基于二维码的实验室设备管理系统的研究与应用

赵新苗 冯向萍 张婧婧 赵涛

（新疆农业大学计算机与信息工程学院 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830052）

虽然投入了大量的经费，但高校的实验室设备管理上的问题，现阶段依然是随处可见。随着实践教学改革在我国高校的开展，在这种趋势的推动下，高校新购入大量种类繁多又复杂的实验设备[1]。但是，现阶段我国大部分高校对设备的管理依然是传统的人工管理，管理技术方法停留在人工登记、排查等，这样传统落后的管理技术，既不符合现代的信息化发展趋势，也避免不了出现人为失误的情况，进而对资源造成浪费，甚至阻碍教学及科研工作的开展[2]。

1 实验室设备管理系统研究背景

（1）设备管理手段落后。目前，虽然资产信息管理系统已被大多数高校采用，一个标签对应一个设备，但是不干胶口取纸是大多数高校使用的设备标签，这样不能做到管理人员随时查看设备信息、更改设备状态的要求，此外不干胶口取纸还容易脱落[3]。因而目前高校实验室还是依靠传统的人工清点、登记来进行资产清查、设备预约等工作，这样不仅效率非常低，而且出现差错是不可避免的[4]。

（2）设备保养维护不够。由于现有不干胶口取纸标签，比较传统，更改设备信息也比较麻烦和滞后，因而无法实时更新设备的使用状态[5]。

（3）设备的借用及归还管理不够规范化。目前，人工记录管理模式，依旧是大多数高校里实验室仪器设备的借用和归还方式，借用者写借用说明，当设备归还时再将借用说明还给借用者，缺乏良好的监控与管理手段[6]。

本学院目前有六个实验室，电子实验室，计算机实验室，物联网实验室和网络布线实验室，设备数合计1088 件，设备总价约794.83 万元，因此本学院目前迫切需要一个好的实验室设备管理系统。

为解决高校设备管理存在的问题，以二维码及智能终端的应用技术为研究的重点，该应用技术是一种自动识别技术，它产生和发展是在计算机应用实践中，设计的目的，是为实现对信息的自动扫描，是对大量而复杂的数据进行准确、迅速而可靠地采集的有效手段[7]。二维码技术和智能终端的应用，有效的解决了录入及采集数据的关键性问题，是仪器设备管理改革的强大技术辅助[8]。

2 系统设计

2.1 实施方案

实验室设备管理系统的构建，主要依托网络、数据库以及二维码生成技术。手机端条码的扫描功能可直接通过摄像头实现。用户端直接通过手机识别二维码，就能查询已经录入的设备信息，服务器端的数据库及时得到反馈，这样方便管理及后续的决策。系统的架构图如图1 所示。

2.2 功能设计

图1：系统的架构图

图3：数据库E-R 图

2.2.1 后台数据管理功能

购买实验室设备后，实验室管理员及时登记设备的信息。形成设备信息数据库后，通过设备信息生成二维码标签，将标签贴于对应设备上。

2.2.2 APP 功能

管理员有设备管理功能（设备借用申请处理，归还申请处理，维修申请处理等）；设备使用者登录后具有设备借用申请，设备归还申请和设备维修申请功能，如图2 所示。

2.2.3 数据库设计

根据学院设备管理情况进行需求分析后，本系统数据库采用mysql 对数据进行存储和管理，数据库主要包括设备表，用户表，维修公司表，设备维修表，用户申请表等，其中主要表的E-R 图如图3 所示。

3 系统实现

因为高校实验室设备信息记录非常详细，字段繁多，手机APP虽然方便，但是不适合管理多字段的设备信息，因此本系统采用了电脑端和手机端相结合的方式进行设备信息管理，使用电脑可以方便管理员对设备的详细信息进行记录和管理，还可以通过连接打印机直接打印二维码；手机APP 则方便领用人借用设备，申请维修等，操作简单，手机就可以完成。

3.1 后台数据管理功能的实现

后台数据管理功能主要是管理员用来管理实验室设备，因此只有管理员可以登录，这部分主要包括用户管理，设备信息的增删改查，设备信息的批量导入，二维码的生成和打印二维码等功能。

3.1.1 用户管理

在系统管理子菜单下点击用户管理，在这里可以通过点击新增，修改，删除，导入和导出按钮对用户进行管理，在用户添加时有两种方式：一种是点击新增逐一添加，第二种是点击导入，通过Excel 批量导入用户，第二种方式为管理员减轻了工作量，增进了工作效率。

3.1.2 设备管理

在导航栏中点击设备管理按钮，点击页面中的添加，修改，删除和导入按钮即可完成对设备信息的管理，设备信息字段繁多，管理员要逐个填写费时，费力，还容易出错。

高校设备信息是统一由资产处以Excel 的形式下发，然后各个学院通过Excel 对数据进行管理，这里的导入操作可以直接导入资产管理处下发的Excel，操作简单高效，提高了管理员的工作效率。

3.1.3 二维码的生成和打印

因为设备编号是可以唯一确定一台设备的信息，因此在生成二维码时，选择了使用设备编号生成二维码，在生成二维码时，这里有两种方式：一种是选择个别几个设备生成二维码，这种方式适用于新增设备二维码生成和二维码损坏和丢失的设备二维码的生成；另种是一键生成所有设备的二维码。

生成二维码使用了Google 的Zxing 包，使用包中generate QRCodeImage 的方法，将字符串封装成二维码，设置二维码的宽度和高度，声明二维码保存的路径与图片名称。

在打印二维码前需要确保本机正常连接了打印机，同样可以选择几个设备进行打印或者直接点击所有设备打印。

3.2 APP的实现

APP 实现部分包括管理员和普通用户两类用户，普通用户具有设备借用和设备维修功能；管理员用户具有设备管理、用户设备管理和待办事项的功能。

3.2.1 普通用户功能

（1）设备借用。普通用户安装APP 后，点击首页的扫一扫功能，扫描之前管理员生成并张贴在设备上的二维码，可以看到设备的基本信息，点击图片底部的申请绑定，即可实现设备的借用申请。

当普通用户使用完该设备，在我的设备中找到指定设备，可以看到设备的详细信息，然后点击图片下方的解除绑定按钮后，管理员收到申请并查看完设备情况，通过该用户的申请即可完成对设备的归还操作。

（2）设备维修。如果用户借用的设备出现故障，点击设备维修按钮，即可看到提示界面，在提示框中输入维修原因点击确定，然后等待管理员的审核，管理员看到申请后会联系厂家对设备进行维修，当设备维修完成后，由申请人点击维修完成按钮，确认维修已经完成，如果设备已经损坏不能维修，则由管理员进行设备报废操作。

3.2.2 管理员功能

（1）用户设备管理。在管理员首页的用户管理目录下可以看到未绑定设备用户和已绑定设备用户，管理员可以对用户已经有的设备直接进行操作更换领用人。点击领用人进入设备列表，可以看到具体有哪些设备，及该设备目前的一个状态，目前有正常和维修两种状态。

（2）设备管理。在管理员首页的用户管理目录下可以看到查看未绑定设备和已绑定设备，管理员可以查看未绑定设备并给该设备指定用户进行绑定；在查看已绑定设备中管理员可以查看已经被领用的设备情况，也可以更改绑定人。

（3）待办事项。管理员在待办事项中可以看到普通用户的借用申请和维修申请，并对这些申请进行审核操作。管理员选择审核通过，并且类型为借用类型时，该设备的归属人会成为申请人，当类型是维修时，该设备进入维修状态，当领用人确认维修完成后，才可变更为正常状态。选择审核不通过时，需要填写审核意见。用户后续如果还需要借用该设备，需要重新发起申请。

4 总结

本系统具有重要的现实意义，本系统将以智能手机和网络环境普及为契机，建立基于二维码的实验室设备管理系统，该系统使管理和使用设备的人员通过智能手机扫描二维码，完成对设备的一系列管理，提高了目前本学院实验设备的日常管理效率。

本项目具有两个主要特色，首先使用移动终端，通过手机APP完成对实验设备的管理，方便快捷，随时随地可以进行设备信息维护，不再仅仅局限于在电脑面前操作，其次本系统使用二维码技术，每个设备具有唯一独特的二维码作为标识，成本低，识别率高。