校園自助式實驗室群管理系統(tǒng)研究

校園自助式實驗室群管理系統(tǒng)研究

摘要：對高校開放式計算機實驗室群管理進行了深入研究，提出了人性化智能網(wǎng)絡管理模式，并服務于自助式人性化計算機實驗室群管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用基于網(wǎng)絡控制的C/S和B/S聯(lián)合架構(gòu)模式，采用三層交換等安全技術設計，將整個系統(tǒng)的軟件、硬件和控制高效的結(jié)合成一整套聯(lián)動的系統(tǒng)。

關鍵詞：實驗室群管理系統(tǒng)；校園；自助式

1校園自助式計算機實驗室群管理系統(tǒng)支持

基于校園一卡通的校園自助式計算機實驗室群自動管理系統(tǒng)的設計目標是要實現(xiàn)對校園網(wǎng)內(nèi)分布在不同地點的所有公用計算機實驗室實現(xiàn)管理。

管理方式

采用集中與分散相結(jié)合的分布式管理。管理系統(tǒng)一方面要實現(xiàn)對校園網(wǎng)內(nèi)所有公用計算機實驗室群的統(tǒng)一管理，如用戶賬戶管理、個人上機上網(wǎng)計費、各實驗室的狀態(tài)監(jiān)控、個人用戶的賬目查詢和匯總，另一方面還要兼顧各計算機實驗室群的要求，對計算機實驗室的使用、集體用機排課、個人用機等進行分散管理。

用戶可以憑校園卡出入任何計算機實驗室，使用計算機實驗室和校園網(wǎng)上的各種資源，包括訪問Internet；各院系計算機實驗室群管理員可以對所管轄的計算機實驗室進行控制、管理和數(shù)據(jù)匯總；管理中心對個人的用戶賬戶和上機費用等實施集中統(tǒng)一管理，對所有計算機實驗室及用戶的情況進行查詢和匯總。

技術路線

(1)校園網(wǎng)作為網(wǎng)絡發(fā)展中的一個最活躍的分支，正日益成為高校教學、科研和管理的基礎平臺。通過校園網(wǎng)，可將分散的計算機實驗室群連接起來構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體。

(2)分布式數(shù)據(jù)庫管理方式可有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)分布和功能分布。在分布處理上我們將其劃分為如下兩個層次：

①數(shù)據(jù)分布。校管理中心中央數(shù)據(jù)庫存儲公用數(shù)據(jù)(包括個人賬戶，基礎管理信息，Internet訪問量、統(tǒng)計信息等)；各計算機實驗室群管理中心數(shù)據(jù)庫存儲本地信息，對沒有配備數(shù)據(jù)庫服務器的計算機實驗室，可以將其本地數(shù)據(jù)存放到中央數(shù)據(jù)庫服務器或其它臨近的數(shù)據(jù)庫服務器上；計算機實驗室內(nèi)的單機系統(tǒng)存放本機信息。每一部分數(shù)據(jù)中都包括預設數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行中臨時生成的數(shù)據(jù)。

②管理功能分布。個人用戶賬號、費用結(jié)算、總體統(tǒng)計功能等在校管理中心完成。自由上機的用戶從各計算機實驗室群管理中心進入當?shù)氐挠嬎銠C實驗室，身份驗證功能通過訪問中央數(shù)據(jù)庫完成；課程管理、計算機實驗室管理、用機管理、當前用戶管理等功能由各計算機實驗室群管理中心訪問本地數(shù)據(jù)庫完成。下機管理由客戶端管理程序訪問本機標志數(shù)據(jù)與計算機實驗室群管理中心數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。

設備配備

由于各計算機實驗室群都己組網(wǎng)并連接在校園網(wǎng)上，為盡量減少設備資金的投入，系統(tǒng)在實現(xiàn)上可給每個計算機實驗室群增加若干臺普通計算機作為管理機，并配備讀卡設備，以很少的投入實現(xiàn)了高效益。

2校園自助式計算機實驗室群管理系統(tǒng)方案

系統(tǒng)有三類用戶：普通用戶、計算機實驗室管理用戶和排課用戶。普通用戶為上機用戶，計算機實驗室管理用戶為對權(quán)限范圍內(nèi)的功能模塊進行數(shù)據(jù)查詢和操作，排課用戶為按教學任務要求對計算機實驗室進行排課管理。

根據(jù)用戶要求，刷卡端、充值端計算機實驗室管理端和客戶端設計采用三層C/S模式，查詢端采用B/S模式。采用這種混合模式方案的優(yōu)點在于：保證敏感數(shù)據(jù)的安全性，特別是對數(shù)據(jù)庫的修改和新增記錄加強了控制；經(jīng)濟有效地利用學校內(nèi)部計算機的資源，簡化了一部分可以簡化的客戶端；既保證復雜功能的交互性，又保證了一般功能的易用與統(tǒng)一；系統(tǒng)維護簡便，布局合理；網(wǎng)絡效率高。

自助式人性化計算機實驗室群管理系統(tǒng)采用射頻卡，對賬號方式兼容的處理方式，同時采用了門禁方式的優(yōu)點，用戶上機首先通過刷卡門禁，上機用賬號密碼登錄，下機注銷賬號。有關射頻卡的上下機計費操作處理由服務器完成，管理機負責賬號的上機登錄處理，門禁機則智能編排和指引用戶的實驗室和機位。

在各計算機實驗室群的門口置放若干臺刷卡機，欲上機的用戶在進入計算機實驗室前，先在刷卡機上刷卡，該用戶信息就被記錄進與刷卡機相連的計算機中，分配學生上機的機器位置，學生進入相應位置開始上機，等上機完畢，只需在所用的計算機上做下機操作即可。這樣系統(tǒng)根據(jù)上下機時間差，再乘以相應費率，得到應扣除的上機費用。此系統(tǒng)比機票精確、方便，設備較簡單，費用也較低。

系統(tǒng)屬于用戶端控制、門禁方式進出、帳號式計費管理系統(tǒng)，能靈活控制管理全校計算機實驗室，實施準確的計費策略，高效的管理方式、并可對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析。

3校園自助式計算機實驗室群管理系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

校園自助式計算機開放實驗室群管理系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡控制的C/S和B/S聯(lián)合架構(gòu)模式，采用三層交換和安全技術設計，將整個系統(tǒng)的軟件、硬件和控制高效的結(jié)合成一套聯(lián)動的系統(tǒng)。系統(tǒng)底層采用匯編語言，Windows平臺下采用優(yōu)秀的前端工具開發(fā)環(huán)境，動態(tài)服務頁制作系統(tǒng)和靈活易用的MicrosoftSQLServer2000開發(fā)。系統(tǒng)使用IC卡、射頻卡、磁卡、條形碼卡或與一卡通對接的方式，控制端采用刷卡門禁、電源控制或密碼用戶驗證的方式。

服務層采用SQLServe、數(shù)據(jù)庫及XML和OPENXML技術。對數(shù)據(jù)采用集中式和分布式處理相結(jié)合的策略，充分利用分布式數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點，結(jié)合本地暫存、批量發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送方式，提高了系統(tǒng)的可擴展性，解決了處理中的瓶頸問題。

中間層一方面通過SQLOLEDB通用標準接口與數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)通訊，一方面開放IIS服務和SOCKET套接字，提供標準的WEB瀏覽和網(wǎng)絡三層的SOCKET通訊接口。利用快照復制技術，較好的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)復制部署。

系統(tǒng)主要模塊功能實現(xiàn)

(1)刷卡客戶端。

通過多接口的讀寫模塊可以從IC卡、射頻卡、磁卡、條形碼卡或校園卡讀取信息進行身份驗證，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫相關信息為學生分配設備或資源。刷卡端同時與電子門禁、電源控制和用戶密碼驗證部分相連，可以完成自動電子開關門鎖，啟動相關設備等功能。

(2)實驗室管理控制臺。

顯示并控制實驗室狀態(tài)，顯示并控制設備或資源狀態(tài)、學生實驗信息，包括實驗室開放、維護、關閉，設備正在使用、使用結(jié)束、調(diào)整、維護、日志查詢。與客戶端的遠程通訊，對實驗室每臺設備或資源進行遠程控制、采集信息、發(fā)布信息、收集物理地址、啟用控制，更新控制等操作；與調(diào)度子系統(tǒng)的對接，完成課表信息的讀取，自動分配預約設備及預約時間，并生成預約明細表。

(3)實驗室客戶端。

客戶端支持DOS，Windows98，Windows2000，XP等操作系統(tǒng)。采用了進程監(jiān)控、鎖屏、線程注入等技術，可以保證與客戶端的實時通訊，而又不影響設備的正常操作?？蛻舳朔粘绦蚩梢愿鶕?jù)設備的物理地址按照用戶要求自動設置網(wǎng)絡IP地址，并可實現(xiàn)自動更新、修改密碼、設備使用日志查詢等功能。

(4)學生查詢端。

讀取校園卡信息，基于B/S模式查詢用戶個人使用設備和資源的情況，消費情況。生成分析圖表，用于指導學生的實踐。

(5)系統(tǒng)查詢分析端。

查詢每個實驗室的狀態(tài)，每個用戶的狀態(tài)，并可對每個實驗室的設備利用情況進行綜合分析，對單個用戶及群用戶進行分析，用于指導學生的實踐和實驗室建設。

(6)后臺服務進程。

數(shù)據(jù)庫三層技術的中間層，完成與客戶端和管理控制臺及數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)通訊。采用中間層可以大大提高數(shù)據(jù)庫的安全性，同時自動即時的對數(shù)據(jù)庫相關信息的狀態(tài)進行分析和調(diào)整，服務進程同時具有定時備份數(shù)據(jù)庫，定時掃描網(wǎng)絡等功能。

(7)觸摸屏式自助轉(zhuǎn)賬機。

讀取校園卡信息，驗證身份后提示用戶輸入要轉(zhuǎn)入的金額，將一卡通中的金額轉(zhuǎn)入實驗室賬戶中，并在實驗室數(shù)據(jù)庫中生成相應的時長。

(8)實驗室排課子系統(tǒng)。

系統(tǒng)主要支持課表的智能化錄入和維護，生成課表的統(tǒng)計曲線圖，并生成支持二次設計的各種報表。

①課表維護：對于實驗室的課表進行錄入、維護和各種批量操作的功能。還附加了人數(shù)統(tǒng)計，課時統(tǒng)計等功能。

②課表錄入：基本實現(xiàn)了無鍵盤錄入方式?？梢灾唤柚髽送瓿芍黧w信息的錄入。

③課表打?。汗δ軓姶蟮目啥ㄖ普n表打印模塊，可以讓你在自動生成的報表上再次修改，并可保存模板。

實施流程

(1)學生到刷卡機上刷卡進行身份驗證。對接專用POS機對校園卡進行校對黑名單。不成功，傳給PC機錯誤信息，退出流程。

(2)POS機取出卡內(nèi)信息，傳給PC機。

(3)PC機通過卡號，在計算機實驗室數(shù)據(jù)庫中查找該用戶，如果不存在該用戶，將該用戶送入新用戶清單，待處理，并退出流程。

(4)查找該用戶是否有欠款記錄，如果欠款，刷卡機通知POS扣除卡內(nèi)相應金額(自動控制)，待POS機返回確認信息后清除欠款，同時生成消費記錄。

(5)進入計算機實驗室刷卡流程。

系統(tǒng)配置要求

(1)服務器環(huán)境要求。

硬件：PentiumMMX200處理器“64M內(nèi)存“剩余300M硬盤空間“l(fā)0K網(wǎng)卡

軟件：Windows以上的版本，SQLServer2000

(2)刷卡、管理端環(huán)境要求。

硬件：Pentium133處理器“32M內(nèi)存“剩余100M硬盤空問“l(fā)0K網(wǎng)卡“讀卡器

軟件：Windows2000

(3)自助轉(zhuǎn)賬機。

硬件：Pentium133處理器“32M內(nèi)存“剩余100M硬盤空間“l(fā)0K網(wǎng)卡“讀卡器“觸摸屏

軟件