一种过程装备与控制工程专业实验室管理系统

1.本发明属于实验室管理系统技术领域，具体为一种过程装备与控制工程专业实验室管理系统。


背景技术：

2.过程装备与控制工程专业培养适应国家战略需求、服务石油石化等能源行业和区域发展，具备自然科学与工程基础知识、过程装备与控制工程专业知识和实践能力，身心健康、德智体美全面发展，能够在过程工业等部门从事过程装备设计、开发、制造与安装、运行维护、安全管理、监督和营销等方面的技术和管理工作或进入相关学科继续学习深造，具有创新精神与社会责任、国际视野的优秀工程技术人才，在进行教学时，需要使用实验室管理系统。
3.但是常见的实验室管理系统在使用时安全性不够高，不能对实验室的环境进行监测报警处理。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种过程装备与控制工程专业实验室管理系统。
5.本发明采用的技术方案如下：一种过程装备与控制工程专业实验室管理系统，包括启动模块、用户操作模块、rfid管理模块、数据库管理模块、教学使用模块、教师使用模块、学生使用模块、物联网门禁模块、物联网监控模块、报警模块、管理员登录模块、用户信息管理模块、设备信息管理模块、节点信息管理模块、环境信息管理模块，所述启动模块的输出端连接有所述用户操作模块的输入端，所述用户操作模块的输出端连接有所述rfid管理模块的输入端，所述rfid管理模块的输出端连接有所述数据库管理模块的输入端，所述数据库管理模块的输出端连接有所述教学使用模块的输入端，所述教学使用模块的输出端连接有所述教师使用模块和学生使用模块的输入端，所述教师使用模块和学生使用模块的输出端连接有所述物联网门禁模块的输入端，所述物联网门禁模块的输出端连接有所述物联网监控模块的输入端，所述物联网监控模块的输出端连接有所述报警模块的输入端；
6.所述rfid管理模块的内部固定安装有管理员登录模块、用户信息管理模块、设备信息管理模块、节点信息管理模块和环境信息管理模块，所述管理员登录模块、用户信息管理模块、设备信息管理模块、节点信息管理模块和环境信息管理模块的输出端连接有所述rfid管理模块的输入端。
7.在一优选的实施方式中，所述管理员登录模块的主界面包括系统设置、用户管理、设备管理、教学管理、过程装备与控制工程专业实验室管理、帮助信息、安全退出这几项功能，所述管理员登录模块为每个用户分配一张唯一标识的rfid标签，这张标签对应用户个人信息；每个用户信息管理包括姓名、性别、联系方式等具体信息；权限管理主要包括用户身份设定权限：管理员拥有最高权限，上课教师权限以及学生权限。
8.在一优选的实施方式中，所述用户信息管理模块是对标签rfid实时信息进行更新存储，并将历史信息存进历史记录中，供日后需要时查看。
9.在一优选的实施方式中，所述设备信息管理模块的设备信息管理功能主要包括设备基本信息、变动管理、查询管理、数据统计管理；设备基本信息包括设备名称、生产厂家、设备代码、标签rfid、购进时间、供应商、价格、保管人、借出人。
10.在一优选的实施方式中，所述数据库管理模块对标签rfid实时信息进行更新存储，并将历史信息存进历史记录中。
11.在一优选的实施方式中，所述物联网门禁模块的内部设置有门禁系统。
12.在一优选的实施方式中，所述物联网监控模块根据rfid读写器在一定时间内读取到的标签的数据信息以及视频图像进行分析判断，并根据事件的影响程度不同触发不同的预警机制。
13.在一优选的实施方式中，所述教师使用模块登录系统：前台登录进后，进行自身信息核实，修改自己的个人信息及登录密码，查看学生信息；预约查看。
14.在一优选的实施方式中，所述学生使用模块前台登录进后，进行自身信息核实，修改自己的个人信息及登录密码，查看任课老师信息；实验选课：通过网上发布的选课信息，查看实验老师、过程装备与控制工程专业实验室、实验设备信息，根据自身的需求进行网上选课。
15.在一优选的实施方式中，所述物联网门禁模块和物联网监控模块发生事件时，会产生报警机制，所述报警模块发送信息给管理人员；在系统检测到事件之后，根据事件的分类，从数据库中取得短信模板，将短信息发送到管理员手机上；系统中，我们将信息分为群发信息和单条信息；群发信息指过程装备与控制工程专业实验室公告、学生进出过程装备与控制工程专业实验室信息等，附加信息指每个人情况不一样，发送的信息业是不一样的信息。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
17.1、本发明中，rfid管理模块内部的多个管理功能模块采用rfid技术进行数据采集、数据读写，可以批量读写，而且rfid技术具有远距离自动读取的特点，所以在数据处理上不再像过去人工录入数据，工作效率得到了很大的提高。rfid管理模块在使用rfid技术的管理过程中，信息会随时记录关键操作，形成备份存储，这样在查看设备的历史使用过程时可以追踪查询信息，提高了使用时的便利性。物联网监控模块实时监控本系统采用rfid系统自动识别技术和传感器技术，当设备信息或人员信息有所变化时，rfid读写器就会自动读写信息，并实时传输给后台数据库。
18.2、本发明中，报警模块识别到对后台数据库没有的信息会自动产生报警机制，就会及时发送短信并通知过程装备与控制工程专业实验室有关的安全人员，以使得及时对过程装备与控制工程专业实验室安全进行处理，从而对过程装备与控制工程专业实验室安全管理起到了很大的作用。
附图说明
19.图1为本发明的整体系统框图；
20.图2为本发明中rfid管理模块系统框图。
21.图中标记：1-启动模块、2-用户操作模块、3-rfid管理模块、4-数据库管理模块、5-教学使用模块、6-教师使用模块、7-学生使用模块、8-物联网门禁模块、9-物联网监控模块、10-报警模块、11-管理员登录模块、12-用户信息管理模块、13-设备信息管理模块、14-节点信息管理模块、15-环境信息管理模块。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.参照图1-2，
24.实施例：
25.一种过程装备与控制工程专业实验室管理系统，包括启动模块1、用户操作模块2、rfid管理模块3、数据库管理模块4、教学使用模块5、教师使用模块6、学生使用模块7、物联网门禁模块8、物联网监控模块9、报警模块10、管理员登录模块11、用户信息管理模块12、设备信息管理模块13、节点信息管理模块14、环境信息管理模块15，其特征在于：启动模块1的输出端连接有用户操作模块2的输入端，用户操作模块2的输出端连接有rfid管理模块3的输入端，rfid管理模块3的输出端连接有数据库管理模块4的输入端，数据库管理模块4的输出端连接有教学使用模块5的输入端，教学使用模块5的输出端连接有教师使用模块6和学生使用模块7的输入端，教师使用模块6和学生使用模块7的输出端连接有物联网门禁模块8的输入端，物联网门禁模块8的输出端连接有物联网监控模块9的输入端，物联网监控模块9的输出端连接有报警模块10的输入端；
26.rfid管理模块3的内部固定安装有管理员登录模块11、用户信息管理模块12、设备信息管理模块13、节点信息管理模块14和环境信息管理模块15，管理员登录模块11、用户信息管理模块12、设备信息管理模块13、节点信息管理模块14和环境信息管理模块15的输出端连接有rfid管理模块3的输入端。
27.管理员登录模块11的主界面包括系统设置、用户管理、设备管理、教学管理、过程装备与控制工程专业实验室管理、帮助信息、安全退出这几项基本功能，管理员登录模块11为每个用户分配一张唯一标识的rfid标签，这张标签对应用户个人信息；每个用户信息管理包括姓名、性别、联系方式等具体信息；权限管理主要包括用户身份设定权限：管理员拥有最高权限，上课教师权限以及学生权限。
28.用户信息管理模块12是对标签rfid实时信息进行更新存储，并将历史信息存进历史记录中，供日后需要时查看；
29.设备信息管理模块13的设备信息管理功能主要包括设备基本信息、变动管理、查询管理、数据统计管理；设备基本信息包括设备名称、生产厂家、设备代码、标签rfid、购进时间、供应商、价格、保管人、借出人；节点信息管理模块14包括节点信息查询、节点信息查询删除、节点信息查询修改和节点信息查询录入；环境信息管理模块15对过程装备与控制工程专业实验室的温度、湿度、pm2.5和光照强度进行分析与显示。
30.数据库管理模块4对标签rfid实时信息进行更新存储，并将历史信息存进历史记录中，供日后需要时查看；数据库管理模块4内部的沟通模块管理主要负责标签rfid、gprs
等数据与数据库之间安全准确进行传输；当有数据变动或新的数据信息时，数据沟通模块能够安全准确地将信息更新或录入。
31.物联网门禁模块8的内部设置有门禁系统，当有人员或设备进入rfid系统时，系统会自动启动当访问者初次访问过程装备与控制工程专业实验室，传感器自动扫描初访者信息，将信息数字化处理后以图像形式传递到过程装备与控制工程专业实验室管理服务器平台，服务器管理软件对信息进行与服务器原有数据库信息进行图像识别、模式匹配，从而确认初访者是否合法化，如果非法，系统会将信息一方面储存进数据库终端，以备工作人员查看，另一方面通过网络gprs或wifi将信息发送给管理员并且启动报警机制；如果是全院师生进出过程装备与控制工程专业实验室时，以rfid技术为核心，辅以红外感应技术和网络摄像机感知师生，收集师生进出过程装备与控制工程专业实验室信息与服务器数据库信息比对。
32.物联网监控模块9根据rfid读写器在一定时间内读取到的标签的数据信息以及视频图像进行分析判断，并根据事件的影响程度不同触发不同的预警机制；物联网监控模块9包括对实验课上课情况监控和对所有过程装备与控制工程专业实验室的环境要素和设备的工作状态进行实时监控；实验课上课情况监控可以借助传感摄像对实验操作人员进行空间位置坐标定位，记录实验人员的操作过程；学生实验过程中各类信息，学生出勤考核、实验进展、课堂纪律等，并将监控到的数据或图片信息经过处理后传给后台数据库；在进行实时监控时，物联网监控模块9在监控终端有构建好的数据库用来实时存放过程装备与控制工程专业实验室的上课情况、环境要素、设备工作状态的数据以及故障处理日志，以供管理员工作时实时检查；监控终端软件运行流程图如图所示，监控终端可以清晰地查看过程装备与控制工程专业实验室的情况或某个过程装备与控制工程专业实验室的情况。
33.教师使用模块6登录系统：前台登录进后，进行自身信息核实，修改自己的个人信息及登录密码，查看学生信息；预约查看：通过预约查看能够知道过程装备与控制工程专业实验室的具体情况，提前做好实验安排；选课情况：通过选课查看，看看自己的选课实验究竟有多少人，提前做好安排；实时监控：通过查看数据库信息老师知道自己开设的实验课预约和选课情况，在实验过程中，通过实时定位系统识别和过程装备与控制工程专业实验室内的传感器装置，了解老师讲课情况和学生的实验进展情况；实验报告：可以对学生的实验报告进行批阅和评分，并且将实验报告的结果提交并存取到数据库，在需要的情况下可以将实验报告打印出来；出勤管理：根据rfid识别器的记录，查看学生的出勤情况；通过对学生采集到的原始数据，分析学生的考勤情况；将每节课的考勤情况实时地发到任课教师的手机上，方便核对，到学期结束的时候，教务处也会根据数据库提供的出勤统计情况，核对学生的出勤率。
34.学生使用模块7前台登录进后，进行自身信息核实，修改自己的个人信息及登录密码，查看任课老师信息；实验选课：通过网上发布的选课信息，查看实验老师、过程装备与控制工程专业实验室、实验设备信息，根据自身的需求进行网上选课；实验报告：将老师布置的实验完成并写出报告发送给实验老师，等老师评阅后查看自己的实验报告，在需要的情况下将报告打印出来；实验预约：通过网上发布的选课信息，查看实验老师、过程装备与控制工程专业实验室、实验设备信息，根据自身的需求进行网上预约选课；成绩查询：登录进去系统，查看个人已完成的实验项目的成绩；在线互动：包括两个方面：一是指实验课时，上
课老师通过设备终端感知实时了解学生学生进行试验的进展情况；二是系统网络中，学生或老师通过web页面相互交流。
35.物联网门禁模块8和物联网监控模块9发生事件时，会产生报警机制，报警模块10发送信息给管理人员；在系统检测到事件之后，根据事件的轻重缓急分类，从数据库中取得短信模板，将短信息发送到管理员手机上；系统中，我们将信息分为群发信息和单条信息；群发信息指过程装备与控制工程专业实验室公告、学生进出过程装备与控制工程专业实验室信息等，附加信息指每个人情况不一样，发送的信息业是不一样的信息。
36.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。