智慧實驗室管理系統平臺

1）背景
 2018年4月，發布《教育信息化2.0行動計劃》，該行動計劃是根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》《國家教育事業發展“十三五”規劃》《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》《教育信息化“十三五” 規劃》等文件要求并結合“互聯網+、大數據、物聯網、人工智能”等新技術手段而提出的。
 該行動提出要實現“三全兩高一大”的建設目標，從融合應用向創新發展轉變，努力構建“互聯網+”條件下的人才培養新模式、發展基于互聯網的教育服務新模式、探索信息時代教育治理新模式。
 為了進一步按照政策提高學校的信息化教學和管理水平，更加高效的協助老師進行管理，更加周到的為學生服務。本方案探索完成基于物聯網、大數據技術的智慧實驗室管理。通過平臺的建立，增加學習渠道，使學生能夠學習更加方便；增加管理手段，讓老師的管理更加高效；同時大數據平臺作為真實的數據支撐，可以為學院增加管理的依據。
 教：指實驗室教學管理，包含實驗室課程、實驗室排課、學生考勤、學生成績、實訓報告等協助實驗老師進行管理的相關內容。
 學：指學生對實驗室的學習管理，包含系統便捷服務、成績課表查詢、開放預約使用實驗室、耗材便捷領用等功能。
 管：指實驗室管理部門及實驗室管理者對實驗室的智能管理，包含遠程查看上課情況，對實驗室開放管理、實驗設備的管理、實驗室耗材的管理等。
 控：指實驗室物聯網硬件控制，包含攝像機、門禁、危化品管理柜、設備電源管理、總電源管理、燈光、窗簾、空調等等職能控制。
 統：指得失實驗室所有數據的統計分析，包含基礎報表統計分析及按照管理部門具體指標進行的統計分析。
 評：包含管理者對實驗老師的綜合評價、老師對實驗學生的綜合評價、學生對實驗設備的綜合總價等管理及反饋性內容。
 2）產品技術介紹
 物聯網：本系統為基于物聯網技術的智慧實驗室管理平臺，本次建設設計的所有的硬件設備，均為網絡設備，通訊手段包含TCP/IP、WIFI、Zigbee、LORA、NB-IOT等技術手段。保障所有的設備均可接入網絡，實現設備統一管理、數據統一展示、功能統一使用的一體化管理系統。
 大數據型實驗數據中心：大數據型實驗數據中心完成了解構型數據與機器型數據的整合。將學校共享數據中心的數據例如教務系統的學生信息、一卡通系統的師生卡信息直接抽取作為本系統的基礎數據。這樣既保證了數據的性又保證了數據的實時性。大數據型實驗數據中心可以將物聯網硬件產生的機器數據與數據庫中的急購型數據進行整合，使業務系統產生的數據可以直接通過專用的數據接口下載到物聯網硬件，讓物聯網硬件成為軟件業務系統的直接執行機構。另外大數據型實驗數據中心可以為實驗室各種數據的報表及查詢提供*而靈活的數據支撐，讓報表更加實時、靈活。
 B/S系統及報表設計器：用戶工作界面是通過WWW瀏覽器（如IE）來實現，主要事務邏輯在服務器端（Server）實現，形成所謂B/S的結構。能實現不同的人員，從不同的地點，以不同的接入方式（比如LAN, WAN, Internet/Intranet等）訪問和操作共同的數據庫；它能有效地保護數據平臺和管理訪問權限，服務器數據庫也很安全  。同時系統支持*的基于B/S的報表設計器，用戶可以任意調取數據中的結構數據及機器數據很便捷的用各種表現形式實現數據的展示。
 3）產品特點介紹
 數據共享：與數字校園平臺實現數據共享，支持教務系統、一卡通系統、人事系統、學工系統等系統數據的對接。
 綜合管理：一套系統可實現教學的管理、開放的管理、設備的管理、耗材的管理，能夠讓多部門在該系統統一協作，增加辦事效率，更好、更快的為學生服務。
 使用簡便：該系統人事組織架構、院系角色設置、學生老師數據、一卡通數據等于學校實際情況一樣，系統支持業務流程自定義，可以便捷的配合學校現有實際情況使用。
 使用靈活：該系統物聯網設備可以支持市場主流產品，通過物聯網技術接入系統中，靈活配置及使用相關設備。
 接口開放：提供更加詳盡的數據接口，方便學校后期與其他系統做對接或者在校級平臺上進行展示。
 報表管理：*的一表通管理功能，可以支持用戶靈活自定義表格，并且從數據庫中直接調取數據填充，迅速快捷！
 4）系統功能介紹
 4-1）基礎數據中心
 實驗中心基礎數據平臺主要功能是配置實驗中心的基礎數據、存儲使用過程中產生的數據、查詢各種數據及日志。實驗中心基礎數據平臺要按照類型設計增加數據、查詢數據的功能。每種數據可根據老師的實際要求確定數據表的格式。
 實驗室數據中心平臺同時也要能夠按照老師要求，把各種數據按照老師老師預先設計的表格進行導出。
 1、系統基礎信息設置
 1.1、組織架構
 主要按照學院既有的組織架構進行該系統的組織架構的設置。組織架構設置按照院長、書記、副院長、副書記、系主任、實驗中心主任、實驗室管理員、任課教師、學生等；
 1.2、用戶角色及權限
 不同的用戶角色可靈活的分配不同的權限，權限分為課程信息維護、系統用戶維護、審批等，不同的業務流程對應不同的權限，超級管理員可分配給不同的用戶相應的權限。
 2、用戶基礎數據
 2.1、教師信息設置及查詢
 教師信息設置包含系統內教師用戶信息的查詢、權限設置、新用戶增加、用戶信息導入等功能；需確定老師的基礎信息表格。
 2.2、學生信息設置及查詢
 學生信息設置包含系統內學生用戶信息的查詢、權限設置、新用戶增加、用戶信息導入等功能；需確定學生的基礎信息表格。
 2.3、臨時用戶設置及查詢
 臨時信息設置包含系統內臨時用戶信息的查詢、權限設置、新用戶增加、用戶信息導入等功能；需確定臨時用戶的基礎信息表格。臨時用于要求可以發卡、人臉識別等。
 3、實驗室基礎數據：
 3.1、實驗室屬性管理
 學院所轄實驗室的基礎用房數據，房間面積、實驗桌數量、房間所承擔的課程、房間管理老師、房間實驗室設備等信息（實驗室屬性基礎數據表）；屬于課題實驗室或者有項目成果的實驗室，需要可以查詢實驗成果。可以添加修改實驗室用房數據。
 3.2、實驗室實驗課程管理
 主要管理該學院所有實驗課程，包含任課教師、實驗室用房，課程大綱、課程實驗、教學計劃等內容；
 3.3、實驗室屬性查詢
 可以按照實驗室屬性基礎數據表中的任何一個關鍵字進行實驗室屬性的搜索，搜索結果可以用表格的形式導出。
 4、教學基礎數據管理
 4.1、學期信息管理
 主要用于設置學期、教學計劃等
 4.2、實驗中心課程設置
 可以按照標準的課程數據格式或者學校教務處給出的標準課程數據進行導入，課程數據導入以后可以再單獨增加和單獨刪除。支持手動調節；
 課程數據與學院、專業、班級進行關聯；
 4.3、實驗中心課程教學大綱及教學計劃
 按照學院、專業、班級、課程進行教學大綱及教學計劃的設置；
 4.4、實驗中心實驗項目設置
 按照實驗室進行實驗項目庫的添加。
 按照學院、專業、班級、課程進行實驗項目的設置，可以從該實驗室的實驗項目庫進行選擇配置。
 4.5、按照專業課程進行實驗項目開出率查詢或者實驗課時開出率查詢
 4-2）實驗室安全準入在線培訓考核
 實驗室安全準入在線培訓考核系統主要是完成實驗室規章制度，實驗室安全學習、實驗室準入原則考核等相關工作。

1. 學習資料庫維護

教師功能：系統支持老師上傳根據實驗室規章制度、實驗室安全使用條例、實驗室準入原則的規范性文件制定的學習資料。上傳文件格式支持視頻、圖片、PDF等不可更改的文件格式。
 教師可在后臺查看學生學習某一個資料的學習時間；系統可自動記錄學生學習時間。
 學生功能：學生可在電腦端和手機客戶端進入不同的課程實驗室學習實驗室的規章制度、安全、準入原則等文件。

1. 考試題庫維護

教師功能：教師可根據不同類型的實驗室設定不同的規章制度、安全試題題庫。可設置考試題庫和學生自測題題庫，設置題庫的目的主要是為了完成學生自測和在線考試。
 題庫類型包含填空題、判斷題、多選題、單選題、簡答題五種題目類型。
 每種題目類型可設定非常簡單、簡單、一般、較難、非常難五種難度的試題。

1. 自測試卷生成

學生功能：學生可以在電腦端和手機端自測試卷模塊，選擇題庫，然后選擇填空題、判斷題、多選題、單選題、簡答題每種試題的數量。然后點擊生成試卷。  進行試題的作答和練習。
 學生練習題答卷完成提交后，可自動生成分數，生成錯題集，進行集中的查錯、學習、修改。
 教師功能：教師可在后臺查看學生自測試題的試卷、答題時間、打錯題目。

1. 考試試卷生成

教師功能：教師可在后臺生成試卷，生成試卷模式分自動生成試卷和手動生成試卷兩種模式。
 自動隨機生成試卷：步選擇題庫，第二步選擇試題類型設定每種類型的分數，第三步選擇試題難度，第四步設定考試時間。點擊即可生成試卷。
 手動定向生成試卷：步選擇題庫，第二部選擇試題類型，第三步選擇試題難度，點擊查詢。把想要選擇的題目拉入試卷中并設定分數。依此類推，選擇完成后。設定考試時間，點擊生成試卷。
 到考試時間后，學生電腦端和手機端可登錄進行考試。

1. 考試成績統計分析

考試完成后，教師可在后臺試卷分析查看每次考試的學生名單、學生考試時間、考試分數、得分分數段分析，錯題分析等
 4-3）實驗課程教學管理
 1、課程體系設置：
 1.1. 專業課程體系設置；
 1.2. 任課老師具有自己所教學課程的權限；
 1.3. 課程負責人具有本門課程所有任課老師的查看管理權限；專業負責人具有所有課程的管理權限；
 1.4.老師可調用基礎數據中心的課程教學大綱，實驗課程教學項目，實驗課程實驗項目，班級課表導入。課程所包含的信息如下所示：
 2、課程資源管理子系統：
   3、簽到管理
 4、實驗報告提交和設備使用情況反饋

1. 課程在線學習考試功能

4-4）實驗室開放預約管理
 1、開放實驗室設置：
 2、開放實驗室預約預習
 3、開放實驗室審批權限管理
 4、開放實驗室過程簽到派位管理
 5、開放實驗室的成績管理
 6、開放實驗室數據查詢
 4-5）耗材管理
 實驗室耗材管理為實驗室低值易耗品的進銷存管理，可根據學校現有的耗材管理流程進行業務邏輯的定制。
 

 耗材的申請、采購、驗收、入庫流程：
   
耗材的使用申請流程：

1、耗材管理系統功能模塊
 1.1、耗材項目費用的申請審批及查詢
 1）申請及審批
 2）耗材申購記錄查詢
 1.2、耗材的入庫
 1.3、耗材的使用配置
 1.4、耗材的庫存管理
 1）耗材領用及出入庫管理
 2）庫存的盤點及小結
 1.5、耗材查詢及統計
 1）庫存查詢
 2）購買記錄查詢
 3）使用記錄查詢
 4）耗材使用統計
 4-6）設備管理
 1、設備入庫（儀器設備基礎數據）；
 2、設備屬性變動更改申請
 3、設備總覽
4-7）物聯網控制中心

1. 展示門禁大數據一覽表，按照實驗室名稱，在系統中設置門禁列表，支持遠程開門；支持實時刷卡數據反饋。

2. 門禁刷卡歷史數據查詢

3. 門禁臨時

總電源控制模塊：

1. 展示總電源數據一覽表，按照實驗室名稱，在系統中設置總電源列表，支持遠程斷閘、合閘；

2. 實時顯示每個實驗室總電源開關狀態、電壓數據、電流數據、功率數據、漏電流數據、溫度數據。

3. 支持電壓數據、電流數據、功率數據、漏電流數據、溫度數據生成歷史曲線圖

4. 支持各類過壓、過流、短路等各類型報警。

4-8）大數據展示系統
 8.1、主要實現實驗實驗室的綜合查詢，包含實驗室資產統計、設備統計、耗材統計等；包含實驗室教學信息查詢統計、實驗室基本信息查詢統計、人員架構查詢統計、使用率查詢統計等內容；支持大屏、查詢終端進行顯示；
 8.2、系統可預先設置按照國家門、省級門、校級主管單位要求的數據表格，預置表格。系統數據自動采集。自動生成報表，報表支持手動修改。
 8.3、系統支持手選數據，打印報表；
 8.4、所有功能模塊的查詢統計功能均需支持導出報表模式；
 4-9）移動管理平臺
 以上所有的功能均可在手機端實現，手機采用H5自適應代碼編寫。不需要單獨安裝APP，可集成在學校的微信公眾號中，實現一鍵登錄。自適應展示。
 5. 硬件介紹
 5-1）門禁系統
 集成學校現有的門禁系統也可根據需要配置安裝
 5-2）總電源控制系統
 

6.配置清單