基于一卡通技术的机房管理系统的设计与实现

　　1 引言 

　　随着近年来我国各类院校的快速发展，学校的规模越来越大，学生也越来越多，与之相适应的计算机实验机房的设备数量也迅速增加。由于使用计算机的课程的增加和计算机技术的发展，机房的管理也越来越复杂。同时由于计算机的普及和网络的迅猛发展，人们日常越来越离不开计算机，这就要求在校学生尽量掌握更多的计算机应用知识。为此计算机机房需要每天开放很长的时间，甚至全天开放，以满足学生上机实践的需求。 

　　本文提出的基于一卡通技术的机房管理系统是一套完善的面向计算机公共服务的综合管理系统，该系统不仅能够很好地解决本校机房管理的问题，而且还可以满足校园一卡通的需要；该系统具有较好的开放性和可伸展性，可以建立二级到多级服务器模式，实现跨校园、校区的统一管理机制；它由多个模块组成，每个模块既可以单独运行，也可以通过校园网或Internet网协作运行。 

　　2 机房管理系统的系统结构 

　　2．1 系统基本组成结构 

　　根据各个部分在整个机房网络系统中的运行位置和使用环境，大致可以分成六部分，如图1所示。 

　　用户管理服务端是整个机房管理系统的中心，该部分用来存放校园内全体师生的信息；机房管理服务端可管理若干个机房及其所属设备，完成学生的上下机管理；远程管理端是各部分服
务端的客户端，完成设备管理、用户管理、上、下机管理和网络监控等功能；用户查询端是用户或管理员使用Web浏览器，根据不同的权限可以查询个人或系统的上机、交费、收费情况，并可以生成报表打印；刷卡端是当学生刷卡后，将卡中的信息传送到“机房管理服务端”申请上、下机，并完成学生的上、下机；客户端安装于用户使用的计算机上，与管理端配合实现对用户上机的管理，包括用户上机的强制登录，响应监控等。 

　　2．2 系统模块结构 

　　系统模块结构如图2所示。 

　　一卡通机房管理系统 

　　用户管理部分 机房管理部分
　　用户数据库cs服务ll用户数据库Bs服务I
　　用户交费i 
　　机房管理服务 
　　PC机客户端监控
　　用户远程管理
　　刷卡日志、旨理 

　　3 机房管理系统的设计与实现 

　　由于该机房管理系统主要由用户管理部分和机房管理部分组成，本文按照这两个部分进行描述。 

　　3．1 用户管理部分功能设计 

　　该部分包括用户数据库C／S服务、用户数据库B／S、用户交费三个模块。 

　　(1)用户数据库C／S服务模块。用来保存并管理全体师生信息的，这些数据能够通过网络被其他子系统访问使用，同时该模块也能接收网络中其他子系统的数据，并完成相应的数据库操作，如修改用户余额，所属部门，用户姓名等信息，并保存重要的修改操作记录，形成日志信息，这些日志信息可以允许用户通过WEB方式进行查询。 

　　(2)用户数据库B／S服务模块。管理员或用户通过网络利用Web浏览器查询用户数据库C／S服务模块中的日志文件，即可以查询和统计出单个学生的课内外上机、交费情况，某个班级的课内外上机、交费情况，某个管理员的收费情况并可生成报表打印等。由于该查询功能是面向所有用户的，对用户进行了不同的权限设置。 

　　(3)用户交费模块。它是“用户数据库cs服务模块”的客户端程序，管理员可以通过模块在远程管理端实现用户交费、退费等功能，并可以打印收据。 

　　3．2 机房管理部分功能设计 

　　(1)机房管理服务模块。它由用户管理、设备管理、上机安排管理、上下机管理几个子模块组成。用户管理模块是“用户数据库cs服务程序”的客户端，同时也可以作为服务端提供本地和远程访问。该模块在启动时连接用户数据库cs服务程序下载用户数据表和部门数据表，并在模块运行期间通过数据更新操作保持用户管理服务器与机房管理服务器中用户信息数据的一致性。同时该模块能将其保存的用户数据提供给本地的其他子系统使用。当与用户管理服务器相连的网络发生故障时，用户管理模块能自动保存更新的数据；在网络连接恢复正常时对用户管理服务器中的用户数据进行更新；在本系统设计中，将设备的组织分为三级结构，即机房组一机房一设备，设备管理模块主要通过设备数据库实现系统内设备的管理和维护， 即机房组管理、机房管理和设备管理；在本系统中，上机安排即指机房的上机计划，比如在2004年9月27日9：00一l1：30安排一场课内上机，上机内容为C语言，上机的学生为0l级计算机应用(2)班，使用2#机房，即
100#一145#~上机；在这一天还安排了课外上机，时问是7：30—2l：30，使用l#机房，即l#一99#机上机；上机学生必须都是注过册的用户，当一名同学来到机房上机时，该学生只能根据自己的上机需要(课内还是课外)到合适的机房空闲的机位上机，即0l级计算机应用(2)班的同学到100#一145#机，而其他班同学只能到l#一99#机上机。上机安排管理模块即把这些形成电子计划表，从而实现自动查找安排上机的功能；当用户刷卡时，上、下机管理模块通过网络接受刷卡程序传送的卡号，然后到“机房管理服务端”的用户数据库中去寻找该卡号，确定该用户的身份(课内上机还是课外上机)。然后进行学生的上(安排机位)、下(扣费，收回机位)机管理。 

　　(2)用户远程管理端模块。它是“机房管理服务端模块”的网络客户端模块，一般安排在管理机上，该管理机与机房管理服务端相连(即与二级服务器相连)，管理员通过管理机对二级服务器上的用户数据库(然后再由二级服务器的用户管理模块对一级服务器的用户数据库进行更新)、设备数据库及上机安排数据库进行管理与维护。 

　　(3)刷卡模块。它是“机房管理服务端程序”的客户端模块。该模块与刷卡机相连接，当用户在刷卡机 上刷卡或通过键盘输入卡号后，本模块读入用户刷入的卡号(也兼容条形码、IC卡、射频卡等输入设备)，并传送到“机房管理服务端”，在用户数据库中查询该卡号相关的用户信息，包括剩余金额，用户姓名，部门，当用户的剩余金额大于上机最低金额值时，再根据服务器中的上机安排与设备情况，为该学生安排上机机位。如果是下卡刷机原理相同，只是在用户数据库中更新用户的信息(主要是剩余金额)，并且更新设备数据库信息(收回机位，修改设备状态)。同时这些信息通过网络传送给刷卡模块在刷卡端刷卡程序窗口中显现出来，可以让用户根据这样信息提示进行上、下机。 

　　(4)PC机客户端监控模块。本模块由登录、监控(客户端)二个子模块组成。用户在经过刷卡后到机房管理系统所分配的机位上机时，在用户启动计算机WINDOWS系统后，用户的机器上即显示登录界面，用户可以在登录界面选择输入用户名是输入卡号还是学号，然后在登录窗口中用户卡号(或学号)和密码，登录程序将该用户输入的用户名(或学号)和本机机位号交由管理机上机模块验证，只有在用户名、密码和机位号都准确无误后，管理机上机模块发出通过指令，当通过系统验证后系统就能使用该计算机了。监控模块(客户端)用来执行服务器端的监控程序发出的命令，如显示信息、锁定键盘鼠标、关闭计算机等。通过本模块的应该用程序，客户机将接受管理机发来的读取屏幕的命令，截取屏幕图像并上传服务器；显示服务器发来消息；执行管理发来的一些操作命令，如重新启动计算机、关闭计算机、锁定计算机的鼠标和键盘、解锁计算机的鼠标和键盘。 

　　4 结束语 

　　基于一卡通机房管理系统主要是针对教学用计算机房，以提高管理水平为目的，同时方便用户上机、提高计算机及网络利用率。在功能上实现了上下机自动完成、建立机房上机数据库、上机费用自动管理、数据安全、网络监控及管理。目前该系统已经通过江苏省科学技术厅的签定，并且获得苏州市科学技术进步三等奖。该系统已经开始了市场化运作，苏州大学、新疆大学、中国矿业大学、郑州大学等几十所兄弟院校正在使用，用户普遍反映机房管理水平显著提高，该系统具有非常广泛的应用前景。