湖南新概念科技有限公司 开放式实验室
综合系统解决方案
一、系统介绍
NEW_LAB（湖南新概念科技有限公司）开放式实验教学是教育部和多个学科教学指导委员会在实践教学环节中积极倡导和推广的一种教学模式，是培养创新人才的新途径，也是高校教学评估的一项重要内容。这种教学形式能充分发挥学生的主观能动性，从而大大提高实验教学的效果。近年来实验室全面开放已成为高等学校教学、科研上水平的重要标志。开放实验室不仅是指仪器设备与时间概念上的开放，更是指实验课程、实验项目和实验研究课题的开放。
我们设计的开放式实验室管理综合控制系统解决了从实验预约管理、IC卡或者指纹验证身份考勤，试验过程视频监控、实验台电源的控制以及实验成绩管理等一个科学的系列流程管理和综合控制。极大的提高了实验的管理工作效率。
开放式实验室管理综合控制系统是以服务大中专院校实验室全面开放管理，提高实验室的管理水平为宗旨的，全面提供实验室开发管理的解决方案为导向，是实验室实现开放管理必不可少综合管理控制系统。整个系统从实验室预约登记，实验过程监控，实验台电源的控制，实验成绩管理构成了一个综合开放控制管理平台。
二、系统配置和要求
1、 系统基于主流的Windows操作系统，采用SQL Server数据库和.Net架构。 2、 要求服务器365*24小时不间断运行。 3、 远程更新服务器
BH_LAB技术支持服务平台，为系统服务器程序和教师客服端程序提供版本更新服务。 4、 实验室服务器
系统服务器程序和学生WEB程序的安装平台，数据采集中心和IC卡和电源模块控制。
5、 教师工作电脑
带有教师客服端程序的PC，辅助教师教学办公。 6、 学生电脑
任意带有IE浏览器的PC，辅助学生预约选课及信息浏览。 7、 门禁考勤系统 包括IC读卡器和IC卡。 8、 监控录像系统
包括硬盘录像机和一体化摄像头和云台。 9、 实验台无线电源控制器
由于实验室服务器控制IC读卡器（或指纹考勤机）及教室电源无线主机采用RS485总线，控制的数量在100个以内，以一个实验室配IC读卡器两和一台电源无线主机计，一台实验室服务器可控制30个教室或实验室。若超出此范围可增加适量的实验室服务器，将服务器的负载量相应的分配各个服务器。其他框架结构均无需改变。充分利用平台的可扩展性。
.三、系统整体构架框图
四、系统功能简介
系统采用C/S与B/S结合的方式，使学生可以随时随地选课，提高了系统的适应性，同时也方便了教师对实验的管理，和对实验室的IC门禁和无线电源的控制。有监控录像系统可对安全进行管理。
NEW_LAB实验综合管理系统功能模块图
1、实验流程
2、硬件模块 1） 无线电源控制器
实验中心管理计算机通过RS485控制无线电源主控器，每个实验台配备无线电源管理箱，通过软件可打开和关闭每个实验台的电源。和开放式实验室管理综合控制系统连接可门禁系统的指令自动打开和关闭相应的实验台电源。
硬件通过无线收发模块控制，减少布线，降低工程成本，偏于维护。 无线电源模块特点及技术参数： 单片射频收发，GFSK 调制收。
工作于3个ISM频段,每频段至少有512个工作频点。多频道应用——兼容ETSI/FCC，
频道切换时间小于650us。
ShockBurstTM收发模式特适用于低功耗应用。
最大输出功率＋10dBm 可调,接收灵敏度高达-100dBm。 载波监听（ for”Listen before Transmit”protocols）功能有效防止RF 传输碰
撞。
成功收发数据包信号提示——使您能有效的控制数据收发时机。 接收数据包自动地址匹配——便利于点对多和多对多传输。 发送数据包自动重传。
自动生成数据包报头及CRC 校验码。 数据传输速率高达100kbps。
RF 与MCU 之间使用SPI 串行可编程接口协议传输数据简单易用。 MCU看门狗监控，永不死机。
安装方便，地址在线设置。使用掉电保存RAM，地址无限扩展。适应无限个实验室和实验台。
输入220V/50HZ，输出220V/50HZ,20A。
带电源输出检测。采用无线双向通讯，有故障发状态给控制机。
2）门禁IC卡系统
1. 实验的开启是通过验证教师的IC卡，开启的要求则必须满足此实验室此时间
此教师IC卡于预约信息一致，这样有效避免了实验过程管理的混乱，使得实验的整个过程能井然有序的进行。
2. 学生通过IC卡进入或离开实验，系统则根据刷卡记录实时监控学生的考勤情
况（如迟到，早退，缺勤）。
（补充：若采用IC卡设备，如若出现学生IC卡丢失或遗忘等特殊情况，该系统也配有PC手动加入功能，从而不至于耽误整个实验过程，能让系统达到一定的人性化。）
3）监控录像系统
闭路电视监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：
（1） 前端摄像系统 （2） 视频传输系统 （3） 视频控制系统 （4） 视频显示和记录系统
摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。
传输部分是系统的图像信号通道。
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。 显示部分一般是由几台或多台监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。
闭路监控系统的粗略结构图如下图所示：
监控系统结构图
前端部分
摄像部分一般安装在监视现场,它一般包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台和解码器等。
它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。 显示与记录
WD-DVR 硬盘录像机是当今闭路电视监控
领域较为新型的、性能卓越的数字化图像记录设备
之一，它可以对监控系统中所有摄像机摄取的画面进行实时数字压缩并录制存档，更可以根据任意检索条件对所记录的图像进行随机检索。并具有系统自动侦测报警录象等功能，实用于广泛的监控领域，是一种性价比较高的数字化视频处理设备（DDiiggiittaall VViiddeeoo RReeccoorrddeerr）
之一。 功能和特点：
■ 长时间录像存储：系统采用了先进的VBR技术，既可变码流压缩编码技术，在保证图像
清晰度和实时性的前提出下，大大地减少了数据流量，担高了录像效率，每路每小时占用的空间为60-100Mbytes。系统标准配置为80G大容量硬盘，4路视频可连续录像200-400小时，系统可扩充置300G硬盘，最大可连续录像1500小时。
■ 智能录像管理：每路均可根据独立的时间表在一周内灵活安排录像日程，每天可在24小时内设置录像时段。系统自动删除过时的录像文件。
■ 精细查询、回放功能：用户可根据摄像枪编号，时间段，事件等条件准确快速查找到所需要的录像文件并回放。回放时可随意快进、慢放、逐帧、逐秒、重复等方式，图像可以全屏放大。
■ 网络传输功能：系统内置网络传输功能，通过网络可实现联网计算机的“中心集中录像”或“网络分布式录像”，充分利用了网络资源，提高了系统的可靠性和可用性。网络传输采用了标准的TCP/IP协议，利用“多播广播”（MultiCast）技术减少了网络占用带宽，实现了“一点对多点”和“多点对多点”的应用。
■ 高效成熟的压缩算法：系统采用ITU标准的算法，技术成熟通用，方便用户对数据的使用和后处理。有较强的互补性：压缩比较大，实时性较强，分辩度高（704ｘ576）。用户可根据需要选择不同的压缩方式。
■ 系统稳定性：系统设计时充分考虑了长时间运行的稳定性问题，在硬件和软件中设有“异常检测”和“系统自逾”功能，系统一旦有严重异常故障，会在20秒内复位重新启动并记录下最后的运行信息资料。 主要性能指标：
3、软件功能
系统运行环境
支撑软件
操作系统：Windows XP Professional 数据库软件：SQL SERVER 2000
开发工具及环境：Visual Studio.Net 2005 支撑硬件
机器配置最低要求：硬盘可用空间20G以上；CPU P3 1G以上；内
存256M以上； 显卡要求32真彩、分辨率1024*768以上；建议使用PC服务器。
权限设置
该系统采用了类似于windows操作系统的权限机制。实现权限的群组管理，用户可以很灵活的根据本院系的实际情况划分不同的权限给所需角色。而单个用户又可以继承多个角色或指定单个的权限功能，从而达到特殊用户的权限需求。
另一方面，对于系统权限的分配采用了倒金字塔的模式。即：上级的权限永远大于下级权限，而且上级给下级授权永远是在其权限范围内。这样就有效的避免了越权的行为。能够使最高领导者达到最全面的权限控制。其次系统各功能模块通过权限控制，只有得到了该模块的权限，才可以操作该模块，不仅如此，特定模块（如课程大纲设置、大纲审核、大纲审批、排课管理、课表审核审批等）受范围限制（学生范围、教师范围、大纲范围、课程范围等）。通过权限管理的严格与规范化从而也使实验教学工作达到相应规范化
权限分配与教学管理 （如下图）
从上图我们可以看出本管理系统对于权限分配与教学的管理的权限控制是相当完善及全面，权限分配采用自顶而下，逐步细分的方式。最高领导者如院长，拥有所有权限并可对自已授权，其他角色的权限都可由院长产生，或者采用院长->副院长-> 实验室主任 ->实验教师的权限分配方式，对他人的授权只能局限在自已所拥有的权限范围内；而教学管理的方式恰恰相反，首先由实验教师制订教学大纲，再交由实验室主任审核，最后交副院长或院长审批，采用自下而上，逐级审查的分式。
排课功能
严格根据高校教学大纲的要求进行课程的安排，课表执行实现分级审核，审批。从而规划了教学管理。
实验过程管理
基本功能介绍
远程更新平台，该平台主要组成为两个模块（系统服务器更新模块、教师客户
端更新模块 ）其主要功能是对于系统和客户端后期的技术更新或补丁下载达到再线实时更新作用。
实验教学平台，该平台为该系统的主要核心所在，其组成是通过8个不同功能
小功能模块组成从而能实现系统8种不同功能效果。详细如下：
1. 用户管理功能：通过教师客户端登陆对系统内所有用户进行相对应的管
理，如：新增用户，删除用户，修改用户等
2. 实验信息管理功能：通过教师客户端登陆对系统内实验项目菜单、实验课
程菜单、实验项目类型菜单及实验课程分类菜单进行相应的管理。如：新增或删除等。
3. 教学大纲管理。教学大纲具有有效性，过期则无效，系统支持历史大纲查
询功能，支持大纲复制功能，支持大纲打印功，这不仅符合高校实验教学管理的要求，而且为实验教学科学决策提供依据。
4. 排课管理。系统提供强大的排课管理功能，在范围管理中，我们可以不同
的教学大纲、不同的实验对象，依照学校排课习惯，按照学校校历，将课表的安排细分到周、星期、日期、具体时间段，有效地防止超范围排课以及重复排课的可能；操作简洁，周、星期采用下拉列表的方式，从校历中选择。
5. 实验过程管理。IC卡读卡器接收学生刷卡信息，服务器根据这些信息判定
学生是否迟到、是否超过允许最大迟到时间、剩余实验时间是否大于实验要求最短时间，通过处理，根据具体情况可以进行取消学生实验资格、临时加入学生等操作，为节约教学资源提供了可能。
6. 实验成绩管理，其主要功能为教师对于系统所有学生实验项目及课程的成
绩进行评定或修改而对应的系列管理操作。（如：学生实验项目的评测、实验课程的学分记分等）
7. 查询与统计。所有公共信息（包括历史数据）都可以查询，在查询统计模
块中，提供学生、教师基本信息查询，实验项目信息查询、学期课表信息、教学大纲信息等功能；对于教师个人课表及所带课程的学生成绩，提供私有信息保护功能，只有以该教师身份登录系统才可以查询。
8. 安全管理。在个人密码遗忘或者IC卡丢失的情况下，可报请相关人员进
行密码修改或是进行IC挂失、重新发卡等操作；提供系统操作日志查询功能，对于登录系统的用户、操作时间、操作模块、操作内容，进行了比较详细的记录。
WEB操作平台，此平台主要作用于学生客户端使用，主要功能模块为：系统公
告、课程预约选课模块及综合信息查询模块三个模块具体功能如下： 1. 系统公告。主要用于学生查看系统平台内老师所颁布所有信息，（如：排
课通知、实验预约通知等。）
2. 课程预约选课模块， 主要用于学生选修课程的实验预约。及开放式实验
预约
3. 综合信息查询模块，主要用于学生查询教学大纲信息，实验项目信息及
课程课表信息
五、系统的技术及设备保障
壹年免费保修,终身负责。对线路和本公司自制生产的设备，在验收后壹年内任何部
件发生非人为故障，一年内免费维修或更换。终身负责。外购件实行联保；免费为学校培训1-2名管理和维护人员；免费为学校举办使用与维护培训班；重大故障如需现场维护，我们人员保证在最快时间内赶赴现场（不可抗因素引起的延误除外）。长沙市24小时内维修，外地24小时内作出反应。：