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基于HOLTEK单片机的实验室设备管理系统
2024年6月13日发(作者：官颂)
一、摘要
现有的大学实验室设备使用管理系统（设备使用记录、设备维修记录、
设备借用记录、实验开设记录）是单一的纸质化管理，即学生老师需要填
写诸如《实验设备使用登记表》、《实验设备使用情况表》等一系列繁琐
复杂的表格，而且实验室电源供电通常是统一供电给电，既手续复杂浪费
时间又不能做到资源的合理利用。为了解决这一问题，本文中设计了一款
低成本、高性能的实验设备使用管理系统。该系统包括用户端和管理服务
器端。用户端主要由HOLTEK单片机模块、RFID射频识别模块、LCD模块、
矩阵键盘模块、无限发送模块、继电器试验台电源模块组成，可以实现对
学生登录信息与求助信息的控制与发送；服务器端由服务器管理端主要由
无限接收模块、PC机管理系统构成，可以实现对学生实验记录信息智能化
管理。老师可通过学生的在实验台的一卡通扫描结果，电子登记学生记录，
并且给电。这样较大程度地为学生使用和老师管理实验室提供便利，有效
提高实验室管理质量以及效率。
本作品图文声并茂，易识别，可实现无线智能化实验室设备管理。
二、作品介绍
1、创作动机
随着中国现代化教育的进展和经济的快速发展，实验室在学校越来
越普及。要理解和运用课堂上的知识，就少不了在实验室的验证和探索。
实验室的地位越来越高，实验室的功能也越来越齐全。
然而，伴随而来的实验室纸质化管理问题变得日益严重：
首先，学生在使用实验室时，老师为登记使用者记录，学生不得不填
写诸如《实验设备使用登记表》等纸质表格，并且在使用完之后还要填写
《实验室使用情况记录》等表格。手续复杂，浪费纸张。
其次，实验室的供电系统通常都是一体化的，这种情况下，假若只有
少数几组学生来做实验，必将造成实验室电力，人力资源的浪费。
2
、创作目的
基于以上使用纸质化管理实验室情况以及引起的各种问题和不便，本
项目致力于设计出一种实验室智能化管理系统。当学生来到实验室要使用
实验台时,只需用一卡通在射频接收机上刷卡,在另一个房间的老师即能通
过无线接收实验台使用信息,并且决定是否给予电力。这样即能方便读取学
-1-
生信息,又能便于老师远程管理。
三、工作原理
本作品由用户端和服务器管理端构成，而用户端主要由HOLTEK单
片机模块、RFID射频识别模块、LCD模块、矩阵键盘模块、无限发送
模块、继电器实验台电源模块。服务器端主要由无限接收模块、PC机
管理系统构成。当学生进入实验室准备实验时，只要将自己所配有的
卡在射频刷卡模块上刷一下，学生的唯一确定数据如学号就通过串口
发送给单片机，单片机经过处理后再通过无线识别模块发送给PC机上
位端，当上位机接收到数据时，通过将所接收到的数据编码和预先存
在数据库中的学生的信息主关键字进行比较，调出学生所有信息在PC
机界面上，从而达到对学生进行签到的目的。PC机可以通过无线模块
发送一个应答信息给单片机，单片机通过控制继电器判断是否给对应
实验台供电。
当学生在实验过程中遇到问题时,可以通过键盘模块上的故障求
助按键进行操作.单片机会处理此信息并通过无线模块给PC端发送次
信息.此时PC机管理端将会有相应提示,管理者可以选择是否应答此
信息和是否对此求助给出相应的解决.
实验结束后学生再次刷卡，学生的唯一确定数据如学号又通过串
口发送给单片机，单片机经过处理后再通过无线识别模块发送给PC机
上位端，通过查找到对应学生实验记录信息，并将其录入一个表中，
从而达到自动填写实验记录目的，同时PC机也返回一个信息给单片
机，让单片机控制控制继电器关闭实验台电源。
四、作品功能、特色、市场竞争力
1．产品功能
本作品综合利用无线数据通信技术和单片机控制技术，为学校实验室提供
一种可以方便管理的系统，其具体功能如下：
1） 可以通过学生都有的一卡通进行刷卡识别，进行实验登记。
2） 如果没带一卡通，可由矩阵键盘输入信息而进行实验。
3） 老师可以通过电脑端进行设备的管理。
4） 学生可通过按键进行“故障”或“求助”呼叫，方便师生交流。
-2-
2024年6月13日发(作者：官颂)
一、摘要
现有的大学实验室设备使用管理系统（设备使用记录、设备维修记录、
设备借用记录、实验开设记录）是单一的纸质化管理，即学生老师需要填
写诸如《实验设备使用登记表》、《实验设备使用情况表》等一系列繁琐
复杂的表格，而且实验室电源供电通常是统一供电给电，既手续复杂浪费
时间又不能做到资源的合理利用。为了解决这一问题，本文中设计了一款
低成本、高性能的实验设备使用管理系统。该系统包括用户端和管理服务
器端。用户端主要由HOLTEK单片机模块、RFID射频识别模块、LCD模块、
矩阵键盘模块、无限发送模块、继电器试验台电源模块组成，可以实现对
学生登录信息与求助信息的控制与发送；服务器端由服务器管理端主要由
无限接收模块、PC机管理系统构成，可以实现对学生实验记录信息智能化
管理。老师可通过学生的在实验台的一卡通扫描结果，电子登记学生记录，
并且给电。这样较大程度地为学生使用和老师管理实验室提供便利，有效
提高实验室管理质量以及效率。
本作品图文声并茂，易识别，可实现无线智能化实验室设备管理。
二、作品介绍
1、创作动机
随着中国现代化教育的进展和经济的快速发展，实验室在学校越来
越普及。要理解和运用课堂上的知识，就少不了在实验室的验证和探索。
实验室的地位越来越高，实验室的功能也越来越齐全。
然而，伴随而来的实验室纸质化管理问题变得日益严重：
首先，学生在使用实验室时，老师为登记使用者记录，学生不得不填
写诸如《实验设备使用登记表》等纸质表格，并且在使用完之后还要填写
《实验室使用情况记录》等表格。手续复杂，浪费纸张。
其次，实验室的供电系统通常都是一体化的，这种情况下，假若只有
少数几组学生来做实验，必将造成实验室电力，人力资源的浪费。
2
、创作目的
基于以上使用纸质化管理实验室情况以及引起的各种问题和不便，本
项目致力于设计出一种实验室智能化管理系统。当学生来到实验室要使用
实验台时,只需用一卡通在射频接收机上刷卡,在另一个房间的老师即能通
过无线接收实验台使用信息,并且决定是否给予电力。这样即能方便读取学
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生信息,又能便于老师远程管理。
三、工作原理
本作品由用户端和服务器管理端构成，而用户端主要由HOLTEK单
片机模块、RFID射频识别模块、LCD模块、矩阵键盘模块、无限发送
模块、继电器实验台电源模块。服务器端主要由无限接收模块、PC机
管理系统构成。当学生进入实验室准备实验时，只要将自己所配有的
卡在射频刷卡模块上刷一下，学生的唯一确定数据如学号就通过串口
发送给单片机，单片机经过处理后再通过无线识别模块发送给PC机上
位端，当上位机接收到数据时，通过将所接收到的数据编码和预先存
在数据库中的学生的信息主关键字进行比较，调出学生所有信息在PC
机界面上，从而达到对学生进行签到的目的。PC机可以通过无线模块
发送一个应答信息给单片机，单片机通过控制继电器判断是否给对应
实验台供电。
当学生在实验过程中遇到问题时,可以通过键盘模块上的故障求
助按键进行操作.单片机会处理此信息并通过无线模块给PC端发送次
信息.此时PC机管理端将会有相应提示,管理者可以选择是否应答此
信息和是否对此求助给出相应的解决.
实验结束后学生再次刷卡，学生的唯一确定数据如学号又通过串
口发送给单片机，单片机经过处理后再通过无线识别模块发送给PC机
上位端，通过查找到对应学生实验记录信息，并将其录入一个表中，
从而达到自动填写实验记录目的，同时PC机也返回一个信息给单片
机，让单片机控制控制继电器关闭实验台电源。
四、作品功能、特色、市场竞争力
1．产品功能
本作品综合利用无线数据通信技术和单片机控制技术，为学校实验室提供
一种可以方便管理的系统，其具体功能如下：
1） 可以通过学生都有的一卡通进行刷卡识别，进行实验登记。
2） 如果没带一卡通，可由矩阵键盘输入信息而进行实验。
3） 老师可以通过电脑端进行设备的管理。
4） 学生可通过按键进行“故障”或“求助”呼叫，方便师生交流。
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