智慧实验室管理系统平台

1）背景
 2018年4月，发布《教育信息化2.0行动计划》，该行动计划是根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》《国家教育事业发展“十三五”规划》《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》《教育信息化“十三五” 规划》等文件要求并结合“互联网+、大数据、物联网、人工智能”等新技术手段而提出的。
 该行动提出要实现“三全两高一大”的建设目标，从融合应用向创新发展转变，努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式。
 为了进一步按照政策提高学校的信息化教学和管理水平，更加高效的协助老师进行管理，更加周到的为学生服务。本方案探索完成基于物联网、大数据技术的智慧实验室管理。通过平台的建立，增加学习渠道，使学生能够学习更加方便；增加管理手段，让老师的管理更加高效；同时大数据平台作为真实的数据支撑，可以为学院增加管理的依据。
 教：指实验室教学管理，包含实验室课程、实验室排课、学生考勤、学生成绩、实训报告等协助实验老师进行管理的相关内容。
 学：指学生对实验室的学习管理，包含系统便捷服务、成绩课表查询、开放预约使用实验室、耗材便捷领用等功能。
 管：指实验室管理部门及实验室管理者对实验室的智能管理，包含远程查看上课情况，对实验室开放管理、实验设备的管理、实验室耗材的管理等。
 控：指实验室物联网硬件控制，包含摄像机、门禁、危化品管理柜、设备电源管理、总电源管理、灯光、窗帘、空调等等职能控制。
 统：指得失实验室所有数据的统计分析，包含基础报表统计分析及按照管理部门具体指标进行的统计分析。
 评：包含管理者对实验老师的综合评价、老师对实验学生的综合评价、学生对实验设备的综合总价等管理及反馈性内容。
 2）产品技术介绍
 物联网：本系统为基于物联网技术的智慧实验室管理平台，本次建设设计的所有的硬件设备，均为网络设备，通讯手段包含TCP/IP、WIFI、Zigbee、LORA、NB-IOT等技术手段。保障所有的设备均可接入网络，实现设备统一管理、数据统一展示、功能统一使用的一体化管理系统。
 大数据型实验数据中心：大数据型实验数据中心完成了解构型数据与机器型数据的整合。将学校共享数据中心的数据例如教务系统的学生信息、一卡通系统的师生卡信息直接抽取作为本系统的基础数据。这样既保证了数据的性又保证了数据的实时性。大数据型实验数据中心可以将物联网硬件产生的机器数据与数据库中的急购型数据进行整合，使业务系统产生的数据可以直接通过专用的数据接口下载到物联网硬件，让物联网硬件成为软件业务系统的直接执行机构。另外大数据型实验数据中心可以为实验室各种数据的报表及查询提供强大而灵活的数据支撑，让报表更加实时、灵活。
 B/S系统及报表设计器：用户工作界面是通过WWW浏览器（如IE）来实现，主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓B/S的结构。能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN, WAN, Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全  。同时系统支持强大的基于B/S的报表设计器，用户可以任意调取数据中的结构数据及机器数据很便捷的用各种表现形式实现数据的展示。
 3）产品特点介绍
 数据共享：与数字校园平台实现数据共享，支持教务系统、一卡通系统、人事系统、学工系统等系统数据的对接。
 综合管理：一套系统可实现教学的管理、开放的管理、设备的管理、耗材的管理，能够让多部门在该系统统一协作，增加办事效率，更好、更快的为学生服务。
 使用简便：该系统人事组织架构、院系角色设置、学生老师数据、一卡通数据等于学校实际情况一样，系统支持业务流程自定义，可以便捷的配合学校现有实际情况使用。
 使用灵活：该系统物联网设备可以支持市场主流产品，通过物联网技术接入系统中，灵活配置及使用相关设备。
 接口开放：提供更加详尽的数据接口，方便学校后期与其他系统做对接或者在校级平台上进行展示。
 报表管理：强大的一表通管理功能，可以支持用户灵活自定义表格，并且从数据库中直接调取数据填充，迅速快捷！
 4）系统功能介绍
 4-1）基础数据中心
 实验中心基础数据平台主要功能是配置实验中心的基础数据、存储使用过程中产生的数据、查询各种数据及日志。实验中心基础数据平台要按照类型设计增加数据、查询数据的功能。每种数据可根据老师的实际要求确定数据表的格式。
 实验室数据中心平台同时也要能够按照老师要求，把各种数据按照老师老师预先设计的表格进行导出。
 1、系统基础信息设置
 1.1、组织架构
 主要按照学院既有的组织架构进行该系统的组织架构的设置。组织架构设置按照院长、书记、副院长、副书记、系主任、实验中心主任、实验室管理员、任课教师、学生等；
 1.2、用户角色及权限
 不同的用户角色可灵活的分配不同的权限，权限分为课程信息维护、系统用户维护、审批等，不同的业务流程对应不同的权限，超级管理员可分配给不同的用户相应的权限。
 2、用户基础数据
 2.1、教师信息设置及查询
 教师信息设置包含系统内教师用户信息的查询、权限设置、新用户增加、用户信息导入等功能；需确定老师的基础信息表格。
 2.2、学生信息设置及查询
 学生信息设置包含系统内学生用户信息的查询、权限设置、新用户增加、用户信息导入等功能；需确定学生的基础信息表格。
 2.3、临时用户设置及查询
 临时信息设置包含系统内临时用户信息的查询、权限设置、新用户增加、用户信息导入等功能；需确定临时用户的基础信息表格。临时用于要求可以发卡、人脸识别等。
 3、实验室基础数据：
 3.1、实验室属性管理
 学院所辖实验室的基础用房数据，房间面积、实验桌数量、房间所承担的课程、房间管理老师、房间实验室设备等信息（实验室属性基础数据表）；属于课题实验室或者有项目成果的实验室，需要可以查询实验成果。可以添加修改实验室用房数据。
 3.2、实验室实验课程管理
 主要管理该学院所有实验课程，包含任课教师、实验室用房，课程大纲、课程实验、教学计划等内容；
 3.3、实验室属性查询
 可以按照实验室属性基础数据表中的任何一个关键字进行实验室属性的搜索，搜索结果可以用表格的形式导出。
 4、教学基础数据管理
 4.1、学期信息管理
 主要用于设置学期、教学计划等
 4.2、实验中心课程设置
 可以按照标准的课程数据格式或者学校教务处给出的标准课程数据进行导入，课程数据导入以后可以再单独增加和单独删除。支持手动调节；
 课程数据与学院、专业、班级进行关联；
 4.3、实验中心课程教学大纲及教学计划
 按照学院、专业、班级、课程进行教学大纲及教学计划的设置；
 4.4、实验中心实验项目设置
 按照实验室进行实验项目库的添加。
 按照学院、专业、班级、课程进行实验项目的设置，可以从该实验室的实验项目库进行选择配置。
 4.5、按照专业课程进行实验项目开出率查询或者实验课时开出率查询
 4-2）实验室安全准入在线培训考核
 实验室安全准入在线培训考核系统主要是完成实验室规章制度，实验室安全学习、实验室准入原则考核等相关工作。

1. 学习资料库维护

教师功能：系统支持老师上传根据实验室规章制度、实验室安全使用条例、实验室准入原则的规范性文件制定的学习资料。上传文件格式支持视频、图片、PDF等不可更改的文件格式。
 教师可在后台查看学生学习某一个资料的学习时间；系统可自动记录学生学习时间。
 学生功能：学生可在电脑端和手机客户端进入不同的课程实验室学习实验室的规章制度、安全、准入原则等文件。

1. 考试题库维护

教师功能：教师可根据不同类型的实验室设定不同的规章制度、安全试题题库。可设置考试题库和学生自测题题库，设置题库的目的主要是为了完成学生自测和在线考试。
 题库类型包含填空题、判断题、多选题、单选题、简答题五种题目类型。
 每种题目类型可设定非常简单、简单、一般、较难、非常难五种难度的试题。

1. 自测试卷生成

学生功能：学生可以在电脑端和手机端自测试卷模块，选择题库，然后选择填空题、判断题、多选题、单选题、简答题每种试题的数量。然后点击生成试卷。  进行试题的作答和练习。
 学生练习题答卷完成提交后，可自动生成分数，生成错题集，进行集中的查错、学习、修改。
 教师功能：教师可在后台查看学生自测试题的试卷、答题时间、打错题目。

1. 考试试卷生成

教师功能：教师可在后台生成试卷，生成试卷模式分自动生成试卷和手动生成试卷两种模式。
 自动随机生成试卷：步选择题库，第二步选择试题类型设定每种类型的分数，第三步选择试题难度，第四步设定考试时间。点击即可生成试卷。
 手动定向生成试卷：步选择题库，第二部选择试题类型，第三步选择试题难度，点击查询。把想要选择的题目拉入试卷中并设定分数。依此类推，选择完成后。设定考试时间，点击生成试卷。
 到考试时间后，学生电脑端和手机端可登录进行考试。

1. 考试成绩统计分析

考试完成后，教师可在后台试卷分析查看每次考试的学生名单、学生考试时间、考试分数、得分分数段分析，错题分析等
 4-3）实验课程教学管理
 1、课程体系设置：
 1.1. 专业课程体系设置；
 1.2. 任课老师具有自己所教学课程的权限；
 1.3. 课程负责人具有本门课程所有任课老师的查看管理权限；专业负责人具有所有课程的管理权限；
 1.4.老师可调用基础数据中心的课程教学大纲，实验课程教学项目，实验课程实验项目，班级课表导入。课程所包含的信息如下所示：
 2、课程资源管理子系统：
   3、签到管理
 4、实验报告提交和设备使用情况反馈

1. 课程在线学习考试功能

4-4）实验室开放预约管理
 1、开放实验室设置：
 2、开放实验室预约预习
 3、开放实验室审批权限管理
 4、开放实验室过程签到派位管理
 5、开放实验室的成绩管理
 6、开放实验室数据查询
 4-5）耗材管理
 实验室耗材管理为实验室低值易耗品的进销存管理，可根据学校现有的耗材管理流程进行业务逻辑的定制。
 

 耗材的申请、采购、验收、入库流程：
   
耗材的使用申请流程：

1、耗材管理系统功能模块
 1.1、耗材项目费用的申请审批及查询
 1）申请及审批
 2）耗材申购记录查询
 1.2、耗材的入库
 1.3、耗材的使用配置
 1.4、耗材的库存管理
 1）耗材领用及出入库管理
 2）库存的盘点及小结
 1.5、耗材查询及统计
 1）库存查询
 2）购买记录查询
 3）使用记录查询
 4）耗材使用统计
 4-6）设备管理
 1、设备入库（仪器设备基础数据）；
 2、设备属性变动更改申请
 3、设备总览
4-7）物联网控制中心

1. 展示门禁大数据一览表，按照实验室名称，在系统中设置门禁列表，支持远程开门；支持实时刷卡数据反馈。

2. 门禁刷卡历史数据查询

3. 门禁临时

总电源控制模块：

1. 展示总电源数据一览表，按照实验室名称，在系统中设置总电源列表，支持远程断闸、合闸；

2. 实时显示每个实验室总电源开关状态、电压数据、电流数据、功率数据、漏电流数据、温度数据。

3. 支持电压数据、电流数据、功率数据、漏电流数据、温度数据生成历史曲线图

4. 支持各类过压、过流、短路等各类型报警。

4-8）大数据展示系统
 8.1、主要实现实验实验室的综合查询，包含实验室资产统计、设备统计、耗材统计等；包含实验室教学信息查询统计、实验室基本信息查询统计、人员架构查询统计、使用率查询统计等内容；支持大屏、查询终端进行显示；
 8.2、系统可预先设置按照国家门、省级门、校级主管单位要求的数据表格，预置表格。系统数据自动采集。自动生成报表，报表支持手动修改。
 8.3、系统支持手选数据，打印报表；
 8.4、所有功能模块的查询统计功能均需支持导出报表模式；
 4-9）移动管理平台
 以上所有的功能均可在手机端实现，手机采用H5自适应代码编写。不需要单独安装APP，可集成在学校的微信公众号中，实现一键登录。自适应展示。
 5. 硬件介绍
 5-1）门禁系统
 集成学校现有的门禁系统也可根据需要配置安装
 5-2）总电源控制系统
 

6.配置清单