陸澤萍 謝伙生

（福州大學(xué)，福建福州，350116）

隨著國家大力推進(jìn)世界一流大學(xué)和高水平大學(xué)建設(shè)，各高校實驗室教學(xué)儀器、設(shè)備有了很大的改善，不管是數(shù)量和價值上都有很大的提升。儀器設(shè)備是高校教學(xué)、科研和對外服務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而實驗儀器設(shè)備是從事實驗教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)，更是保證實驗教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。就以福州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息安全與計算機技術(shù)國家級實驗教學(xué)中心為例，從2000年開始，學(xué)院每年采購的儀器設(shè)備臺套數(shù)總體呈逐年增長的趨勢，尤其在2007和2017年，對于實驗教學(xué)設(shè)備進(jìn)行了定期的大批量更新和升級，目前整個學(xué)院的儀器設(shè)備總數(shù)已達(dá)到7000多臺套，其中包括了中心教學(xué)實驗室儀器設(shè)備、各個科研實驗室的科研設(shè)備、日常辦公設(shè)備等等，所涉及的種類多、臺套數(shù)多以及各種教學(xué)、科研部門多。而實驗教學(xué)儀器設(shè)備作為高校設(shè)備管理最主要的對象，是高校實踐教學(xué)最重要的工具，實踐教學(xué)在高校教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用，通過實踐教學(xué)，不僅能使學(xué)生掌握實驗的基本技能，提高實驗操作能力，而且能使學(xué)生的理論與實踐結(jié)合得更加緊密，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高。所以科學(xué)地管理和利用實驗教學(xué)儀器設(shè)備，直接關(guān)系到實驗室設(shè)備的利用效率、運行水平、教學(xué)質(zhì)量、科研能力和社會服務(wù)工作的開展。

隨著設(shè)備數(shù)量增大，使用年限越來越久，在使用過程中經(jīng)過設(shè)備搬遷、退休未處理等情況，常常出現(xiàn)設(shè)備存放地等信息變動卻未能及時記錄變更，導(dǎo)致儀器設(shè)備賬實不符現(xiàn)象，為了解決手工記賬帶來的字跡不清、設(shè)備變動未及時更新記錄以及手工隨意更改記錄等情況導(dǎo)致的設(shè)備賬實不符問題，大多數(shù)高校均采用了信息化的設(shè)備管理手段，基于Web的高校儀器設(shè)備管理系統(tǒng)在各高校普及。但是，由于儀器設(shè)備數(shù)量多、涉及的部門多，尤其是小型可移動設(shè)備移動性強，必然導(dǎo)致設(shè)備分布上比較分散，在設(shè)備清點、設(shè)備報廢、設(shè)備信息維護時，都不可避免的出現(xiàn)設(shè)備現(xiàn)場清點記錄和Web管理端操作之間頻繁切換，在設(shè)備信息發(fā)生更改時，PC端的設(shè)備管理無法實現(xiàn)設(shè)備信息的實時更新，同時，在現(xiàn)場記錄通過Web端記錄到系統(tǒng)的過程中，還容易出現(xiàn)信息的遺漏或錯誤，會造成設(shè)備信息賬實不符而遺失設(shè)備。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，手機已經(jīng)成為人們的生活標(biāo)配，許多高校采用了基于手機APP的高校儀器設(shè)備管理系統(tǒng)，通過手機這種移動智能設(shè)備，使得我們可以隨時隨地對儀器設(shè)備進(jìn)行管理，保證設(shè)備信息的實時更新，避免了設(shè)備賬目信息在現(xiàn)場手工記錄往系統(tǒng)遷移過程中出現(xiàn)錯漏。

但是手機App無法同時兼容所有手機平臺，目前主流的手機操作系統(tǒng)有Android和ios兩種，同時開發(fā)兩種App的成本比較高，開發(fā)難度大，在實際應(yīng)用中往往無法同時兼顧到所有手機平臺。而微信的出現(xiàn)帶來了新的思路，微信提供的微信小程序以一種新類型的應(yīng)用形態(tài)，實現(xiàn)了“無需安裝、觸手可得”，借助微信小程序進(jìn)行設(shè)備管理不用考慮手機平臺兼容性，只要安裝了微信的手機均可使用；通過微信小程序和二維碼，實現(xiàn)對儀器設(shè)備隨時隨地管理，既保證設(shè)備信息更新的實時性以及業(yè)務(wù)辦理的高效準(zhǔn)確，同時降低了開發(fā)成本。因此，本文提出了結(jié)合微信小程序進(jìn)行設(shè)備管理的方法，基于微信公眾平臺開發(fā)一套設(shè)備管理小程序，輔助PC Web管理進(jìn)行設(shè)備管理，提供了設(shè)備管理的各項業(yè)務(wù)功能，既能實現(xiàn)設(shè)備信息的實時更新維護，又節(jié)省了開發(fā)成本。

一、微信小程序和QR Code二維碼

（一）微信小程序

移動互聯(lián)網(wǎng)使得用戶獲取信息和服務(wù)的方式已經(jīng)從傳統(tǒng)PC轉(zhuǎn)移到了移動化客戶端和第三方平臺的二次開發(fā)，手機等移動互聯(lián)設(shè)備趨于智能化，微信也由此應(yīng)運而生。對用戶而言，微信已經(jīng)不僅僅是一個工具，而是逐漸成為人們的一種工作生活方式，大多數(shù)人都已經(jīng)將微信作為與他人溝通交流的一個主要的媒介。而微信小程序是基于微信運用之上的又一個程序，作為一種新類型的應(yīng)用形態(tài)，微信小程序無需下載安裝，用戶不用關(guān)心是否安裝太多應(yīng)用的問題，應(yīng)用將無處不在，隨時可用，用完即走。微信小程序作為輕應(yīng)用中最為成功的代表，代表了今后移動互聯(lián)網(wǎng)和手機應(yīng)用的發(fā)展方向，也奠定了未來移動互聯(lián)網(wǎng)和手機APP的主要發(fā)展形式。從PC 時代到移動互聯(lián)網(wǎng)時代，從Web網(wǎng)站到當(dāng)下最核心的移動 APP，從微生態(tài)下的訂閱號、服務(wù)號、企業(yè)號等，小程序摒棄了以往互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的繁瑣程序，開啟了由繁至簡的過程，讓用戶有了快捷，全新的輕應(yīng)用體驗，成功地構(gòu)建了一個全新的互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)圈，為固守下半場的互聯(lián)網(wǎng)另辟新途。

相比來說，手機APP的優(yōu)點是功能全面、完善。缺點是占用空間大，安裝了太多的APP會造成手機的后期卡頓，開發(fā)需要考慮各個手機操作系統(tǒng)的差異性，開發(fā)成本高。而微信小程序則完全彌補了APP的缺點，不需要考慮平臺兼容性，它不占空間、用完即走、觸手可得，可以以最節(jié)約成本的方式達(dá)到各種手機平臺的兼容使用，開發(fā)成本大大降低。微信小程序是一種全新的方式，能夠更好地在用戶和服務(wù)中建立連接，并且可以在微信中便捷地獲取和傳播，具有不錯的使用體驗。雖然微信小程序無法像APP那樣展示完整的功能或者無法獲得完美的體驗，但是，對于本文提到的輔助設(shè)備管理來說，已經(jīng)是足夠的了。

表1 手機APP和微信小程序?qū)φ毡?/p>

（二） QR Code 二維碼

目前高校儀器設(shè)備管理中多使用的是一維條碼，一維條碼因為只能在一個方向上攜帶信息， 包含的信息量有限。二維碼是一種可以在橫向和縱向兩個方向上攜帶信息的條碼， 所以二維條碼的信息容量比一維條碼更大。二維碼是用特定的幾何圖形按規(guī)律在平面分布的黑白相間的圖像來記錄信息的條碼，并在圖像被識讀后利用特定圖形與二進(jìn)制的對應(yīng)規(guī)則實現(xiàn)數(shù)據(jù)符號的自動識別處理。從編碼原理進(jìn)行分類，可將二維條碼分成兩大類：行排式和矩陣式。在行排式二維條碼中，具有代表性的是Code49條碼和PDF417條碼等。在矩陣式二維條碼中，具有代表性的是 Maxi Code，Data Matrix 和 QR Code等，其中在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最為成功和廣泛的是QR Code（快速響應(yīng)矩陣碼，Quick Response code）。目前微信公眾平臺多采用QR Code二維碼，因此本文的設(shè)備管理小程序也采用了QR Code二維碼標(biāo)簽來標(biāo)識設(shè)備。

QR Code是1994年由日本研制出來的矩陣式二維條碼中的一種，具有高速識讀、全方位識讀、可有效表示漢字、高數(shù)據(jù)容量等優(yōu)點。QR二維條碼符號是一個正方形陣列，其內(nèi)部包括若干個正方形模塊。其符號由兩部分構(gòu)成：編碼格式區(qū)域和功能圖形區(qū)域，如圖1所示。

圖1 QR Code二維碼結(jié)構(gòu)圖

二、系統(tǒng)架構(gòu)分析與設(shè)計

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

本文的設(shè)備管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示，在原有的依賴PC Web端設(shè)備管理的基礎(chǔ)上，加上了利用微信小程序管理的部分。由于高校儀器設(shè)備涉及到教學(xué)實驗室、科研實驗室、日常辦公等各個部門、各個種類的設(shè)備，因此在用戶權(quán)限上就涉及到不同種類的用戶權(quán)限，主要包括學(xué)校設(shè)備管理部門管理人員、各學(xué)院機關(guān)單位指定設(shè)備管理員、各科研機構(gòu)設(shè)備管理員以及普通設(shè)備領(lǐng)用人。學(xué)校設(shè)備管理部門設(shè)備管理人員負(fù)責(zé)統(tǒng)籌全校的設(shè)備管理，包括各項設(shè)備管理業(yè)務(wù)的管理人員，各學(xué)院機關(guān)單位指定設(shè)備管理員則是負(fù)責(zé)對本單位設(shè)備進(jìn)行管理，除了管理本人領(lǐng)用的儀器設(shè)備，還能管理本單位所有教職工所領(lǐng)用的設(shè)備，再者就是普通設(shè)備領(lǐng)用人，僅管理本人領(lǐng)用的儀器設(shè)備。儀器設(shè)備領(lǐng)用人員通過PC訪問服務(wù)器進(jìn)行設(shè)備建賬入庫，錄入設(shè)備名稱、資產(chǎn)分類、規(guī)格型號、生產(chǎn)廠家、使用狀態(tài)等信息，經(jīng)過各節(jié)點的設(shè)備管理員審批后，在數(shù)據(jù)庫中生成數(shù)據(jù)信息表，同時生成唯一的二維碼用于標(biāo)識設(shè)備并粘貼于設(shè)備上，設(shè)備領(lǐng)用人員或設(shè)備管理員可以通過智能手機對二維碼進(jìn)行掃碼識別，通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器并獲取到該設(shè)備的相關(guān)信息，并對儀器設(shè)備的信息進(jìn)行更新維護。同時，結(jié)合智能手機的掃碼功能進(jìn)行儀器設(shè)備相關(guān)業(yè)務(wù)的管理，包括業(yè)務(wù)流程查看、業(yè)務(wù)審批、業(yè)務(wù)信息修改等等。系統(tǒng)架構(gòu)包括二維碼的生成和二維碼的識別與應(yīng)用模塊。二維碼的生成模塊主要應(yīng)用于儀器設(shè)備入庫建賬時，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)編碼、二維碼的生成和加密功能。二維碼的識別與應(yīng)用模塊則是服務(wù)于儀器設(shè)備使用者和管理者，實現(xiàn)二維碼的識別、解密和數(shù)據(jù)查詢、更新修改等功能。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

（二）功能設(shè)計分析

儀器設(shè)備管理系統(tǒng)主要對儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理，從儀器設(shè)備購置建賬、使用、報廢等流程進(jìn)行功能分析設(shè)計。本文微信小程序設(shè)計目的在于輔助現(xiàn)有的PC Web端設(shè)備管理程序，使得儀器設(shè)備管理人員在對設(shè)備進(jìn)行清點、信息更新維護、設(shè)備報廢等設(shè)備管理業(yè)務(wù)中，更加便捷高效。既然是輔助PC Web端的管理系統(tǒng)使用，那么在用戶權(quán)限的設(shè)置上跟現(xiàn)有的PC Web端程序的用戶權(quán)限設(shè)置保持一致。用戶使用已有的PC Web管理端賬號信息，在微信小程序上進(jìn)行微信號與設(shè)備管理系統(tǒng)賬號的綁定，即可通過微信號直接登錄微信小程序進(jìn)行本人權(quán)限范圍內(nèi)的設(shè)備管理。如圖3為綁定了學(xué)院管理員賬戶的用戶登錄小程序的首頁，界面向教職工展示了其所領(lǐng)用的設(shè)備資產(chǎn)情況以及與之相關(guān)的設(shè)備管理業(yè)務(wù)情況的一個概覽。

為了達(dá)到輔助PC Web端設(shè)備管理，提高儀器設(shè)備信息更新實時性，使得設(shè)備管理更加便捷高效，小程序主要設(shè)計了設(shè)備信息概覽和維護、設(shè)備清點以及設(shè)備報廢等設(shè)備管理功能。

圖3 微信小程序首頁

1.設(shè)備清點

如圖4（a）所示為依賴PC上Web管理端進(jìn)行儀器設(shè)備管理的流程，儀器設(shè)備管理人員在進(jìn)行設(shè)備清點時，首先要在PC上通過Web登錄設(shè)備管理系統(tǒng)，導(dǎo)出待清點的設(shè)備清單并打印出來，對照設(shè)備清單逐臺核實設(shè)備的存放地、使用者等信息，并在清單中手工記錄設(shè)備清點結(jié)果以及需要更新的設(shè)備存放地等信息，然后返回PC上登錄系統(tǒng)，將清單中記錄的清點結(jié)果以及更新信息逐條的記錄到系統(tǒng)上，此時，如果信息同步后發(fā)現(xiàn)還有設(shè)備未清點，需要重新針對未清點的設(shè)備，重復(fù)上述過程。隨著儀器設(shè)備投入的增加，儀器設(shè)備的數(shù)量也急劇增加，使得設(shè)備清點工作量越來越大。在清點工作量如此大的情況下，很有可能造成在經(jīng)過清點、手動備注、系統(tǒng)備注的各個環(huán)節(jié)中信息遺漏或錯誤。而如圖4（b）則是在本文微信小程序輔助下，設(shè)備管理人員的設(shè)備清點流程，僅需要通過微信小程序登錄管理系統(tǒng)，掃描各個設(shè)備的二維碼，從服務(wù)器獲取該設(shè)備的信息，如圖5為設(shè)備管理人員掃描設(shè)備二維碼后進(jìn)入的界面，設(shè)備管理人員可以在微信小程序上實時錄入該設(shè)備的清點結(jié)果并進(jìn)行存放地的更新，簡化了設(shè)備清點流程，同時避免了設(shè)備管理人員在管理系統(tǒng)記錄更新和線下核對之間頻繁切換。

圖4 （a）依賴Web設(shè)備管理的設(shè)備清點（b）依賴微信小程序的設(shè)備清點

2.設(shè)備報廢

同樣的，在設(shè)備報廢業(yè)務(wù)中，如圖6（a）所示，當(dāng)設(shè)備保管者需要對設(shè)備申請報廢時，先通過手工核對的方式，記錄需要報廢的設(shè)備信息，然后通過PC登錄設(shè)備管理系統(tǒng)，根據(jù)記錄的設(shè)備信息逐臺搜索待報廢設(shè)備，并添加到報廢業(yè)務(wù)中，若待報廢設(shè)備有遺漏或者記錄的設(shè)備信息不完整，還需要在返回線下去重新記錄設(shè)備信息，再返回PC登錄系統(tǒng)繼續(xù)添加待報廢設(shè)備，直到設(shè)備添加完成后，補充報廢信息并提交報廢申請。如圖6（b）為依賴微信小程序進(jìn)行設(shè)備報廢時，設(shè)備保管者只需要登錄微信小程序，發(fā)起報廢申請，如圖5設(shè)備詳情頁面所示，通過手機掃描設(shè)備二維碼，可以選擇將設(shè)備添加到報廢業(yè)務(wù)中，待逐臺添加完成所有待報廢設(shè)備后，補充報廢信息并提交報廢申請即可，線下核對和系統(tǒng)提交均可在微信小程序上完成，不需要在PC和設(shè)備之間頻繁切換，大大簡化了報廢業(yè)務(wù)辦理流程，提高業(yè)務(wù)效率。如圖7所示為掃描一個報廢業(yè)務(wù)的二維碼進(jìn)入的頁面，即該報給業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)詳情，該業(yè)務(wù)是一個已經(jīng)提交并進(jìn)入流程的報廢業(yè)務(wù)，所以其所涉及的設(shè)備無法刪除，用戶僅能通過業(yè)務(wù)詳情看到該業(yè)務(wù)的詳細(xì)流程情況。

圖5 設(shè)備詳情頁面

圖6 （a）依賴Web設(shè)備管理的設(shè)備報廢（b）依賴微信小程序的設(shè)備報廢

3.設(shè)備信息更改（搬遷、領(lǐng)用人變更等）

隨著儀器設(shè)備數(shù)量的增加，為了增加設(shè)備的使用，設(shè)備會越來越分散，并且會時常出現(xiàn)設(shè)備在不同的使用者之間轉(zhuǎn)交以及搬遷等，就需要對設(shè)備的存放地、領(lǐng)用人進(jìn)行及時變更。以設(shè)備發(fā)生搬遷為例，在僅僅依賴PC端進(jìn)行設(shè)備管理時，如圖8（a）所示，當(dāng)設(shè)備的存放地發(fā)生變化時，設(shè)備保管者需要手工記錄設(shè)備的信息以及新的存放地信息等等，然后到PC上登錄管理界面，通過記錄的設(shè)備信息查找到對應(yīng)的設(shè)備并修改存放地信息，如果此時有多地不同設(shè)備需要信息更新，保管者就需要在設(shè)備存放地和PC之間來回記錄。而如圖8（b）所示，當(dāng)保管者面臨設(shè)備搬遷時，僅需要在設(shè)備新的所在地用微信小程序掃描設(shè)備二維碼查找到相應(yīng)設(shè)備，并實時記錄設(shè)備新的存放地信息即可，實現(xiàn)了保管者隨時隨地對設(shè)備信息進(jìn)行更新維護。

圖7 業(yè)務(wù)詳情頁面

（三）詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)

1. 微信二維碼的生成和解碼

在本文的設(shè)備管理微信小程序主要針對于建賬后對設(shè)備的管理，由于設(shè)備建賬過程需要輸入詳細(xì)的設(shè)備信息，涉及到較多的信息編輯，在PC上進(jìn)行操作比手機更方便，因此，我們的微信小程序暫時不考慮二維碼的生成，而這部分功能主要在Web管理端實現(xiàn)。二維碼的生成離不開相應(yīng)的算法或者二維碼插件，本文的web管理端通過調(diào)用JavaScript提供的qrcode.js插件來生成。通過調(diào)用QRCode()構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個二維碼，并通過makeCode()接口將設(shè)備信息加入到所創(chuàng)建的二維碼生成最終的帶設(shè)備信息的二維碼。用于生成二維碼的設(shè)備信息包括：設(shè)備名稱、設(shè)備資產(chǎn)編號、設(shè)備經(jīng)費信息、設(shè)備型號規(guī)格基本信息等等。

圖8 （a）依賴Web設(shè)備管理的設(shè)備信息更改 （b）依賴微信小程序的設(shè)備信息更改

生成二維碼后，可以通過調(diào)用QRCode提供的makeImage()接口來生成二維碼標(biāo)簽，將標(biāo)簽粘貼于設(shè)備上。通過手機上的微信小程序掃描并讀取二維碼。

2.微信小程序與數(shù)據(jù)庫交互

本文的微信小程序是在設(shè)備建賬完成并生成二維碼之后，通過微信小程序掃描并識別二維碼中的信息，通過二維碼讀取的信息，從設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫中讀取并顯示相應(yīng)設(shè)備賬目信息，提供設(shè)備管理相關(guān)的操作，設(shè)備管理人員通過微信小程序提供的功能進(jìn)行設(shè)備信息更新或設(shè)備管理相關(guān)業(yè)務(wù)辦理，由微信小程序訪問數(shù)據(jù)庫將更新后的設(shè)備信息同步到數(shù)據(jù)庫中。

設(shè)備管理系統(tǒng)服務(wù)端提供對設(shè)備數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增刪改查的接口、請求參數(shù)以及請求方式等訪問參數(shù)規(guī)范，微信小程序端通過帶有規(guī)定參數(shù)的URL去請求服務(wù)器端程序，服務(wù)端程序再從數(shù)據(jù)庫去取數(shù)據(jù)，返回到接口，接口再返回到微信小程序，以此實現(xiàn)微信小程序與數(shù)據(jù)庫的交互。

三、結(jié)論

本文設(shè)計的設(shè)備管理微信小程序用于輔助Web端設(shè)備管理系統(tǒng)使用，在當(dāng)前高校儀器設(shè)備數(shù)量越來越多的狀況下，能夠提高設(shè)備管理的效率，保證設(shè)備信息更新的實時性。以Web端建賬生成的二維碼標(biāo)簽為媒介，借助借助于微信小程序掃碼，輔助Web端進(jìn)行設(shè)備清點、設(shè)備報廢、設(shè)備信息維護等管理，解決了僅僅依賴Web端管理設(shè)備管理效率低、無法保證設(shè)備信息實時更新等問題，同時借助微信公眾平臺提供的微信小程序，實現(xiàn)一次開發(fā)兼容所有手機平臺，降低了移動端設(shè)備管理系統(tǒng)開發(fā)的成本以及用戶手機的負(fù)載。