ＩＳＳＮ １００２——４９５６ 实验技术与管理 第２９卷第１期２０１２年１月 『『二 ７ｒ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｖ０ｌ＿２９ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１ ２ 基于终端监控的大型仪器设备管理 系统的开发研究 龚 婕，王 健，吕卫兵，吴振强 （华南理工大学实验室与设备管理处，广东广州 ５１０６４０） 摘 要：针对我国高校贵重仪器设备开放共享率低、使用机时难以统计等问题，在大型仪器设备管理中引入 终端监控系统——Ｉｃ卡管理系统。该系统通过监控设备的开机软件，实现了高校教学科研仪器设备远程监 控和网络化管理，满足了信息采集的实时性和快速性，实现了大型仪器设备的专管共用，并给全校师生及校 外科研人员提供了查询信息的平台。 关键词：大型仪器设备管理系统；终端监控；系统开发 中图分类号：ＴＰ３９３；Ｇ４８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２ ４９５６（２０１２）０１—００９９—０３ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｇｏｎｇ Ｊｉｅ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎ，Ｌｎ Ｗｅｉｂｉｎｇ，Ｗｕ Ｚｈｅｎｑｉａｎｇ （Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ＆Ｆａｃｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｌｏｗ ｓｈａｒｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｏｎ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖａｌｕ ｂｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ｃｏｌｌｅｇｅｓ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ，ｄｅｖｅｌｏｐｓ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｍａｎａｇｅ— ｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｕｎｃｈ ｌａｕｎｃｈ，ａｌｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｉｎ ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗａｓ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ；ａｌｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃａｎ ｂｅ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｒｅｍｏｔｅｌｙ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｄ ｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｕｓｉｎｇ ｓｈａｒｉｎｇ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ；ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｑｕｅｒｉｅｄ ｏｎ Ｗｅｂ ｂｙ ａｌｌ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｅｒｓ，ｓｔｕｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｔｅｒｍｉｎａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｏｌ— Ｏｐｍｅｎｔ 随着国家“科教兴国”和“人才强国”战略的实施， 研成果等方面起发挥着重要作用，同时也大大促进了 特别是通过“２１１工程”和“９８５工程”的建设，高等学校 国家的科技进步和经济发展。但目前，许多高校大型 的办学条件得到极大的改善，各高校大型仪器设备的 仪器设备的使用现况并不理想，使用率较低，投资效益 投资不断加大，这对培养创新型人才、开发出高水平科 较差。为此加强教学科研仪器设备和管理，建立共享 机制，提高使用效率，已成为目前高校关注的问题。普 收稿日期：２０１１—０４ １８ 遍存在的问题有如下几点： 基金项目：广东省高等教育学会实验室管理专业委员会２Ｏ１０年研究基 金重大专项“实验室建设投入评估机制优化研究” （１）使用率普遍较低。由于设备管理的深层次的 （２０１０００２Ａ）；广东省高等教育学会实验室管理专业委员会研 原因 “四缺乏”：缺乏成本意识、缺乏有效的考核及 究基金资助项目“校级大型仪器设备开放共享机制研究” 奖惩机制、缺乏人员配套及岗位职责落实机制、缺乏维 （２０１００５１） 修经费的筹措机制，从而影响高校设备的完好率和使 作者简介：龚婕（１９８２一），女，江苏镇江，硕士，研究实习员，从事实 验室与仪器设备管理工作及研究 用率 ］。每年教育部都会要求各高校对大型仪器设备 通信作者：吴振强（１９６３），男，广东新会，教授，处长，主要从事实验室 使用效益考核并形成上报。以广东某高校为例，在 与设备管理以及生物化工、发酵工程、环境生物技术等专业 ２００８￣２００９年的大型仪器设备年度效益评价中，合格 教学科研工作． 率都未超过５ｏ ，通用性较强的设备合格率普遍较 Ｅ—ｍａｉｌ：ｂｔｚｈｑｗｕ＠ＳＣＵｔ．ｅｄｕ．ｅｎ 高，而专业性较强的设备的使用领域较窄，测试机时较 １０Ｏ 实验技术与管理 低，合格率就更低 ］。 （２）使用率难以真实体现。按照传统的方式，仪 器设备使用机时的统计是依靠人工记录，在每次设备 的电源或开机软件，实现对大型设备使用的实时记录。 实现了高校教学科研仪器设备远程监控和网络化管 理，满足了信息采集的实时性和快速性，实现了大型精 密仪器的共享、共用管理，给全校师生及校外科研人员 提供了查询信息的接口。 使用后在设备使用记录本上进行登记。在各高校对大 型仪器设备使用效益考核时，设备管理人对数据进行 手工统计、整理和上报，从而生成全校的年使用机时、 教学、科研、服务机时等信息。这些数据就包含过多的 １ 大型仪器设备ＩＣ卡管理系统的架构和功能 目前我校具体情况是：仪器设备种类多，数量 大，使用情况不均衡。针对这些情况我校与公司合 作开发了大型仪器设备ＩＣ卡管理系统，目的是对大 型仪器设备实施监控、身份安全验证、自动记录使用 信息，并能够进行统计分析。２０１０年在我校３个学 院（单位）的仪器共享平台启用了该系统，入网的仪 器设备包括流式细胞仪、多功能酶标仪、荧光定量 人为因素和不稳定因素，必然会对数据的准确性造成 影响，设备使用真实情况不能反映出来，也就无法对仪 器设备有效地管理 ｊ。 （３）现有的监控手段有缺陷。现有的测试设备一 般有电源监控、电脑开机监控。电源监控是对网上运 行的电源设备进行实时的自动监控。虽然可以做到减 少人工记录、提高维护水平之作用 】，但是对于一些特 殊类型的设备，尤其是精密仪器设备，如气相色谱仪等 设备，在测试之前有较长时间的预处理、预加工过程， 或是长期要待机在某种温度、湿度环境中，电源监控的 数据并非设备实际使用机时。电脑开机监控即对仪器 ＰＣＲ仪和气相色谱仪等多种仪器设备，这些仪器设 备的操作软件使用方法都各具特色，目前ＩＣ卡系统 运行正常，已经记录使用机时８ ７５９小时，没备使用 记录７ ２０２条。 设备相连的电脑的开机和关机进行监控，自动记录下 开关机时间。虽然这种方法可以避免记录下仪器设备 的预处理、待机等时间，但是当与设备相连的电脑用于 测试数据分析或是未进行测试时，电脑开机监控的数 据也非设备实际使用机时［６］。 本研究将在大型仪器设备管理中引入终端监控系 统——ＩＣ卡管理系统。该系统是通过控制大型设备 １．１ 大型仪器设备ＩＣ卡管理系统网络结构 大型仪器设备Ｉｃ卡管理系统的目的是使用户必 须得到授权片，使用授权卡片开启实验设备，使用情况 被自动记录在设备控制电脑上并上传至学校大型仪器 设备使用记录数据库，形成校级（设备处）、院级（中心） 和实验室三级网络架构。大型仪器设备学生管理系统 结构图如图１所示。 学校端 学院端 舱榨端 图１ 大型仪器设备管理系统架构图 １．２贵重仪器设备Ｉｃ片管理系统组成 后台管理、大型仪器设备使用记录检索管理３个大的 部分；从管理范围来看，分学校端、学院端和设备监控 系统分为：大型仪器设备监控管理、大型仪器设备 龚婕，等：基于终端监控的大型仪器设备管理系统的开发研究 １Ｏ１ 端３个层次。 （１）学校端包括数据采集引擎和全校大型仪器设 备学生使用记录数据库。全校大型仪器设备学生使用 记录数据库负责保存全校所有学院大型仪器设备学生 使用历史记录。通过大型仪器设备学生管理系统的数 据采集引擎收集二级单位大型仪器设备学生使用数据 并记录到大型仪器设备学生使用记录数据库，并提供 基于Ｗｅｂ的大型仪器设备学生使用记录统计查询服 务。根据权限配置，在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网上提供学校大型仪 器设备学生使用记录的统计、查询、分析服务，并通过 学校管理端可以完成数据库的新建、授权、修改、删除、 启用、停用数据库等操作，同时提供备份和恢复数据功 能，为系统的数据提供安全、方便的管理。 （２）学院端安装在各学院（实验中心），每个学院 通过一个局域网将该学院所有大型仪器设备进行统一 的管理，大型仪器设备使用权限的设置、使用时间段的 配置，包括使用情况的记录都在该层完成。该层配置 有独立数据库，能独立运行，学院问的运行状况也相互 独立。 （３）监控端可以直接监控大型仪器设备的运行状 况，在与贵重设备相连的电脑上安装大型仪器设备学 生监控系统软件，并与Ｉｃ卡身份识别器协同作用，对 大型仪器设备运行程序的状态进行监控，达到设备使 用情况的记录、管理及对贵重设备使用的授权控制进 行实时记录。 １．３主要功能 （１）系统管理：修改登录密码、系统用户管理、系 统设置、数据库设置。 （２）人员管理：部门资料管理、基本信息管理、人 员信息建立、人员信息导入、人员卡片管理。 （３）仪器管理：大型仪器设备库的建立和管理、设 备机时用途设置。 （４）监控管理：记录各台设备的使用信息，包括在 线设备监控端的ＩＰ地址、仪器编号、仪器名称、机时用 途、关联程序、使用人卡号信息。 ２ 系统应用于仪器设备的管理优势 ２．１ 方便对设备管理和维护 身份认证有２种方式，一种是从读卡机获取，另一 种是从界面录入。一张卡可以授权多个设备，同样，一 样设备可以授权多张卡。仪器的管理者，可以方便地 对Ｉｃ号或者账号予以授权，可以有效地管理设备，在 合理安全的环境下共享设备。 ２．２数据分析真实、直观 该系统的使用保证了设备的使用机时的记录的可 靠性，避免了原来人工记录使用机时的弊病。准确提 供仪器使用实时数据和历史数据，保证了仪器有偿使 用中计费工作的规范化、客观化，为设备主管部门提供 最真实、可靠的基础数据，为全校设备的计划、购置、管 理、调剂等提供了指导性的数据。 ２．３与门禁系统协调管理 随着高校实验室贵重设备的增加，实验室管理者 也愈发地重视实验室的安全管理，安装了门禁系统。 ＩＣ卡门禁采用了先进的计算机技术、智能卡技术、精 密机械制造技术等，并采用Ｉｃ卡作为房门开启的钥 匙，提高了房门的安全性和可靠性。此系统可以与门 禁系统相结合，门禁、电源开启、设备启用都必须使用 授权了的ＩＣ卡；通过联网的方式可实时监控单元门、 设备的状态、下发ＩＣ卡卡号、提取刷卡记录等功能。 具有安全性高、一锁多卡、一卡多用、刷卡记录存储、非 法操作报警、遗失注销、补发等特点。实验室管理者可 以安全、方便地管理实验室及仪器设备。 ２．４安全可靠 ２．４．１仪器设备的安全 管理监控与查询统计在逻辑上分开。将管理监 控层部署在内部网络，可以保证大型仪器设备学生 设备的安全，包括设备使用的安全、数据的安全。通 过将管理监控的功能集中在学院大型仪器设备学生 设备管理服务层，确保学院大型仪器设备的正常和 安全运行。大型仪器设备可以离线使用，同时保证 使用数据不会丢失，避免了非法使用损坏设备的 情况。 ２．４．２ 系统安全 系统通过数据采集引擎定期将设备使用数据集成 到学校大型仪器设备学生使用记录数据库，将历史数 据放置在公网（也可以是私网）供学校领导的统计查询 分析。使学校管理层能在不影响大型仪器设备学生使 用的条件下，及时掌握全校所有大型仪器设备学生使 用情况。设备处运行服务器托管到华南理工大学数据 中心，提供全天２４小时的维护，保障系统和数据的稳 定、安全。 ２．４．３数据的安全 该系统不需要在每个学院端安装数据库，数据统 一进行管理。通过权限的配置限制对数据的访问，使 数据操作的安全更加可靠。由于数据集中存放，对数 据的备份要求更高，系统启用后，对设备使用数据进行 定期的异地备份。每个学院不需要部署数据库，从成 本和维护工作量上都有比较大的改善，同时也避免了 数据同步带来的各种问题。学校可以对各个学院的数 据进行实时的控制，规划各个学院的权限，保证了整个 系统数据的完整性和安全性。 （下转第ｌＯ５页） 杜 熠，等：高校数字校园位置服务体系研究 Ｌ３］Ｄｒｕ Ｍ Ａ，Ｓａａｄａ Ｓ．ＬＯＣａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｓｅｒｖｉｃｅｓ：Ｔｈｅ ｅｓｓｍ￣ｔｉａｌｓ ［Ｊ］．Ａｌｃａｔｅ［Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｖｉｅｗ．２００１（１）：７ｌ ７６． ［４］Ｒｅｉｃｈｅｎｂａｃｈｅｒ Ｔ．Ｍｏｂｉｌｅ Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｙ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｒＤ］．ＭＬｌｎｉｃｈ：ＴｅｃｈｎｉｃａＩ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．２００４． １Ｏ５ 模型口］．汁算机工程与设计，２００８，２９（１２）：３０４３－３０４５． ［９］王敏，张博雅，杨永国．基于ＳｕｐｅｒＭａｐ的校园导航系统的没计与 实现［Ｊ］．城市勘测，２Ｏ１０（５）：６５ ６８． ［Ｉｏ］蒋东兴，郭大勇，罗念龙，等 清华大学新一代数字校园建设规划 与实践［Ｊ］．厦门大学学报 自然科学版，２００７，４６（增刊２）： １７３ １ ７８． Ｉｓ］胡加艳，陈秀万，陶迎春，等．基于室内外定位的校园Ｉ ＢＳ研究 ［Ｊ］．计算机工程，２０１０，３６（８）：２５４ ２５７． ［６］郎昕培，许可，赵明．基于无线局域网的未指定为基数的研究和发 ［１１］王黎明，夏清国，张永峰，等．基于个性化移动位置服务中自适应 地图的研究［Ｊ］．计算机工程与科学，２００９，３１（２）：１ ３１ １３４． ［１２］李巍，王琪全，陈鑫蔚．面向校同无线网的位置服务系统［Ｊ］．中 山大学学报：自然科学版，２００９，４８（增刊１）：６５ ６８． 展［Ｊ］．计算机科学，２００６，３３（６）：２１ ２４． ［７］王晖，廖建新，周俊峰．无线智能网络中基于位置业务的关键技术 ＿Ｊ］．北京邮电大学学报，２００４，２７（１）：７０—７４． ［８］乇黎明，夏清斟，唐留朋．移动位置服务中一种 间智能发布系统 （上接第１０１页） 上通过个人账号登录获取相应的测试数据。 ２．５可拓展性强 该系统架构灵活，不需要一定遵守三层架构的模 ４ 结束语 实验仪器设备的共享可以减少重复建设，提高使 式，留下了充分的接口便于今后系统升级，方便地进行 功能扩展。 用效率，实现教育资源的利用最大化。华南理工大学 在仪器设备的共享管理工作上积极探索，开发了大型 仪器设备终端监控系统，可以安全可靠地管理实验设 备，并为设备管理者提供使用情况和统计数据，规范了 设备管理工作，减少了大量的人力、物力和时间的投 ３ 系统的扩展功能 目前，Ｉｃ卡大型仪器管理系统还在研究和探索阶 段，由于高校大型仪器设备管理的特殊性，还有许多的 问题需要去思考和探索，更多的功能需要去完善。 ３．１开放预约功能 入，保证高校的投资效益。 利用现代信息技术。实现校级平台与全省共享 平台的动态连接，将校级平台开放服务仪器信息资 源整合到全省共享平台上，按照统一的大型仪器设 备共享信息技术标准与规范，建设或优化校级信息 服务平台。同时，为校外用户提供查询、预约及使 该系统基于Ｗｅｂ的大型仪器设备学生使用管理 系统可提供仪器设备的预约服务，更直观地反映设备 的使用状态，分配合理、预约方便。仪器开放时间是可 以设定的，仪器开放的用户类别也可以设定。实验者 在线查看需要使用的仪器的时候，可以了解具体开放 时间和已预约情况，然后根据自己的时问进行在线预 约，预约成功就具有该时间段的仪器使用权限 。 ３．２仪器使用计费管理 用，为仪器的宣传提供了展示平台，为用户提供便捷 的服务，实现“辐射华南，面向全国”。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］吴振强．提高贵重仪器设备共享使用率［Ｊ］．实验室研究 ｊ探索， ２Ｏ１０，２９（６），９６ ９９． 仪器使用的收费额度和规范一直是困扰大型仪器 设备共享的难题，收费的基本依据就是使用机时记录。 手工记录的使用机时的验证增加了设备管理者的工作 量，而且难以避免人情使用。系统将进一步拓展账户 ［２］吕卫兵，龚婕．大型仪器没备考核体系的构建与实践［Ｊ］．实验室研 究与探索，２０１０，２９（８）：３４０ ３４２． Ｉｓ］梁碧超，肖祖宁．建立高校资源共享平台，促进大型仪器设备的供用 效率［Ｊ］．实验技术与管理，２００９，２６（３）：２９６ ２９８． ［４］张洪武，郑小林．科学仪器共享控制系统的设计［Ｊ］．现代科学仪器， ２００８（５）：１４－１６． 管理、计费、扣费管理等功能，可以依据使用机时实现 自动计算费用、扣费，最大限度地减少现金的流量和管 理成本，对每个账户的消费情况，系统都自动记录在数 据库里，每隔一定时问，产生资金结算数据，集中结算。 对不按规定使用并按时结算的持卡者，系统自动作为 黑名单处理，限制这些持卡者的使用权限＿ｇ。 。 ３．３测试结果发放功能 ［５］杨世忠．论电源监控的作用及意义［Ｊ］．邮电商情，１ ９９９（１３）：５７ ５７． ［６］张听明，朱舅．高校实验室综合管理系统的设计与实现［Ｊ］．实验技 术与管理，２００９，２６（１２）：９１ ９２． ［７］陈省平，吴珏珩，贾延江，等．医学科研仪器没备共享管理探讨与实 践［Ｊ］．实验技术与管理，２ＯｌＯ，２７（１）１ ５１－１５４． ［８］张荣华，魏星集，刘长征，等．提高仪器设备使用率，实现资源共享 ［Ｊ］．科技信息，２００８（２０）：５２２． ［９２孙家悦．大型仪器设备实行有偿使用和有偿占有管理的探讨［ｊ］．中 国现代教育装备，２００７（１１）：１４１－１４２． 出于对实验设备安全操作的考虑，多数大型仪器 设备配置的电脑是不允许使用ｕ盘等存储工具，仪器 自带的分析软件也只能在大型仪器设备学生配置电脑 上使用，这为测试结果的记录和存储带来极大的不便， 也严重威胁仪器设备的安全。为此系统可以增加测试 ［１０１陈敬德，周海涛．高校贵重仪器设备共享管理的实践与体会ｌＪ］．实 验技术与管理，２００９，２６（１２）：１６３—１６４． 数据发放功能，在Ｗｅｂ的大型仪器设备学生管理系统