王 芳

（山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東 濟(jì)南 250200）

1 引言

先進(jìn)電子設(shè)備的引進(jìn)雖然在一定程度上提高了我國(guó)的科技水平，但是在實(shí)際使用中，由于對(duì)電子設(shè)備管理水平的不足，使得很多電子設(shè)備未能完全發(fā)揮出其應(yīng)有價(jià)值。我國(guó)近年來(lái)的通信技術(shù)的研究已經(jīng)取得了顯著的成效，利用無(wú)線通信技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的電子設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理，能加強(qiáng)設(shè)備的管理力度。下文從理論的角度，對(duì)運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)控制和管理電子設(shè)備的可行性進(jìn)行研究，以提高電子設(shè)備的管理水平。

2 系統(tǒng)技術(shù)

2.1 C++語(yǔ)言

C++是C語(yǔ)言的繼承，從宏觀角度看，可將C++理解為C的超集，也可視C為C++的子集，主要根據(jù)C的不同出現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行確定。在常規(guī)情況下，利用C++編譯器能對(duì)各種類型的C程度進(jìn)行編譯，但C和C++之間還是存在很大不同，C++涵蓋的關(guān)鍵詞多于C語(yǔ)言，C++內(nèi)new與delete為配置內(nèi)存的運(yùn)算符；C++內(nèi)有try/catch/throw異常處理機(jī)制。

2.2 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）

射頻識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)稱RFID，是Radio Frequency Identification 的縮寫。該技術(shù)的原理是通過(guò)非接觸式的通信技術(shù)在閱讀器和標(biāo)簽之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，利用無(wú)線電波將電子標(biāo)簽中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)發(fā)射給閱讀器，使閱讀器能對(duì)電子標(biāo)簽中的信息進(jìn)行識(shí)別。該技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，如汽車晶片防盜器、動(dòng)物晶片、停車場(chǎng)管制、物料管理等。

2.3 B/S結(jié)構(gòu)

B/S結(jié)構(gòu)的全稱是Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器模式，是將C/S結(jié)構(gòu)重新整合后產(chǎn)生的一種新結(jié)構(gòu)。利用該結(jié)構(gòu)開發(fā)軟件，使視線一次到位，開發(fā)人員可利用Internet/Intranet、LAN等介入形式隨時(shí)隨地操作后訪問數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)操作模式中時(shí)間和位置的限制。另外，還可應(yīng)用該B/S系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問權(quán)限，對(duì)訪問人員進(jìn)行一定的限制，使數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性更好，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。

2.4 SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)

SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，全稱是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)的便捷性較高，并且具有良好的伸縮性，能對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行高度集成，具有B/S體系結(jié)構(gòu)，利用SQL語(yǔ)言在服務(wù)器和客戶機(jī)之間傳達(dá)傳輸數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。

3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

電子設(shè)備控制與管理系統(tǒng)由4個(gè)模塊共同構(gòu)成，每個(gè)模塊承擔(dān)不同的職能，通過(guò)各個(gè)模塊的共同協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的管理。各模塊架構(gòu)圖見圖1[1]。

圖1 系統(tǒng)整體功能結(jié)構(gòu)圖

3.2 電子設(shè)備控制與管理系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 電子設(shè)備監(jiān)控模塊

電子設(shè)備監(jiān)控模塊是實(shí)現(xiàn)控制和管理電子設(shè)備的基本模塊，該模塊能對(duì)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集，用戶可利用該模塊編制需要監(jiān)視的設(shè)備，設(shè)置需要監(jiān)視的操作標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，獲取監(jiān)視信息，還能利用電子設(shè)備監(jiān)控模塊對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，判斷電子設(shè)備是否存在安全隱患[2]。

電子設(shè)備監(jiān)控模塊由設(shè)備信息監(jiān)視、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備質(zhì)量監(jiān)視、設(shè)置監(jiān)視數(shù)據(jù)4個(gè)子模塊共同構(gòu)成，其中信息監(jiān)視、狀態(tài)監(jiān)視和質(zhì)量監(jiān)視是功能模塊，能對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)視，而設(shè)置監(jiān)視數(shù)據(jù)則是中樞模塊，是支撐另外3個(gè)功能模塊開展工作的中樞系統(tǒng)，只有通過(guò)設(shè)置監(jiān)視數(shù)據(jù)模塊為另外3個(gè)模塊設(shè)置建設(shè)數(shù)據(jù)，才能驅(qū)動(dòng)功能模塊對(duì)設(shè)備的信息、狀態(tài)和質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。

電子設(shè)備監(jiān)控模塊見圖2[3]。其中Quality類別表示電子設(shè)備的質(zhì)量模塊，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)知函數(shù)quality表示電子設(shè)備的質(zhì)量情況；Monitor類別表示電子設(shè)備監(jiān)控模塊，將電子設(shè)備的監(jiān)視數(shù)據(jù)函數(shù)設(shè)為setmonitor，將監(jiān)視功能函數(shù)設(shè)為monitor，將展示監(jiān)視數(shù)據(jù)的函數(shù)設(shè)備showlist；以DInfo為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)status和quality的操作，通過(guò)monitor對(duì)其他3個(gè)模塊工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并將監(jiān)視結(jié)果通知給相關(guān)人員。

圖2 電子設(shè)備監(jiān)控模塊類圖

3.2.2 電子設(shè)備控制管理模塊

該模塊是對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行操作和質(zhì)量管理，用戶可利用該模塊設(shè)置操作電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和控制電子設(shè)備質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)人員能在設(shè)置完成后，按照既定標(biāo)準(zhǔn)完成操作電子設(shè)備、控制電子設(shè)備質(zhì)量等工作[4]。其中，standard類是對(duì)電子設(shè)備的操作和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制，將編制操作與質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)設(shè)為standard，將顯示操作和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)設(shè)為showstandard函數(shù)；manipulate類是設(shè)置對(duì)電子設(shè)備的操作動(dòng)作，將操作控制電子設(shè)備的設(shè)置函數(shù)設(shè)定為manipulate；Qcontrol類是控制質(zhì)量類，管理函數(shù)為Qcontrol。

該模塊功能的實(shí)現(xiàn)主要依托RFID技術(shù)設(shè)計(jì)控制模塊，工作原理并不復(fù)雜，就是利用進(jìn)入磁場(chǎng)的標(biāo)簽接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，并且解讀芯片中儲(chǔ)存的產(chǎn)品信息，后將某一頻率的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)出去，閱讀器在接收到信號(hào)后對(duì)其進(jìn)行解碼，解碼完成后將信息傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)，方便相關(guān)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行利用和處理。

3.2.3 電子設(shè)備管理功能模塊

該模塊的主要功能是對(duì)電子設(shè)備的基本信息進(jìn)行管理，用戶可通過(guò)該功能對(duì)電子設(shè)備的基本信息進(jìn)行修改、添加、刪除或查詢操作，完成管理的電子設(shè)備信息會(huì)被設(shè)備信息監(jiān)視模塊進(jìn)行記錄，使用戶能充分掌握設(shè)備的最新基礎(chǔ)信息。

3.2.4 歷史記錄管理模塊

歷史記錄管理模塊就是對(duì)設(shè)備的歷史信息和記錄進(jìn)行管理[5]。歷史記錄包括電子設(shè)備的日志管理子模塊、記錄子模塊、告警管理子模塊等，用戶能通過(guò)該模塊對(duì)電子設(shè)備系統(tǒng)中生成的日志進(jìn)行管理，全面地掌握電子設(shè)備的歷史操作記錄，在操作過(guò)程中若發(fā)生失誤操作，并且系統(tǒng)在對(duì)誤操作產(chǎn)生的影響進(jìn)行判斷后對(duì)用戶發(fā)出警告，避免人為失誤對(duì)電子設(shè)備的系統(tǒng)造成損害。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量[6]。將模塊化理念融入到電子設(shè)備控制與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，能對(duì)各個(gè)模塊的系統(tǒng)功能進(jìn)行整合，保證各個(gè)模塊的功能得到穩(wěn)定發(fā)揮。對(duì)不同模塊進(jìn)行操作，本質(zhì)上是對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)作為核心工作，高度重視數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)處理的效率、冗余度的降低、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的優(yōu)化等。通過(guò)SQL Server 2008快速高效組織不同類型信息，對(duì)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化文檔數(shù)據(jù)進(jìn)行直接梳理，如檢索、查找、同步、匯報(bào)與分析等，使信息能在任何具備儲(chǔ)存功能的設(shè)備上儲(chǔ)存，且不需要對(duì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存方位進(jìn)行特殊的考慮。

4 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)

將C++語(yǔ)言作為上位機(jī)語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電子設(shè)備的控制與管理，編譯在My Eclipse下完成，結(jié)構(gòu)采用B/S結(jié)構(gòu)，MFC類庫(kù)在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中進(jìn)行廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用SQL Server 2008，通過(guò)以上操作實(shí)現(xiàn)的電子設(shè)備控制與管理系統(tǒng)，能保證數(shù)據(jù)儲(chǔ)存不被干擾，高效安全。同時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)能避開障礙物直接識(shí)別標(biāo)簽中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，使調(diào)控電子設(shè)備的速度和效率都得到提升。

本電子設(shè)備控制與管理系統(tǒng)由硬件設(shè)備、軟件設(shè)備、操作系統(tǒng)、SQL serve、數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)設(shè)施共同構(gòu)成，以上基礎(chǔ)設(shè)施是支撐系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。在對(duì)不同工作環(huán)境中運(yùn)行的電子設(shè)備控制與管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的工作需求，通過(guò)搭建4個(gè)功能模塊，即電子設(shè)備監(jiān)控、電子設(shè)備控制管理、電子設(shè)備管理和歷史記錄，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不同功能。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)生物試驗(yàn)研究的不斷深入，研究中使用的電子設(shè)備更新?lián)Q代速度不斷加快，對(duì)電子設(shè)備的控制與管理要求也不斷提升。為滿足當(dāng)下對(duì)電子設(shè)備控制與管理的需求，需要對(duì)控制與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，但該設(shè)計(jì)過(guò)程非常復(fù)雜，需要投入大量人力資源，還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的實(shí)際需求，全面考慮可能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效率產(chǎn)生影響的因素，加強(qiáng)各個(gè)子模塊之間的聯(lián)動(dòng)和協(xié)作，才能使系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運(yùn)行。