鲁达 陈忠霞，常龙，黄云前，王继强，文艺成
（山东科技大学 机械电子工程学院，山东 青岛 266590）
摘要：针对当前高校实验室信息管理复杂、预约繁琐等问题，设计了高校实验信息管理系统，用于完成学生与实验室教师之间进行实验预约及预约审批的交互过程，实现实验室的网络化管理。本系统采用LabVIEW作为开发工具，G语言作为编程语言，运用SQL语句远程访问SQL Server数据库。最后，以实验室教师为例，验证了系统用户分工明确，能够有效利用客户端将教师、学生和实验室设备联系在一起，实现实验室信息管理和预约一体化，提高实验室的使用效率。该系统验证了LabVIEW编程简单，功能强大，应用范围广。
0引言
高校实验室是高校进行教学和科研的重要场所，它能培养学生的动手能力，加深学生对理论知识的理解，提高学生的创造力。目前大部分实验室在实验室管理和预约等方面都存在相应的问题，如学生预约实验时不能及时查看实验室使用情况，实验室教师不能及时反映新开设的实验等［1］，因此需要在管理上进行创新。
针对高校实验室的管理现状，本文基于LabVIEW和SQL Server设计本系统，网络化管理实验室，主要完成学生与实验室教师之间进行实验预约及审批的交互过程，学生随时可以预约实验，并进行查询；实验室教师也可及时处理预约情况，安排学生进行实验，并及时更新实验室开设实验信息，从而实现实验室管理的规范化、制度化，把实验室设备、教师和学生联系在一起，从而最大限度地提高实验室的使用效率。高校通过使用该系统可使实验室信息管理及实验预约一体化，实现人机对话，改变了以往由人工操作带来的实验教学管理工作繁琐的现象［2］，方便了学生、实验室教师及时查看实验教学信息。
1系统结构设计
该实验室信息管理系统有3个用户权限：班长（预约实验）、实验室教师和系统管理员，因此不同用户所拥有的操作权限也是不同的。系统实现的主要功能［3］有：
（1）信息管理：用户管理，实验室信息管理；
（2）预约管理：实验预约，预约审批；
（3）信息查询：设备信息查询，开设实验查询，实验预约查询。
在预约实验室时，班长代表班集体预约实验，班长可以通过本系统进行实验室信息查询，包括实验室的地点、实验室设备、所开设实验以及实验室预约情况等信息，然后决定对哪个实验室进行预约，在预约时，需选择相应的实验室，添加预约人学号，预约时间，也能查看预约情况。对于实验室教师，可以通过系统管理实验室信息，包括查看实验室设备使用情况、更新实验室设备和所开设的实验信息，对这些信息进行添加、删除，并能审批学生预约的实验，及时反馈当前实验室实验情况。系统管理员主要是维护系统的正常运行，管理所有能进入本系统的用户信息。对用户信息可以进行添加和删除，也可从外部导入用户信息。添加的用户信息主要包括学号、姓名、密码、学院专业、班级、职务、权限等。
班长只能进行实验预约及信息查询功能，实验室教师可以操作信息管理下的实验室信息管理功能和预约管理下的预约审批，信息管理下的用户管理由系统管理员负责。
系统整体设计框架图如图1所示。
2系统使用技术
2.1LabSQL
在使用本系统时，用户登录所使用的账户密码、实验室相关信息都是保存在SQL Server所设计的数据库内。LabVIEW是美国NI公司开发的集数据采集、控制、数据分析和数据显示的虚拟仪器开发平台软件。该软件编程时分为面板和框图两部分，编程语言灵活，以图形编程［4］的方式供用户使用，简化了开发过程，便于用户调试。但是LabVIEW本身不具备访问外部数据库的功能［5］。LabVIEW对SQL Server数据库的链接是借助LabSQL工具包实现的。
LabSQL是通过第三方开发的免费工具包，其原理是利用Microsoft ADO以及SQL语言来完成与数据库的互访，将复杂的底层ADO及SQL封装成一系列的LabSQL VIs，可供LabVIEW用户使用。LabSQL延续了LabVIEW图形编程的最大优点，不需要使用文本编程，有效解决了LabVIEW不能访问数据库的问题，节省了开发时间。
2.2C/S结构
选用SQL Server设计数据库，以学校的局域网作为纽带，采用客户机/服务器（Client/Server，C/S）结构设计本系统。在C/S结构中，客户端完成与用户的交互任务，实现人机对话，服务器对数据进行管理。其中客户端是一套完整的应用程序，能充分发挥自己的处理能力，实现对服务器数据库的信息查询、添加、删除等操作，能实现子程序间的自由切换，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器，客户端响应速度快［6］，同时也减轻了服务器运行数据的负荷。其使用对象比较固定，程序构架更加注重流程，可以对权限多层次检验。
2.3全局变量应用
为了增加程序的可维护性和可读性，在程序中添加全局变量。
（1）IP地址：系统通过IP地址访问数据库，设置IP地址为全局变量，在界面程序中使用该全局变量。当服务器IP地址变化时，通过改变全局变量中的IP地址，管理查询界面程序中的IP地址也随之变化，无需修改各处IP地址。
（2）权限：系统在登录时，将登录人权限传递给全局变量。在各个管理界面程序中，判断该全局变量，根据不同权限显示不同的管理查询界面。
3系统实现
高校实验信息管理系统能够满足高校实验室管理的基本要求。现以实验室教师为例对系统进行具体演示，该权限主要是管理实验室信息，预约审批等。系统主界面选用LabVIEW中的Tab Control控件，实现页面切换，节省了空间。
信息管理功能包括两个按钮：用户管理和实验室信息管理。实验室教师只负责实验室信息管理，对用户管理没有权限，因此在点击用户管理按钮时，会弹出窗口提示“您无此权限”。 点击实验室信息管理按钮，弹出实验室信息管理窗口。该功能的实现借助事件结构，每一个菜单项作为一个触发条件。例如当点击实验室信息管理按钮时，触发该条件结构，执行case结构程序，根据权限判断是否调用实验室信息管理窗口。
图2实验室信息添加界面实验室信息管理窗口包括实验室信息、设备信息和开设实验3个功能项。这3个功能项分成3个界面，每个功能项下都可进行相应信息的添加和删除。以实验室信息功能项为例，选中实验室名称，点击查看设备按钮，可查看所选实验室设备以及开设的实验信息，进行添加和删除操作，及时更新实验室信息。图2所示为实验室信息添加界面，添加成功后会弹出窗口询问，实现框图如图3所示。
当添加实验室信息时，点击确定按钮，系统通过LabSQL VIs下的ADO Connection Creat.vi和ADO Connection O这两个子vi完成与数据库SQL的链接，通过ADO Connection Exce对数据库添加信息，利用ADO Connection Clo关闭数据库的链接，并借助ADO Connection De删除链接对象。
预约管理功能下包括实验预约和预约审批两个按钮，实验室教师负责预约审批功能项，点击预约审批按钮，弹出图4所示界面。实验室教师可进行相关条件查询，然后选中一行，得到该行的ID值，选择审批状态（输入框的），使用update命令字符串，利用平铺式顺序结构，修改数据库原来得到ID值的行的审批列信息，最后刷新显示。
信息查询功能项包括设备信息查询、开设实验查询和实验预约查询3个按钮。实验室教师在信息管理功能项下就可查询实验室相关信息，故可不使用信息查询功能项。该功能项是针对班长设计的，由于班长无权限打开实验室信息管理界面，故设计该功能项进行查询相关信息。
4结论
本文介绍了高校实验信息管理系统的系统结构和涉及的关键技术，并以实验室教师为例演示了系统的相关部分功能。该系统证明了LabVIEW编程简单，可以成功应用到实验室信息管理方面，并能有效解决实验预约繁琐等问题，实现网上预约、网上审批、网上管理资产等功能。学生随时可以查询实验，并进行预约；实验室教师也可及时处理预约情况，安排学生进行实验，并及时更新实验室开设实验信息。高校通过使用该系统可使实验室信息管理及实验预约一体化，实现人机对话，改变了以往由人工操作带来的实验教学管理工作繁琐的现象，规范了实验室信息管理，方便了学生、实验室教师及时查看实验教学信息，提高了实验室使用效率。
参考文献
［1］ 裴珊珊.高校实验室管理研究现状及存在问题分析［J］. 科技视界, 2012(16):9798，100.
［2］ 李培国,叶嫣.智能化实验室管理系统的研究与设计［J］.微型机与应用,2014,33(11):1618.
［3］ 孙传余，文艺成.高校实验室网络管理系统研究［J］. 中国电力教育, 2014(11):143145.
［4］ BARRERO F, TORAL S， GALLARDO S. eDSPLab: remote laboratory for experiments on DSP applications［J］. Internet Research, 2008，18(1):7992.
［5］ 李文涛, 曹彦红, 卜旭芳, 等. LabVIEW数据库访问技术的实现及应用［J］. 工矿自动化, 2012(3):6972.
［6］ 郭恺强, 肖晓朋，刘冬生.B/S和C/S软件体系结构选择［J］. 井冈山学院学报, 2009，30(4):4951.