結合二維碼和微信小程序的高校儀器設備管理方法

陸澤萍 謝伙生

（福州大學，福建福州，350116）

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

隨著設備數(shù)量增大，使用年限越來越久，在使用過程中經(jīng)過設備搬遷、退休未處理等情況，常常出現(xiàn)設備存放地等信息變動卻未能及時記錄變更，導致儀器設備賬實不符現(xiàn)象，為了解決手工記賬帶來的字跡不清、設備變動未及時更新記錄以及手工隨意更改記錄等情況導致的設備賬實不符問題，大多數(shù)高校均采用了信息化的設備管理手段，基于Web的高校儀器設備管理系統(tǒng)在各高校普及。但是，由于儀器設備數(shù)量多、涉及的部門多，尤其是小型可移動設備移動性強，必然導致設備分布上比較分散，在設備清點、設備報廢、設備信息維護時，都不可避免的出現(xiàn)設備現(xiàn)場清點記錄和Web管理端操作之間頻繁切換，在設備信息發(fā)生更改時，PC端的設備管理無法實現(xiàn)設備信息的實時更新，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，會造成設備信息賬實不符而遺失設備。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，手機已經(jīng)成為人們的生活標配，許多高校采用了基于手機APP的高校儀器設備管理系統(tǒng)，通過手機這種移動智能設備，使得我們可以隨時隨地對儀器設備進行管理，保證設備信息的實時更新，避免了設備賬目信息在現(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用形態(tài)，實現(xiàn)了“無需安裝、觸手可得”，借助微信小程序進行設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)對儀器設備隨時隨地管理，既保證設備信息更新的實時性以及業(yè)務辦理的高效準確，同時降低了開發(fā)成本。因此，本文提出了結合微信小程序進行設備管理的方法，基于微信公眾平臺開發(fā)一套設備管理小程序，輔助PC Web管理進行設備管理，提供了設備管理的各項業(yè)務功能，既能實現(xiàn)設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的方式已經(jīng)從傳統(tǒng)PC轉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)設備趨于智能化，微信也由此應運而生。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用形態(tài)，微信小程序無需下載安裝，用戶不用關心是否安裝太多應用的問題，應用將無處不在，隨時可用，用完即走。微信小程序作為輕應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)站到當下最核心的移動 APP，從微生態(tài)下的訂閱號、服務號、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，全新的輕應用體驗，成功地構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備管理來說，已經(jīng)是足夠的了。

表1 手機APP和微信小程序對照表

（二） QR Code 二維碼

目前高校儀器設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制的對應規(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)內應用最為成功和廣泛的是QR Code（快速響應矩陣碼，Quick Response code）。目前微信公眾平臺多采用QR Code二維碼，因此本文的設備管理小程序也采用了QR Code二維碼標簽來標識設備。

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，其內部包括若干個正方形模塊。其符號由兩部分構成：編碼格式區(qū)域和功能圖形區(qū)域，如圖1所示。

圖1 QR Code二維碼結構圖

二、系統(tǒng)架構分析與設計

（一）系統(tǒng)架構

本文的設備管理系統(tǒng)架構如圖2所示，在原有的依賴PC Web端設備管理的基礎上，加上了利用微信小程序管理的部分。由于高校儀器設備涉及到教學實驗室、科研實驗室、日常辦公等各個部門、各個種類的設備，因此在用戶權限上就涉及到不同種類的用戶權限，主要包括學校設備管理部門管理人員、各學院機關單位指定設備管理員、各科研機構設備管理員以及普通設備領用人。學校設備管理部門設備管理人員負責統(tǒng)籌全校的設備管理，包括各項設備管理業(yè)務的管理人員，各學院機關單位指定設備管理員則是負責對本單位設備進行管理，除了管理本人領用的儀器設備，還能管理本單位所有教職工所領用的設備，再者就是普通設備領用人，僅管理本人領用的儀器設備。儀器設備領用人員通過PC訪問服務器進行設備建賬入庫，錄入設備名稱、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識設備并粘貼于設備上，設備領用人員或設備管理員可以通過智能手機對二維碼進行掃碼識別，通過網(wǎng)絡訪問服務器并獲取到該設備的相關信息，并對儀器設備的信息進行更新維護。同時，結合智能手機的掃碼功能進行儀器設備相關業(yè)務的管理，包括業(yè)務流程查看、業(yè)務審批、業(yè)務信息修改等等。系統(tǒng)架構包括二維碼的生成和二維碼的識別與應用模塊。二維碼的生成模塊主要應用于儀器設備入庫建賬時，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)編碼、二維碼的生成和加密功能。二維碼的識別與應用模塊則是服務于儀器設備使用者和管理者，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)架構圖

（二）功能設計分析

儀器設備管理系統(tǒng)主要對儀器設備的數(shù)據(jù)進行信息化管理，從儀器設備購置建賬、使用、報廢等流程進行功能分析設計。本文微信小程序設計目的在于輔助現(xiàn)有的PC Web端設備管理程序，使得儀器設備管理人員在對設備進行清點、信息更新維護、設備報廢等設備管理業(yè)務中，更加便捷高效。既然是輔助PC Web端的管理系統(tǒng)使用，那么在用戶權限的設置上跟現(xiàn)有的PC Web端程序的用戶權限設置保持一致。用戶使用已有的PC Web管理端賬號信息，在微信小程序上進行微信號與設備管理系統(tǒng)賬號的綁定，即可通過微信號直接登錄微信小程序進行本人權限范圍內的設備管理。如圖3為綁定了學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用的設備資產(chǎn)情況以及與之相關的設備管理業(yè)務情況的一個概覽。

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

圖3 微信小程序首頁

1.設備清點

如圖4（a）所示為依賴PC上Web管理端進行儀器設備管理的流程，儀器設備管理人員在進行設備清點時，首先要在PC上通過Web登錄設備管理系統(tǒng)，導出待清點的設備清單并打印出來，對照設備清單逐臺核實設備的存放地、使用者等信息，并在清單中手工記錄設備清點結果以及需要更新的設備存放地等信息，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)還有設備未清點，需要重新針對未清點的設備，重復上述過程。隨著儀器設備投入的增加，儀器設備的數(shù)量也急劇增加，使得設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，設備管理人員的設備清點流程，僅需要通過微信小程序登錄管理系統(tǒng)，掃描各個設備的二維碼，從服務器獲取該設備的信息，如圖5為設備管理人員掃描設備二維碼后進入的界面，設備管理人員可以在微信小程序上實時錄入該設備的清點結果并進行存放地的更新，簡化了設備清點流程，同時避免了設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設備管理的設備清點（b）依賴微信小程序的設備清點

2.設備報廢

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

圖5 設備詳情頁面

圖6 （a）依賴Web設備管理的設備報廢（b）依賴微信小程序的設備報廢

3.設備信息更改（搬遷、領用人變更等）

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

圖7 業(yè)務詳情頁面

（三）詳細設計與實現(xiàn)

1. 微信二維碼的生成和解碼

在本文的設備管理微信小程序主要針對于建賬后對設備的管理，由于設備建賬過程需要輸入詳細的設備信息，涉及到較多的信息編輯，在PC上進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的算法或者二維碼插件，本文的web管理端通過調用JavaScript提供的qrcode.js插件來生成。通過調用QRCode()構造函數(shù)創(chuàng)建一個二維碼，并通過makeCode()接口將設備信息加入到所創(chuàng)建的二維碼生成最終的帶設備信息的二維碼。用于生成二維碼的設備信息包括：設備名稱、設備資產(chǎn)編號、設備經(jīng)費信息、設備型號規(guī)格基本信息等等。

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

生成二維碼后，可以通過調用QRCode提供的makeImage()接口來生成二維碼標簽，將標簽粘貼于設備上。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，從設備管理數(shù)據(jù)庫中讀取并顯示相應設備賬目信息，提供設備管理相關的操作，設備管理人員通過微信小程序提供的功能進行設備信息更新或設備管理相關業(yè)務辦理，由微信小程序訪問數(shù)據(jù)庫將更新后的設備信息同步到數(shù)據(jù)庫中。

設備管理系統(tǒng)服務端提供對設備數(shù)據(jù)庫進行增刪改查的接口、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去請求服務器端程序，服務端程序再從數(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、結論

本文設計的設備管理微信小程序用于輔助Web端設備管理系統(tǒng)使用，在當前高校儀器設備數(shù)量越來越多的狀況下，能夠提高設備管理的效率，保證設備信息更新的實時性。以Web端建賬生成的二維碼標簽為媒介，借助借助于微信小程序掃碼，輔助Web端進行設備清點、設備報廢、設備信息維護等管理，解決了僅僅依賴Web端管理設備管理效率低、無法保證設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，降低了移動端設備管理系統(tǒng)開發(fā)的成本以及用戶手機的負載。