教学设备智能化管理系统的研究与设计

2019-02-14秦蒙任照富何远纲苏俊

电子制作 2019年2期

秦蒙，任照富，何远纲，苏俊

（重庆电力高等专科学校信息工程学院，重庆，400053）

0 引言

随着自动识别技术和无线通信技术的迅速发展，教学设备及配套辅助设施等资源的传统纸质化管理方式的弊端也逐渐显现，配套资料易丢失，资产难清查，故障排查耗时长等现象时有发生。因此，实现学校教学设备及配套辅助设施的智能化管理是“互联网+”时代发展的必然要求。本项目主要研究开发图形化、智能化的教学设备及配套辅助设施管理系统，提高教学设备的管理水平和使用效率，同时还可以用于提升配套网络资源的维护和通信管理水平，确保各类资源的准确性、时效性和可控性，保障整个教学环境的安全可靠运行。利用教学设备智能化管理系统可以有以下优势：

（1）利用本系统可以方便、及时地对各类教学设备及配套设施进行数字化智能管理；（2）采用移动便携终端设备进行扫描识别，在移动终端上显示出该设备相关信息，供使用者作业使用，大大提高了学生的学习效率、老师及管理员的工作效率；（3）通过大量的故障数据记录、维护记录而形成运维大数据，对故障点、故障原因、故障高发期等数据进行统计分析，自动生成月报表、季度报表、年度报表，提高运维效率，保障设备及线路安全运行。（4）通过不断的更新和完善系统的故障库，可为管理员快速查找故障点和故障原因提供可靠线索，并为其提供维修方案和整改建议。

1 教学设备研究现状分析

目前教学设备管理仍然处于一个初级阶段，存在的问题还很多，服务的维护基本上都是在出现故障之后开始的，人员处于待命状态，当老师发现设备无法开启或者使用有问题的时候，再打电话给值班人员处理，如果处理人员无法及时解决，则影响正常的上课启用，而且教学设备是各式各样的，包括电脑、音频设备、展示台、投影仪等等，这些设备只要有一个环节出现问题，都会影响到教学的正常运行，教学设备及配套辅助设施等资源的传统纸质化管理方式的弊端也逐渐显现，配套资料易丢失，资产难清查，故障排查耗时长等现象时有发生，当发现某个设备出现异常时，不能及时判断设备的使用年限、保质期等等，无法通过设备的维护和更换情况去系统评估设备的性能。

2 系统组成与作用

本项目是为教学设备及其配套资源管理进行可视化、规范化、实时化、智能化管理服务智能体系。其采用B/S模式构建教学设备及其配套资源管理系统的二元模式，并建立WEB模式下的网络化集成管理体系实现对各类教学设备及相应配套资源的智能化管理。本系统主要由两个子系统构成，如图1所示。

■2.1 系统架构

本系统采用“三层/多层计算”架构设计。（1）客户层（client tier）用户请求的发出地和用户数据的接受地，通过客户端将用户请求数据发送到Web服务器，并接收Web服务器发来的数据，实现实时管理。（2）服务器层（server tier）典型应用是Web服务器和运行业务代码和逻辑的应用程序服务器，将后台管理功能程序放置于此，对用户数据进行处理。（3）数据层（data tier）典型应用是关系型数据库和其他后端（back-end）数据资源，如 SQL Server 数据库等，集中存放所有数据。系统“三层/多层计算”架构设计图如图2所示。

■2.2 系统安全体系构建

建立多层次、完善的安全保障体系，实现系统的硬件安全、软件安全、数据安全保障。其具体构成如图3所示。

图3 教学设备智能化管理系统安全保障体系结构图

3 教学设备智能化管理系统研究

教学设备智能化管理系统可以实现的功能主要有数字化资源管理、设备和传输线路的分类管理、自动识别技术管理、统计分析管理、报表管理、系统管理共六大功能模块。利用当前最流行的自动识别技术和无线传输技术，实现对各类教学设备、传输设备及链路等配套设施和数据的有效管理，建立图形化集中式教学设备及配套资源的智能化管理系统，从而降低各类设备的运营成本、提高资源管理水平，保障各类设备的安全有序运行。教学设备智能化管理系统为用户提供了一套安全的、可靠的、开放的、可扩展的资源信息管理模型。教学设备智能化管理功能模块图如图4所示。

(1)建立数字化资源管理系统，对各类教学设备、配套通信设备、及传输链路关系等采用计算机智能化管理，可以准确、方便的地对各类设备、通信设备链路关系及拓扑结构等各类资源的相关信息进行增加、删除和更改，确保信息的准确性和时效性。

图4 教学设备智能化管理系统

(2)智能化管理系统采用图形化操作界面，操作简单方便，可实现对各类设备和传输线路的分类管理，人机交互性好，适合各类层次的管理人员使用。

(3)采用最新的自动识别技术，根据设备的不同属性和不同的工作环境，为相应的设备及传输链路等资源增加条形码、二维码或RFID电子标签等，通过移动终端设备的扫描，在相应的终端设备上显示出该设备的详细信息，从而方便师生使用，此外还可为设备管理员的维护工作提供便捷，大大提高了各类设备的管理、使用及维护效率。

(4)可以通过大量的故障数据记录、维护记录而形成运维大数据，对设备或者传输链路故障点、故障原因、故障高发期等数据进行统计分析，自动生成月报表、季度报表、年度报表，提高运维效率，保障设备、线路的安全运行。

(5)通过运行报表中记录的故障情况及其解决方式，日后可以帮助教师或者设备管理员根据故障情况快速找出故障点和故障原因，为其迅速解决故障问题提供可靠的技术支撑。

该系统为各类教学设备及配套资源建立条形码、二维码或电子标签，采用对应的移动便携终端设备进行扫描识别，并在移动终端上显示出相关设备的信息。设备使用人员可通过该系统查看设备的使用说明、注意事项等内容；设备管理人员可通过该系统查看设备故障情况分类及对应的解决方法，再完成新故障维修后，还可以将故障说明和解决方案输入到系统的故障库，方便日后快速解决出现的同类问题。此外，该系统通过为每一条传输链路的两端添加标签，还可以有效地解决实验室传输链路关系错综复杂，维护困难的问题。通过本项目的智能化管理系统，可完成对各类资源对象的信息维护、查询、统计、分析等功能。从而实现“互联网+”时代下教学设备及配套资源的智能化管理，在设备及通信链路资源管理等领域具有广阔的应用前景。

4 教学设备智能化管理系统设计

教学设备智能化管理系统为用户提供了一套安全的、可靠的、开放的、可扩展的资源信息管理模型。该系统为各类教学设备及配套资源建立条形码、二维码或电子标签，采用对应的移动便携终端设备进行扫描识别，并在移动终端上显示出相关设备的信息。设备使用人员可通过该系统查看设备的使用说明、注意事项等内容；设备管理人员可通过该系统查看设备故障情况分类及对应的解决方法，再完成新故障维修后，还可以将故障说明和解决方案输入到系统的故障库，方便日后快速解决出现的同类问题。此外，该系统通过为每一条传输链路的两端添加标签，还可以有效地解决实验室传输链路关系错综复杂，维护困难的问题。通过本项目的智能化管理系统，可完成对各类资源对象的信息维护、查询、统计、分析等设计。

系统采用图形化操作界面，操作简单方便，可实现对各类教学设备和通信传输线路的分类管理，解决了传统管理平台操作繁琐，资料易丢失，学习困难等问题，方便广大师生使用。同时，系统的管理与维护可由各类层次的人员使用，实用性强。登录账号后，通过移动便携终端扫描设备的条形码、二维码或电子标签，即可查阅设备的使用说明，注意事项，参数设置等内容，使师生能快速的掌握设备的使用方法等相关知识。通过教学设备及通信链路的大量故障数据记录、维护记录而形成运维大数据，对故障点、故障原因、故障高发期等数据进行统计分析、数据深度挖掘，辅助设备管理员快速查找故障点和故障原因。教学设备智能化管理系统可以实现以下几个设计模块。

（1）图形化界面：系统采用简单的图形化界面显示相应的功能，操作简单方面，并且能存储各种设备技术参数、使用说明、注意事项、编号信息、产品属性等内容。通过便捷的模块操作，能快速输出设备的相关信息。

（2）图形与数据的无缝集成：图形外观、属性字段都可自定义，能够任意增加、修改或删除对象的属性信息、相互之间关系和业务数据，使图形具备智能性，同时也让系统具备了强大的扩展性。使图形具备智能性，系统扩展性强。

（3）数据批量处理：系统提供 “批量属性值复制与粘贴”、“批量命名”、“导入外部数据源”等众多方式，来解决系统大批量数据导入的难题。

（4）数据同步更新：实现数据表格、拓扑结构图中数据的自动关联，同步更新。

（5）故障快速解决：快速搜寻网络故障点和关键控制点以及相应的解决方案，尽快恢复设备正常使用或运行，同时可以人工的输入解决方案，减小故障影响，不断的更新完善故障库，为将来同类问题的维护提供专家辅助信息。

（6）自动识别技术：本系统根据设备的不同属性及其应用环境，采用最常用的条形码、二维码或者RFID电子标签技术来存储设备的相关信息，通过移动终端设备的扫描即可获取对应设备的相关信息。