大型仪器开放共享平台信息管理系统的设计与实现

[摘 要]针对高校中大型仪器设备使用率偏低、资源浪费严重、效益较低、维修力度较弱等问题，在深入分析了大型仪器管理业务的流程基础上，设计并实现了一个大型仪器信息管理系统。

[关键词]大型仪器；管理系统；.NET框架

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.000

[中图分类号]TP311.52；G647.6 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）16-0-02

0 引 言

近日来，教育部提出“双一流”建设的方案，该方案有助于破除高校身份壁垒，促进公平竞争，更有助于调动高校积极性、激发创新活力。各个高校之间的竞争将日益激烈，如何在一流大学、一流学科建设中脱颖而出，保持学校的竞争力成为了亟待解决的问题。

众所周知，人们衡量一所高校的办学条件、管理水平和竞争力，往往是从其拥有的大型仪器设备的规模以及利用率上看的。高校教学科研工作中起着基础性支撑作用的恰恰是大型仪器设备，并且大型仪器设备在高素质人才培养，深层次水平科学研究和国家重大项目的关键技术研究中发挥着重要的攻坚作用。因此，寻找大型仪器设备有效利用的方法，提高其利用率，不仅解决了大型仪器设备配置不均衡，使用效益低下等问题，同时也是提高人才、科研和社会服务质量，保持高校可持续发展的内在需要。

本设计提出建立一种大型仪器信息管理系统，该系统对当前大型仪器设备管理部门在对仪器的监督管理过程中，仅仅仪器的一些基本介绍信息，无法对仪器设备的使用过程进行控制管理，也无法对仪器设备的出入进行信息化管理的情况，本管理系统研究设计了一种科学完善的仪器设备管理机制，方便主管部门合理管理和监督大型仪器设备，收集并统计仪器的使用数据，并进行综合效益评估。

1 系统技术基础

本系统采用三层架构（数据层、应用逻辑层、访问层），使用.NET开发，实现轻量级中间件，遵循XML数据格式。

1.1 .NET Framework简介

.NET Framework是一种采用系统虚拟机运行的编程平台，以公共语言运行时（Common Language Runtime，CLR）为基础，支持多种语言（如C#、C++、VB等）的开发；也提供了一些工具和技术，让开发人员能够通过独立于语言和平台的方式来创建并运行下一代应用程序和Web服务。

.NET Framework包含4个组件：第一个是公共语言运行时（Common Language Runtime，CLR）；第二个是Framework类库；第三个是并行计算平台；第四个是动态语言运行时（Dynamic Language Runtime，DLR）。.NET Framework的体系结构（见表1）。

.NET Framework的功能：①提供了一个运行环境，简化软件开发过程，降低版本冲突的可能性，以及尽可能消除脚本语言或解释型语言的性能问题；②确保安全执行代码；③基于行业标准进行所有通信，与非.NET代码集成；④让应用程序的开发过程独立于语言和平台，确保各种应用程序的开发体验都是一致的。

1.2

是基于.NET Framework技术的新一代Web应用程序开发系统，是一种建立在公共语言运行库上的程序架构，通过该架构可以建立功能强大的Web应用程序。它提供了统一的Web开发模型，比如开发人员生成企业级Web应用程序所需的各种服务。

是一个基于.NET的环境下的已编译的开发工具，可以用任何与.NET兼容的语言开发应用程序，同时任何应用程序都可以使用整个.NET Framework，实现了真正的前台用户界面和后台逻辑处理代码的分离。

1.3 C#语言

C#是一种面向对象、类型安全的编程语言，它运行在.NET Framework平台之上。和其他现代编程语言一样，C#也是一种面向对象的语言，全面支持面向对象编程概念，比如：继承、多态、封装和抽象等，同时它借鉴了众多不同的语言，以形成其语法和主要功能，它有语法优雅、类库庞大等特点，所以编程使用C#将会变得更加容易。C#也支持面向组件编程，能够指定自带文档的独立功能单元（组件），因此，编程过程中，只需提供一个模型，就能包含属性、方法、事件以及有关组件的元数据，这就使得创建和使用组件的过程非常自然。

开发人员可以通过C#提供的语言功能利用CLR进行改进。比如垃圾收集功能自动管理内存，可以通过异常处理提供的一种可扩展的结构化方法，能够检查错误并从错误中恢复。C#作为一种类型安全语言，可以避免发生以下情况：变量未被初始化，非法访问内存，将一种类型的数据存储到只能接受另一种类型的地方。

除此之外，C#的语言功能和语法设计还减少了需要编写的代码量，使得代码更加简单，降低了发生常见错误的可能性。

2 系统设计与实现

本系统实现了将大型仪器设备进行网络化，让网上管理仪器得以实现；开放性平台具有网上预约、费用计算、及时支付和仪器监控的功能，能动态反映仪器的使用状况，自动统计有效的机器使用时间，完成仪器的运维管理。系统的整体框图（如图1所示）。

由图1可知，大型仪器开放共享平台信息管理系统分为四大功能模块：系统导航模块、仪器预约管理模块、仪器管理模块、数据查询统计模块。

2.1 系统导航模块

系统导航模块主要提供基于角色的界面管理功能，是一个被系统中所有界面调用的基础模块。为此，不同角色的用户所能访问的界面是不同的，不同角色的用户有不同的界面导航以及其相对应的权限。系统导航模块加载流程图（如图2所示）。

2.2 仪器预约管理模块

该模块实现仪器预约及预约信息管理功能，分仪器预约子模块和预约信息管理子模块。仪器预约子模块由时间预约、顺序预约、送样预约3个功能模块组成。而预约信息管理子模块则为管理员对无独立操作资格的预约进行预约确定、取消、调整等功能。

2.3 仪器管理模块

仪器管理模块所管理的信息比较多，被划分为4个子模块：仪器入网管理模块、仪器设备监控模块、仪器分类及分类属性管理模块、仪器综合信息管理模块。这4个模块实现了对仪器入网进行相应的审核（准入或拒绝）、实时查看设备的使用状况、对入网仪器进行相应分类及各种信息显示等功能。

2.4 数据查询统计模块

数据查询统计模块实现仪器在线状态显示、使用时间统计及费用计算支付功能。在线状态子模块让管理员知道仪器的在线状态如何，比如：故障、未上线或其他情况。使用时间统计子模块让管理员知道在某个时间段内任何一个仪器的使用时长情况。同时提供查询、导出任何一个时间段内的每个仪器使用时长的功能。费用计算支付模块根据前面查询到的使用时长进行费用计算及支付。

3 结 语

大型仪器开放共享平台信息管理系统在实践应用中具有重要意义，实现了网上管理大型仪器设备；对大型仪器设备进行网络化操作，诸如网上预约、使用时间统计、费用计算、及时支付和仪器监控的功能，很好地对仪器设备进行运维管理，解决了大型仪器设备使用率偏低、资源浪费严重、效益较低、维修力度较弱等问题，使对仪器设备的管理使用走向科学化、网络化、自动化，提高人才、科研和社会服务质量。

主要参考文献

[1]Scott J.Dorman.C#5.0入门经典[M].刘琦，袁国忠，译.北京：人民邮电出版社，2014.

[2]张荣梅，赵宝琴，赵彦霞程序设计实用教程（C#版）[M].北京：北京大学出版社，2014.

[3]张子阳之美：.NET关键技术深入解析[M].北京：机械工业出版社，2014.

[4]邵晨晓.大型仪器设备协作共用系统的设计与实现[D].石家庄：河北师范大学，2010.