CN111583528A - 一种实验设备智能化借还管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验设备智能化借还管理系统，包括：管理员客户端，用户申请客户端，实验设备借还系统，后台管理系统，数据通信模块，以及与后台管理系统通信连接的多个实验设备；整个实验设备智能化借还管理系统在校园的内网环境或者互联网下进行借出与归还管理，将用户信息和设备信息储存在后台管理系统中的信息数据库中，进一步保证了用户的信息数据安全；该系统能够为用户提供详细且有效的数据用于多方面的分析以及对用户的借用与归还管理，提高了实验设备使用效率，实现了基于数据化的设备管理和使用。

Description

一种实验设备智能化借还管理系统及方法

技术领域

本发明涉及实验设备借还技术领域，特别涉及一种实验设备智能化借还管理系统，以及一种实验设备智能化借还管理方法。

背景技术

随着社会的不断进步，越来越多的智能化租借服务开始涌现，例如：对充电宝的租借、共享单车、对雨伞的租借以及对空气净化设备的租借等租借服务；在以上现有技术中存在一定的收费性质，需要支付一定的设备使用金额才能允许租借者使用，而且，不存在对归还设备的检测，也就是说，在租借者使用租借设备完成归还的过程中，并不会有相应的设备检测程序或相应的检测人员对租借设备的完整度进行检测，这就存在问题，对于损坏租借设备的租界者可以无限次数的借用租借设备，更意味着可以无限次数的损坏租借设备，这样就导致了发起这一项租借服务的发起人收到很严重的经济损失，对于设备的维护过高，入不敷出最终破产，而且更导致了资源的浪费。

在以上现有技术中，没有建立积分制度来约束借还人，对损坏相应租借设备达到一定程度的租借者进行扣除损坏程度所对应的积分分数，并且规定某一禁止租借积分分数的阈值，当积分分数低于某一阈值，就不能进行租借服务，直到租借积分分数恢复到一定值，才可进行租借。

没有完整度的检测以及建立积分制度，大大地增加了租借设备的损坏风险，也就意味着减少了租借设备的使用寿命；并且，没有对租借设备在使用过程中的多维度数据进行监测，缺少了这一环节，不能根据用户在使用过程中的一些操作，来对产品进行相应的改变。

在以上现有技术中，整个操作必须在互联网的维持下才能进行租借服务，再发起租借请求的同时，租借系统会要求租借人输入手机号用以获取随机验证码，进而登录租界系统，更有的租借系统为了收集用户资料，推出免押金等优惠服务，例如，输入学校名称、学号、身份证号等等，由于整个租界服务实在互联网的环境下进行，一旦租借系统受到不法攻击，就会导致租界者的资料遭到泄露，给租借者带来不必要的经济损失；所以，在互联网下进行的租界服务，保证不了数据的安全性。

发明内容

(一)发明目的

基于此，为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本申请提供了在学校内网环境或互联网环境下进行的借还服务、通过建立实验设备借还规则和对归还实验设备的完整度检测来保证实验设备的使用寿命，和约束借还人的借还行为以及对借用的实验设备进行操作数据监测的一种实验设备智能化借还管理系统，以及一种实验设备智能化借还管理方法，相应技术方案如下。

(二)技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种实验设备智能化借还管理系统，包括：管理员客户端，用户申请客户端，实验设备借还系统，后台管理系统，数据通信模块，以及与后台管理系统通信连接的多个实验设备；

所述管理员客户端用于供实验设备管理专业人员后台登录所述后台管理系统，对用户信息和实验设备进行管理，对实验设备信息进行录入，以及通过所述后台管理系统通过所述数据通信模块与所述实验设备借还系统建立通信连接，对实验设备借还规则进行管理；

所述用户申请客户端用于向所述后台管理系统发起实验设备出借申请或实验设备预约申请，以及通过所述后台管理系统查看实验设备信息、查看所述用户信息、修改所述用户信息；

所述后台管理系统包括私有化服务器、私有化短信模块以及能够与所述实验设备相连接的通信接口，所述后台管理系统能通过该接口实时监测并记录不同的实验设备对应实施的实验操作数据，每个实验设备均通过系统的软件平台接口上传实验行为数据，并通过所述实验设备将数据采集模块采集的实验操作数据发送至后台管理系统中的信息数据库中；

所述实验设备借还系统包括实验设备完整度检测模块，用于根据录入所述实验设备完整度检测模块的实验设备检测程序来检测实验设备的运行正常性；

所述实验设备借还系统还包括一个主设备柜和多个与所述主设备柜通信连接的从设备柜、借还模块、借还积分等级模块，所述主设备柜和所述多个从设备柜设有不同规格的多个设备箱，用于存放不同的实验设备，并且所述主设备柜和每个从设备柜设有扫码设备，用于识别并读取实验设备管理专业人员放入实验设备时或用户归还实验设备时的串号码上的实验设备信息，并将信息反馈至所述后台管理系统分析，将分析结果反馈至所述借还模块，由所述借还模块控制箱门的开启；

所述借还积分等级模块用于对用户的借还积分等级进行评定并将用户对应的借还积分等级反馈至所述后台管理系统中的信息数据库中的用户信息中；

所述借还模块依照借还积分等级对应不同的实验设备借还规则并且在该实验设备借还规则下与主设备柜适配，根据所述主设备柜获取的用户借还的实验设备信息更新后台管理系统中的信息数据库中的设备信息和用户信息；

所述实验设备借还系统还包括验证码生成模块，用于生成随机验证码并通过所述后台管理系统中的短信发送模块发送短信给用户用于取实验设备。

在一种可能的实施方式中，所述实验设备借还系统还包括提醒模块，用于提醒用户归还即将逾期的实验设备至设备柜，实验设备自归还前一定时间起，所述提醒模块每间隔固定时间通过发送电子邮件、用户申请客户端的系统通知进行提醒用户归还实验设备，以用户确认收到设备的归还提醒为停止发送标志。

在一种可能的实施方式中，所述主设备柜和每个从设备柜设有配备触摸屏的设备柜主机，用于供用户线下申请实验设备或线下预约实验设备以及归还实验设备使用，用于供实验设备管理专业人员放或取实验设备使用；所述每个箱体的内部均设有通电接口，并且所述通电接口的通电状态受所述设备完整度检测模块控制。

在一种可能的实施方式中，所述用户信息包括用户姓名、学号、身份证编号、所属院系、邮箱号以及借还积分等级和与积分等级对应的积分分数。

在一种可能的实施方式中，所述实验设备信息包括实验设备串号码，所述实验设备串号码包括实验设备名称，实验设备实时状态；所述实验设备实时状态包括实验设备所处位置、预约状态、离柜时间以及入柜时间。

在一种可能的实施方式中，所述实验设备上均设置有数据监控模块，用于监测所述实验设备智能化借还管理系统内所有实验设备的全生命周期数据和采集实验数据；并且，所述数据监控模块配备有相应的电源模块供电。

作为本发明的第二方面，本发明公开了一种使用上述任一实施方式中公开的系统实施的实验设备智能化借还管理方法，所述管理方法包括借用实验设备步骤和归还实验设备步骤：

所述借用实验设备步骤包括：

(1)登录所述用户申请客户端或用户自行前往主设备柜或者从设备柜所在位置使用设备柜主机进行操作；

(2)从“取已预约设备”、“预约借用申请”、“归还实验设备”、“管理员入口”4个不同的操作方式中选择正确的窗口；

(3)建立借还积分等级制度；

(4)通过所述实验设备完整度检测模块对实验设备的损坏程度进行检测，并配合所述借还积分等级模块共同对用户的借还积分等级进行相应的改变；

(5)用户的每一借还积分等级对应特定的实验设备借还规则；

(6)所述用户申请客户端或所述主设备柜向所述借还模块发出借用指令，所述借用指令包括所述用户信息和借用的实验设备信息；

(7)所述借还模块向所述后台管理系统发送所述用户信息用来获取该所述用户信息对应的所述借还积分等级，并且将获取到的借还积分等级与实验设备借还规则相对应，进而确定用户所能允许借用的实验设备数量和期限，并将借用的实验设备信息以及借用用户信息记录在所述管理系统中的信息数据库中；

(8)通过验证码生成器随机生成验证码，并通过后台管理系统中的短信模块进行发送给用户用于提取实验设备，并且信息数据库中建立验证码与借用的实验设备信息以及用户信息的映射关系，借用流程结束；

所述归还实验设备步骤包括：

(1)用户自行前往主设备柜所在位置使用设备柜主机进行归还实验设备的流程；

(2)从“取已预约设备”、“预约借用申请”、“归还实验设备”、“管理员入口”四个不同的操作方式中选择“归还实验设备”；

(3)通过扫码枪识别归还实验设备上的串号码上的实验设备信息传送至后台管理系统，由后台管理系统对实验设备进行规格判断，为实验设备分配一个适合实验设备存放的箱体，并将打开该分配好的箱体指令传送给借还模块，由借还模块打开指定箱体，用户将归还的实验设备并放入箱体内，关闭箱门并锁定；

(4)对于能满足设备完整度检测程序的实验设备，由设备完整度检测模块根据设备完整度检测程序对实验设备的损坏程度进行检查，由借还积分等级模块扣除相应的分数并更新后台管理系统中信息数据库中的用户信息；对于不能满足设备完整度检测程序检测的实验设备，则由实验设备管理专业人员对实验设备进行检测，并进行损坏程度的判断，实验设备管理专业人员直接通过管理员客户端登录后台管理系统，对用户信息中的借还积分等级积分分数进行相应的操作；

(5)待检测步骤完成用户信息更新后，后台管理管理系统取消验证码与借用的实验设备信息以及用户信息的映射关系，恢复实验设备未被预约和借用的状态，整个归还流程结束。

在一种可能的实施方式中，所述借还积分等级分为A级、B级、C级、D级、E级五个等级；并且不同的所述借还积分等级对应不同的实验设备借还规则。

在一种可能的实施方式中，还包括设备提醒模块用于提醒用户归还即将逾期的实验设备至设备柜，实验设备自归还前设定时间起所述提醒模块每间隔固定时间通过发送电子邮件、用户申请客户端的系统通知进行提醒用户归还实验设备，以用户确认收到设备的归还提醒为停止发送标志。

在一种可能的实施方式中，所述管理方法还包括全过程数据监测步骤，所述数据监测步骤包括：

(1)所述数据监控模块通电，开始记录所述实验设备的全生命周期数据；

(2)自所述实验设备置于箱体内部，所述后台管理系统监测所述实验设备借出前的轨迹数据；

(3)自所述实验设备借出后与归还前这一过程中，所述数据监控模块采集借用人员使用实验设备的实验记录数据，并且所述后台管理系统采集所述实验设备被借用人员借走后的轨迹；

(4)所述实验设备归还后，所述后台管理系统监测所述实验设备归还后的轨迹数据。

(三)有益效果

本发明公开的一种实验设备智能化借还管理系统及方法，具有如下有益效果：

1.整个实验设备借还系统在校园内网环境或互联网的环境下进行借与还，将用户信息和设备信息储存在后台管理系统中的信息数据库中，进一步保证了借还用户的信息数据安全；

2.实验设备中的数据采集模块，对用户在使用借用实验设备实施的实验操作数据进行采集，并将采集的数据传输至后台管理系统中的信息数据库，让实验老师了解用户对实验的掌握情况，进而为实验老师进行实验的教学改革提供有力的数据支撑；

3.整个系统免费使用，不存在付费机制；

4.提醒模块不仅用于每6小时通过发送电子邮件、用户申请客户端的系统通知进行提醒用户归还实验设备，还用于通过电子邮件向借用设备的用户的邮箱投递实验设备的使用说明文档、实验指导手册以及视频指导；

5.实验设备完整度检测模块通过对实验设备所能实施的功能进行检测，保证了实验设备的使用寿命以及实验设备的及时修复率。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明公开的实验设备智能化借还管理系统的结构框图；

图2是本发明公开的实验设备智能化借还管理系统中后台管理系统和实验设备借还系统的结构框图；

图3是本发明公开的实验设备智能化借还管理方法的借用设备流程图；

图4是本发明公开的实验设备智能化借还管理方法的归还设备流程图；

图5是本发明公开的实验设备智能化借还管理方法的借还积分等级和实验设备借还规则图。

附图标记：1-用户申请客户端，2-管理员客户端，3-后台管理系统，301-信息数据库，302-短信模块，303-第一数据通信模块，4-实验设备借还系统，401-第二数据通信模块，402-验证码生成模块，403-提醒模块，404-借还模块，405-借还积分等级模块，406-实验设备完整度检测模块，5-主设备柜。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而不是表示它们的重要程度及顺序等。

本文中的模块划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元、组件在物理上可以是分开的，也可以是不分开的，因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部来实现实施例的方案。

下面参考图1-图2详细描述本发明公开的实验设备智能化借还管理系统实施例。如图1-图2所示，该实验设备智能化借还管理系统包括：管理员客户端2，用户申请客户端1，实验设备借还系统4，后台管理系统3，数据通信模块，以及与后台管理系统3通信连接的多个实验设备，需要说明的是，数据通信模块分为第一数据通信模块303和第二数据通信模块401。

管理员客户端2用于供实验设备管理专业人员后台登录后台管理系统3对用户信息进行管理和实验设备进行管理和对实验设备信息进行录入，以及通过后台管理系统3通过第一数据通信模块303与实验设备借还系统4建立通信连接，对实验设备借还规则进行管理。

用户申请客户端1用于线上向后台管理系统3发起实验设备出借申请或实验设备预约申请，在向后台管理系统3发起实验设备出借申请或实验设备预约申请之前，用户须在用户申请客户端1内完成注册(通过学号注册)，这样做的好处是，保证”校园一卡通”能完成取用实验设备，而且用户还可以通过后台管理系统3查看实验设备信息、查看用户信息、修改修改权限允许范围内的用户信息。

后台管理系统3包括信息数据库301、第一数据通信模块303，用以存储用户信息、实验设备信息、用户的实验操作数据、各设备柜的箱体状态信息，后台管理系统3还包括能够与实验设备相连接的通信接口，后台管理系统3能通过该接口实时监测并记录不同的出借实验设备所对应实施的实验操作数据，每个实验设备均设有数据采集模块，用于采集用户在使用借用实验设备所进行的实验操作数据，并通过实验设备中的数据通信模块将数据采集模块采集的实验操作数据发送至后台管理系统3中的信息数据库301中，这样做的好处是，对用户进行的实验操作数据进行统计，使实验老师了解用户对所实施的实验的具体掌握情况，方便为实验老师以后的实验教学改革提供有力的数据支撑；第一数据通信模块303用于发送和接受数据。

实验设备借还系统4包括实验设备完整度检测模块406，在用户使用完借用的实验设备，在归还时，用于根据事先由实验设备管理专业人员录入实验设备完整度检测模块406的实验设备检测程序来检测实验设备的运行正常性，进而对归还的实验设备的损坏程度做出判断，需要说明的是，对于能满足实验设备检测程序检测的实验设备，则由实验设备检测程序对归还的实验设备进行完整度检测，并且实验设备管理专业人员在后台管理系统3中记录受实验设备检测程序检测的实验设备名称。

实验设备借还系统4还包括一个主设备柜5和多个与主设备柜5通信连接的从设备柜、借还模块404、借还积分等级模块405、第二数据通信模块401，主设备柜5和多个从设备柜设有不同规格的多个设备箱体，用于存放不同规格的用于借还的实验设备，并且主设备柜5和每个从设备柜均设有扫码枪(不必须指定为扫码枪，也可以是具有识别和读取功能的其它扫码设备)，用于识别并读取实验设备管理专业人员放入实验设备时或用户归还实验设备时的串号码上的实验设备信息通过第二数据通信模块401反馈至后台管理系统3分析处理，并将分析处理结果通过第一数据通信模块303反馈至与第二数据通信模块401相连的借还模块404，再由借还模块404控制箱门的打开，将归还的实验设备放入打开的箱体中，最后由用户关闭箱门。

借还积分等级模块405用于配合实验设备完整度检测模块406，共同对用户的借还积分等级进行评定和对损坏实验设备用户的借还等级积分进行相应的扣除或增加，并将用户对应的借还积分等级和积分分数反馈至后台管理系统3中的信息数据库301中的用户信息中，由后台管理系统3更新用户信息。

借还模块404依照借还积分等级对应不同的实验设备借还规则并且在该实验设备借还规则下与主设备柜5适配，根据主设备柜5获取的用户借还的实验设备信息发送给借还模块404，再由第二数据通信模块401，将获取的用户借还的实验设备信息发送至后台管理系统3，并更新后台管理系统3中的信息数据库301中的设备信息和用户信息。

实验设备借还系统4还包括验证码生成模块402，在用户完成申请或预约申请时，用于生成随机验证码并通过第二数据通信模块401将验证码数据发送至后台管理系统3，并在后台管理系统3中的信息数据库301中建立验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，然后由后台管理系统3中的短信发送模块发送短信给用户用于取已申请或已预约的实验设备，需要说明的是，在用户使用获取到的验证码借用实验设备时，在验证码输入完成后，后台管理系统3需对该用户输入的验证码进行判断是否满足后台管理系统3中的信息数据库301中之前建立的验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，满足才能被允许借用实验设备。

在一种可能的实施方式中，实验设备借还系统4还包括提醒模块403，用于提醒用户归还即将逾期的实验设备至设备柜，自实验设备归还日前48小时起提醒模块403每6小时通过发送电子邮件至用户邮箱、用户申请客户端1的系统通知以及提醒模块403通过第二数据通信模块401发送指令至短信模块302发出短信通知，进行提醒用户归还实验设备，以用户确认收到设备的归还提醒为停止发送标志，需要说明的是，这里的用户确认收到设备的归还的提醒指的是，用户在收到提醒后通知或短信后，登录用户申请客户端1进行确认，确认之后将不再进行提醒，并且在归还日未能如期归还，由借还积分等级模块405对归还日进行监测，逾期3天未归还实验设备则扣除相应积分。

在一种可能的实施方式中，主设备柜5和每个从设备柜在可视整个箱体的位置处设有监控摄像头，用于监测主设备柜5和从设备柜周围的图像数据，并且将采集到的图像数据通过第二数据集通信模块传输至后台管理系统3中的信息数据库301中存储，这样做的好处是，用于保护主设备柜5和从设备柜的完整性，防止主设备柜5和从设备柜受到人为的破坏。

在一种可能的实施方式中，主设备柜5和每个从设备柜均设有可触摸操作的设备柜主机、RFID射频识别装置，设备柜主机用于供用户线下申请实验设备或线下预约实验设备以及归还实验设备使用，和/或用于供实验设备管理专业人员放或取实验设备使用；每个箱体的内部均设有通电接口，并且通电接口的通电状态受设备完整度检测模块控制，在用户归还借用实验设备时，可以通过RFID射频识别装置刷“校园一卡通”的方式或者使用设备柜主机登录实验设备借还系统4的用户账号进入归还实验设备的流程，设备柜的箱门打开后，首先，用户放入需要归还的实验设备，然后，将实验设备中的通电插口与箱体内部的通电接口连接；需要说明的是，在用户连接通电接口完成后，直接手动关闭箱门，此时借还模块404控制该箱门为锁定状态，由后台管理系统3对该箱体内实验设备的名称在信息数据库301中进行比对，是否为能受实验设备检测程序检测的实验设备，若能，则发出检测指令至实验设备完整度检测模块406对该实验设备的损坏程度进行检测，做出损坏判断。

①未损坏，则将检测结果反馈至后台管理系统3，同时解除验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，将该箱体以及实验设备的状态修改为可预约申请状态。

②损坏程度位于0-40％(含40％)之间，则反馈损坏指令至实验设备完整度检测模块406，由实验设备完整度检测模块406进行相应分数扣除，并将扣除分数通过第二数据通信模块401反馈至后台管理系统3，并更新后台管理系统3中的信息数据库301的积分等级和积分分数信息，同时解除验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，将该箱体以及实验设备的状态修改为可预约申请状态。

③损坏程度大于40％，则反馈损坏指令至实验设备完整度检测模块406，由实验设备完整度检测模块406进行相应分数扣除，并将扣除分数通过第二数据通信模块401反馈至后台管理系统3，并更新后台管理系统3中的信息数据库301的积分等级和积分分数信息，同时解除验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，将该箱体以及实验设备的状态修改为可预约申请状态。

若不能受实验设备检测程序检测的，则由提醒模块403自归还日起每6小时通过发送电子邮件至实验设备管理专业人员邮箱、管理员客户端2的系统通知以及通过第二数据通信模块401发送指令至短信模块302发出短信通知，提醒实验设备管理专业人员前往受检测设备柜，可以选择通过RFID视频识别装置识别实验设备管理专业人员的“校园一卡通”直接登录管理员客户端2通过设备柜上的设备柜主机选择打开实验设备管理专业人员正在操作的设备柜中需要管理员检测的实验设备所在的箱体。

这样做的好处是，防止实验设备管理专业人员完成刷“校园一卡通”后一次性打开所有需要检测的设备所在箱体；后台管理系统3在监测到为实验设备管理专业人员操作时，则通过第一数据通信模块303发出打开箱体的指令至借还模块404，控制箱门打开，在实验设备管理专业人员取走设备并关闭箱门时，后台管理系统3不改变之前所建立的验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，待实验设备管理专业人员对待检测的实验设备检测完成以及处罚完成后，并放入相应的设备柜的箱体中，然后通过管理员客户端2进入后台管理系统3，解除之前所建立的验证码、借用用户信息、借用设备信息三者的映射关系，然后将箱体状态以及实验设备状态修改为可预约申请状态。

在一种可能的实施方式中，用户信息包括用户姓名、学号、身份证编号、所属院系、邮箱号以及借还积分等级和与积分等级对应的积分分数。

在一种可能的实施方式中，实验设备信息包括实验设备串号码，实验设备串号码包括实验设备名称，实验设备实时状态；实验设备实时状态包括实验设备所处位置、预约状态、离柜时间以及入柜时间。

在一种可能的实施方式中，借还积分等级分为A级、B级、C级、D级、E级五个等级，并且每个等级对应不同的实验设备借还规则。

在一种可能的实施方式中，后台管理系统3中还设置有定时模块，在用户或实验设备管理专业人员在每进入一个操作窗口时，均设有100秒的可操作时间，100秒倒计时结束则直接退出申请界面，这样做的好处是，防止其他人员的误操作。

需要说明的是，整个实验设备借还系统4具有以下优点：主设备柜5和每个从设备柜支持7×24小时存取实验设备，由于后台管理系统3直接与“校园一卡通”系统对接，因此用户可通过刷“校园一卡通”进行存取设备；实时对借用实验设备进行用户的实验操作数据收集分析，实验老师和实验设备管理专业人员可通过登录管理员客户端2了解多维度数据，例如：同一个实验设备借用的次数，同一设备在不同月份所被借用的总时长，一个院系借用不同设备的总次数以及单个设备占一个院系借用总次数所占的比例等数据，通过后台管理系统3分析出的数据，实验老师可以了解何种设备需求量大以及何种设备需求量小，然后与实验设备管理专业人员沟通适当减少或增加某一设备数量，满足用户的需求；整个系统支持用户管理与多级权限管理、私有化部署保证数据的安全性，支持在线设备检索与查看、设备的归还管理等优点。

在一种可能的实施方式中，实验设备上均设置有数据监控模块，用于监测实验设备智能化借还管理系统内所有实验设备的全生命周期数据和采集实验数据；并且，数据监控模块有相应的电源模块供电，电源模块开关启动数据监控模块进入监控模式，第一次的实验设备监测数据作为实验设备的初始生命周期数据，不能监测到实验设备数据，及实验设备报废，作为实验设备的最终生命周期，需要说明的是，采集的实验数据还包括借用用户的实验操作数据，例如，用户借用的实验设备为万用表，需使用万用表去测量电阻的阻值大小，在操作过程中，将黑表笔与万用表内部电池的负极连接，红表笔与万用表内部电池的正极连接，这显然是一个错误的操作方式，此时数据监控模块收集该用户的操作数据并反馈至后台管理系统3中的信息数据库301。

下面参照图3-图5详细描述使用前述实验设备智能化借还管理系统实施例实施的实验设备智能化借还管理方法实施例，如图3-图5所示，该方法包括借用实验设备步骤和归还实验设备步骤；

借用实验设备步骤包括：

(1)用户登录用户申请客户端1或用户自行前往主设备柜5所在位置使用设备柜主机进行操作；

(2)用户从“取已预约设备”、“预约借用申请”、“归还实验设备”、“管理员入口”4个不同的操作方式中选择正确的窗口；

(3)管理员建立实验设备借还积分等级制度和实验借还规则；

(4)通过实验设备完整度检测模块406对实验设备的损坏程度进行检测和配合借还积分等级模块405共同对用户的借还积分等级进行相应的改变；

(5)用户的每一借还积分等级对应特定的实验设备借还规则，关于借还积分等级对应特定的实验设备借还规则的详细内容，将在后文进行详细的阐述；

(6)用户需借用实验设备时，首先，通过用户申请客户端1或主设备柜5向借还模块404发出借用指令，这里的借用指令主要包括用户信息和借用的实验设备信息；

(7)然后，借还模块404通过第二数据通信模块401将借用指令发送至后台管理系统3用来获取该用户信息对应的借还积分等级，并且将获取到的借还积分等级与存储于信息数据库301中的实验设备借还规则相对应，进而确定该用户所能允许被借用的实验设备数量和时间期限，并将借用的实验设备信息以及借用用户信息记录在管理系统中的信息数据库301中，并建立借用的实验设备信息和借用用户信息间的映射关系；

(8)映射关系建立完成后，通过实验设备借还系统4中的验证码生成器随机生成验证码，并通过第二数据通信模块401发送至后台管理系统3中，然后由后台管理系统3中的短信模块302进行发送给用户用于提取实验设备，并且后台管理系统3在信息数据库301中建立验证码与借用的实验设备信息以及用户信息的映射关系，借用流程结束。

归还实验设备步骤包括：

(1)对借用设备使用完成后，用户自行前往主设备柜5或者多个从设备柜所在位置使用设备柜主机进行归还实验设备的流程；

(2)借用用户从“取已预约设备”、“预约借用申请”、“归还实验设备”、“管理员入口”4个不同的操作方式中选择“归还实验设备”；

(3)通过扫码设备识别归还实验设备上的串号码，并将实验设备信息传送至后台管理系统3，获取验证码与借用的实验设备信息以及用户信息的映射关系，由后台管理系统3对实验设备进行规格判断，为实验设备分配一个适合实验设备存放的箱体，并将打开该分配好的箱体指令传送给借还模块404，由借还模块404打开指定箱体，用户将通电接口插入归还的实验设备并放入箱体内，关闭箱门并由借还模块404控制箱门为锁定状态，且在后台管理系统3中更新箱门状态信息；

(4)对于能满足设备完整度检测程序的实验设备，由设备完整度检测模块根据设备完整度检测程序对实验设备的损坏程度进行检查，例如：实验设备完成一个实验需要A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10共10个步骤，设备完整度检测程序将对以上10个步骤进行检测，①能正常运行10个步骤则设备完整度100％，损坏程度为0；②能正常运行其中8个步骤，则设备完整度为80％，损坏程度为20％，由借还积分等级模块405扣除相应的分数并更新后台管理系统3中信息数据库301中的用户信息；③能正常运行其中5个步骤，则设备完整度为50％，损坏程度为50％，由借还积分等级模块405扣除相应的分数并更新后台管理系统3中信息数据库301中的用户信息；对于不能满足设备完整度检测程序检测的实验设备，则通过提醒模块403和短信模块302通知实验设备管理专业人员，由实验设备管理专业人员对实验设备进行检测，并进行损坏程度的判断，以实验设备管理专业人员确认收到检测提醒为停止通知标志，实验设备管理专业人员直接通过管理员客户端2登录后台管理系统3，根据实验设备借还规则对用户信息中的借还积分等级和积分分数进行相应的操作，需要说明的是，通过实验设备管理专业人员与实验设备完整度检测模块406相互配合检测的好处是，使用实验设备完整度检测模块406对实验设备进行检测，可以节省一定的人力以及人员费用支出，通过实验设备管理专业人员对实验设备进行检测，可以防止用户在归还实验设备时，放入箱体中的物件并不是所借用的实验设备，而是其他实验设备以外的物件，可以更好的对这类用户做出相应的积分扣除；

(5)待检测步骤完成且用户信息更新完成后，后台管理管理系统取消验证码与借用的实验设备信息以及用户信息三者之间的映射关系，恢复实验设备未被预约和借用的状态，整个归还流程结束。

在一种可能的实施方式中，借还积分等级分为A级、B级、C级、D级、E级五个等级；

A级所对应的实验设备借还规则为：无损坏丢失行为满0.5个月加5分(积分满分100分，积分为满分则不继续累加)可借实验设备4台，借用期限20天，每台实验设备逾期3天未归还扣除积分5分，未损坏实验设备不做任何处理，0＜损坏实验设备程度≤40％扣除积分10分，损坏实验设备程度＞40％扣除积分20分。

B级所对应的实验设备借还规则为：无损坏丢失行为满0.5个月加5分(累加后积分大于90则积分等级升至A级)可借实验设备3台，借用期限15天，每台实验设备逾期3天未归还扣除积分10分，未损坏实验设备不做任何处理，0＜损坏实验设备程度≤40％扣除积分10分，损坏实验设备程度＞40％扣除积分20分。

C级所对应的实验设备借还规则为：无损坏丢失行为满0.5个月加5分(累加后积分大于80则积分等级升至B级)可借实验设备2台，借用期限10天，每台实验设备逾期3天未归还扣除积分10分，未损坏实验设备不做任何处理，0＜损坏实验设备程度≤40％扣除积分10分，损坏实验设备程度＞40％扣除积分20分。

D级所对应的实验设备借还规则为：无损坏丢失行为满0.5个月加5分(累加后积分大于70则积分等级升至C级)可借实验设备1台，借用期限5天，每台实验设备逾期3天未归还扣除积分10分，未损坏实验设备不做任何处理，0＜损坏实验设备程度≤40％扣除积分20分，损坏实验设备程度＞40％扣除积分30分。

E级所对应的实验设备借还规则为：无损坏丢失行为满0.5个月加5分(累加后积分大于60则积分等级升至D级)禁止借用实验设备，允许归还设备和查看设备信息，需要说明的是，借用实验设备方法和归还实验设备方法在用户借用实验设备时，后台管理系统3登记用户请求，并记录借用用户信息，根据相应的实验设备借还规则来给予借用权限，取得借用权限后，借还模块404控制箱门打开，使授权用户借用设备。

在一种可能的实施方式中，实验设备完整度的检测程序由不同的设备厂商提供，用于使用检测程序检测不同的实验设备。

在一种可能的实施方式中，设备管理方法还包括设备提醒模块403用于提醒用户归还即将逾期的实验设备至设备柜，实验设备自归还前48小时起提醒模块403每6小时通过发送电子邮件、用户申请客户端1的系统通知进行提醒用户归还实验设备，以用户确认收到设备的归还提醒为停止发送标志。

在一种可能的实施方式中，该设备借还管理方法还包括全过程数据监测步骤，该数据监测步骤包括：

(1)通过实验设备中的电源模块对数据监控模块进行通电，开始记录实验设备的全生命周期数据，全生命周期数据分为初始生命周期数据和最终生命周期数据，初始生命周期数据即数据监控模块第一次通电的设备数据，最终生命周期数据即实验设备报废的数据；

(2)自实验设备第一次被置于主设备柜或从设备柜的箱体内部，后台管理系统开始监测所述实验设备借出前的轨迹数据，这里的借出前的轨迹数据指的是实验设备所在箱体内的位置，例如，从图书馆(箱体所在位置)，A1(箱体号)箱体借出，归还时，借出的实验设备被归还在箱体内的位置，例如，归还到食堂(箱体所在位置)，A2(箱体号)箱体，因为借出设备的位置和归还设备的位置不同而形成的轨迹，这样的好处是，可以更好的将实验设备的实时状态呈现给用户；

(3)自实验设备借出后与归还前这一过程中，数据监控模块采集借用人员使用实验设备的实验记录数据，并且后台管理系统采集实验设备被借用人员借走后的轨迹；

(4)用户将实验设备归还后，后台管理系统监测所述实验设备归还后的轨迹数据，需要说明的是，这里的归还后的轨迹数据，指的是对于不能满足实验设备完整度检测模块406检测的实验设备，被实验设备管理专业人员取走后检修的轨迹数据，即将“设备正在进行检修”这一轨迹数据呈现给用户。

最后，该全过程数据监控方法能够为用户提供详细且有效的数据用于多方面的分析，提高了实验设备使用效率，实现了基于数据化的设备管理和使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种实验设备智能化借还管理系统，其特征在于，包括：管理员客户端，用户申请客户端，实验设备借还系统，后台管理系统，数据通信模块，以及与后台管理系统通信连接的多个实验设备；

所述管理员客户端用于供实验设备管理专业人员后台登录所述后台管理系统，对用户信息和实验设备进行管理，对实验设备信息进行录入，以及通过所述后台管理系统通过所述数据通信模块与所述实验设备借还系统建立通信连接，对实验设备借还规则进行管理；

所述用户申请客户端用于向所述后台管理系统发起实验设备出借申请或实验设备预约申请，以及通过所述后台管理系统查看实验设备信息、查看所述用户信息、修改所述用户信息；

所述后台管理系统包括私有化服务器、私有化短信模块以及能够与所述实验设备相连接的通信接口，所述后台管理系统能通过该接口实时监测并记录不同的实验设备对应实施的实验操作数据，每个实验设备均通过系统的软件平台接口上传实验行为数据，并通过所述实验设备将数据采集模块采集的实验操作数据发送至后台管理系统中的信息数据库中；

所述实验设备借还系统包括实验设备完整度检测模块，用于根据录入所述实验设备完整度检测模块的实验设备检测程序来检测实验设备的运行正常性；

所述实验设备借还系统还包括一个主设备柜和多个与所述主设备柜通信连接的从设备柜、借还模块、借还积分等级模块，所述主设备柜和所述多个从设备柜设有不同规格的多个设备箱，用于存放不同的实验设备，并且所述主设备柜和每个从设备柜设有扫码设备，用于识别并读取实验设备管理专业人员放入实验设备时或用户归还实验设备时的串号码上的实验设备信息，并将信息反馈至所述后台管理系统分析，将分析结果反馈至所述借还模块，由所述借还模块控制箱门的开启；

所述借还积分等级模块用于对用户的借还积分等级进行评定并将用户对应的借还积分等级反馈至所述后台管理系统中的信息数据库中的用户信息中；

所述借还模块依照借还积分等级对应不同的实验设备借还规则并且在该实验设备借还规则下与主设备柜适配，根据所述主设备柜获取的用户借还的实验设备信息更新后台管理系统中的信息数据库中的设备信息和用户信息；

所述实验设备借还系统还包括验证码生成模块，用于生成随机验证码并通过所述后台管理系统中的短信发送模块发送短信给用户用于取实验设备。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实验设备借还系统还包括提醒模块，用于提醒用户归还即将逾期的实验设备至设备柜，实验设备自归还前一定时间起，所述提醒模块每间隔固定时间通过发送电子邮件、用户申请客户端的系统通知进行提醒用户归还实验设备，以用户确认收到设备的归还提醒为停止发送标志。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主设备柜和每个从设备柜设有配备触摸屏的设备柜主机，用于供用户线下申请实验设备或线下预约实验设备以及归还实验设备使用，用于供实验设备管理专业人员放或取实验设备使用；所述每个箱体的内部均设有通电接口，并且所述通电接口的通电状态受所述设备完整度检测模块控制。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户信息包括用户姓名、学号、身份证编号、所属院系、邮箱号以及借还积分等级和与积分等级对应的积分分数。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实验设备信息包括实验设备串号码，所述实验设备串号码包括实验设备名称，实验设备实时状态；所述实验设备实时状态包括实验设备所处位置、预约状态、离柜时间以及入柜时间。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实验设备上均设置有数据监控模块，用于监测所述实验设备智能化借还管理系统内所有实验设备的全生命周期数据和采集实验数据；并且，所述数据监控模块配备有相应的电源模块供电。

7.一种使用如权利要求1至6中任一项所述的系统实施的实验设备智能化借还管理方法，其特征在于，所述管理方法包括借用实验设备步骤和归还实验设备步骤：

所述借用实验设备步骤包括：

(1)登录所述用户申请客户端或用户自行前往主设备柜所在位置使用设备柜主机进行操作；

(2)从“取已预约设备”、“预约借用申请”、“归还实验设备”、“管理员入口”4个不同的操作方式中选择正确的窗口；

(3)建立借还积分等级制度；

(4)通过实验设备完整度检测模块对实验设备的损坏程度进行检测，并配合借还积分等级模块共同对用户的借还积分等级进行相应的改变；

(5)用户的每一借还积分等级对应特定的实验设备借还规则；

(6)用户申请客户端或主设备柜向借还模块发出借用指令，所述借用指令包括用户信息和借用的实验设备信息；

(7)借还模块向后台管理系统发送所述用户信息用来获取该所述用户信息对应的所述借还积分等级，并且将获取到的借还积分等级与实验设备借还规则相对应，进而确定用户所能允许借用的实验设备数量和期限，并将借用的实验设备信息以及借用用户信息记录在管理系统中的信息数据库中；

(8)通过验证码生成器随机生成验证码，并通过后台管理系统中的短信模块进行发送给用户用于提取实验设备，并且信息数据库中建立验证码与借用的实验设备信息以及用户信息的映射关系，借用流程结束；

所述归还实验设备步骤包括：

(1)用户自行前往主设备柜或者从设备柜所在位置使用设备柜主机进行归还实验设备的流程；

(2)从“取已预约设备”、“预约借用申请”、“归还实验设备”、“管理员入口”四个不同的操作方式中选择“归还实验设备”；

(3)通过扫码枪识别归还实验设备上的串号码上的实验设备信息传送至后台管理系统，由后台管理系统对实验设备进行规格判断，为实验设备分配一个适合实验设备存放的箱体，并将打开该分配好的箱体指令传送给借还模块，由借还模块打开指定箱体，用户将归还的实验设备并放入箱体内，关闭箱门并锁定；

(4)对于能满足设备完整度检测程序的实验设备，由设备完整度检测模块根据设备完整度检测程序对实验设备的损坏程度进行检查，由借还积分等级模块扣除相应的分数并更新后台管理系统中信息数据库中的用户信息；对于不能满足设备完整度检测程序检测的实验设备，则由实验设备管理专业人员对实验设备进行检测，并进行损坏程度的判断，实验设备管理专业人员直接通过管理员客户端登录后台管理系统，对用户信息中的借还积分等级积分分数进行相应的操作；

(5)待检测步骤完成用户信息更新后，后台管理管理系统取消验证码与借用的实验设备信息以及用户信息的映射关系，恢复实验设备未被预约和借用的状态，整个归还流程结束。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述借还积分等级分为A级、B级、C级、D级、E级五个等级；并且不同的所述借还积分等级对应不同的实验设备借还规则。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括设备提醒模块用于提醒用户归还即将逾期的实验设备至设备柜，实验设备自归还前设定时间起提醒模块每间隔固定时间通过发送电子邮件、用户申请客户端的系统通知进行提醒用户归还实验设备，以用户确认收到设备的归还提醒为停止发送标志。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述管理方法还包括全过程数据监测步骤，所述数据监测步骤包括：

(1)数据监控模块通电，开始记录实验设备的全生命周期数据；

(2)自所述实验设备置于箱体内部，所述后台管理系统监测所述实验设备借出前的轨迹数据；

(3)自所述实验设备借出后与归还前这一过程中，所述数据监控模块采集借用人员使用实验设备的实验记录数据，并且所述后台管理系统采集所述实验设备被借用人员借走后的轨迹；

(4)所述实验设备归还后，所述后台管理系统监测所述实验设备归还后的轨迹数据。

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