系统数据库实验室管理论文

1系统结构

布－加综合征实验室管理系统包括管理系统终端、服务器和无线通信模块。管理系统终端基于智能手机和Android系统实现，可以通过摄像头扫描设备上的二维码，对实验设备进行识别管理。实验室服务器和实验设备通过近距离无线通信模块进行通信，从而服务器可以查询和控制实验设备的工作状态；管理系统终端与安装在实验室服务器上的远距离无线模块之间采取基于TCP／IP的Socket通信方式。系统终端发送的命令经过电信交换网传送到实验室服务器，服务器根据命令并通过近距离无线网络，查询并记录实验设备的状态或控制设备的运行方式，然后给管理系统终端反馈设备的状态信息。系统框图如图1所示。

2实验室管理系统的设计

2．1系统数据库设计应用

SQLServer2000设计数据表［6－7］。系统数据库主要包括3类数据表。（1）设备信息表。记录设备总体信息，包括设备编号、型号、购置人、购置缘由、购置日期、报废日期、借用状态信息。当实验室购买新设备时，通过管理系统终端软件输入的信息发送至服务器软件，经过解析处理后添加到这个表。（2）设备使用状况表。用于记录设备的借用情况，包含编号、借用日期、归还日期、借用人姓名、借用人证件号、借用人电话、用途等字段。在设备借／还的时候，通过管理系统终端记录的信息将添加到此表。（3）设备操作信息表。用于记录设备控制信息，包含编号、操作指令、操作人、操作时间等字段。实验室管理人员通过管理系统终端控制设备的信息将添加到此表。

2．2服务器端设计

系统的服务器分为Web服务器和数据库服务器［8］。Web服务器为此系统增加了以B／S架构为基础的网页管理系统配置访问功能以及WebService接口程序。当管理员通过管理系统终端软件查询数据库时，可以通过WebService接口访问设备使用情况、借记状态、控制状况等数据库信息。基于．NET的数据库查询程序都是用C＃语言编写，其特点是执行效率高，安全性好。数据库服务器主要用于接收智能手持端传来的数据，将数据解析后存入系统的数据库表中。可以在服务器软件界面查看历史操作信息和数据库信息。对于需要的信息可以选择导出或打印。

2．3设备信息记录以及追溯

系统使用二维码标签作为实验室设备的标志，二维码的信息包括设备编号、设备型号等［9－10］。当新购入实验设备时，以设备的顺序编号和设备的型号两个信息生成该设备的标志二维码并存入数据库。在设备管理工作中，通过扫描设备二维码就能获取该设备的相关信息并可存入数据表中。当设备出现故障或者其他意外情况时，可以通过扫描设备的二维码调用系统数据库中该设备的所有历史信息，以供追本溯源，快速排除故障或解决问题。

2．4设备远程控制

在布－加综合征实验室，原子吸收分光光度计等一些设备的使用需要提前开启或者延迟关闭，以实现预热、冷却等技术要求。为此，设计了设备远程控制功能，替代了以往实验管理员守候设备等待开关的情况，使实验管理员通过管理系统的移动终端即可远程控制设备。实验管理员将需要的实验设备控制命令发送到实验室内的服务器，服务器通过近距离无线网络向对应的实验设备发送开关机命令。近距离无线网络的无线传输芯片采用nRF24L01，通过SPI与单片机相连，单片机通过串口与服务器或者实验设备相连。当服务器需要向实验设备发送命令时，先通过串口将命令发送给单片机，单片机控制无线芯片通过无线链路，由nRF24L01将命令传送到指定的实验设备，实现设备的开、关或延时开、关。这些操作记录也会存入数据库中以供以后查询。

2．5语音即时通信

在系统中实现了无线环境下零消费的语音通话功能。该通话基于SIP协议，采用Asterisk作为虚拟交换机，只要一网的电脑，结合VOIP技术［11－12］，就能架设整个实验室大环境及实验室外无线环境下的通话系统。点击拨号可以是两个客户端之间通话，也可以将座机连接路由器，并且在语音服务器注册一个地址，实现客户端与座机的通话。

3系统实现

布－加综合征实验室管理系统的终端运行于An－droid系统。进入系统后需输入用户名和密码登录。系统主界面共分为6个功能模块，分别是新进设备、设备借用、设备归还、设备信息、工作圈子和设备控制（见图2）。点击“新进设备”按钮，可以对新设备进行添加、登记；点击“设备借用”按钮，可以对设备进行借用登记；点击“设备归还”按钮，可以对设备进行归还登记；点击“设备信息”按钮，可以查询设备信息；点击“工作圈子”按钮，管理员之间、管理员与非管理员之间可以进行语音即时通信；点击“设备控制”按钮，可以进入设备控制界面。在设备控制界面，右上角的“添加设备”按钮用来将设置好的设备编号添加至软件中。选择需要控制的设备名，点击需要的操作命令按钮，即可将操作命令发送至服务器软件。操作命令包括4种简单操作：开启、关闭、延时开启、延时关闭（见图2）。系统实物如图3所示。当服务器接收到命令并解析后，即将操作命令通过串口A发送至单片机B（AT－mega16），单片机B将数据包通过近距离无线模块上的天线C发送给近距离无线模块上的天线D，D由单片机E控制接收信息，E根据命令包参数选择性控制继电器F，通过F来控制设备G（图中用电机演示）的启动与关闭。

4结束语

布－加综合征实验室管理系统可对实验设备进行综合管理，实现设备信息的记录与追溯、实验设备简单的远程操作、实验室管理者间的即时通信等功能。该管理系统促进了实验室管理方式的优化。本系统需要改进的技术包括视频远程监控、定时远程控制等更多的移动化远程智能控制技术。

作者：唐璐 祖茂衡 庄银苹 卞水荣 单位：徐州医学院 徐州医学院