科学仪器共享控制系统的设计

　　科学仪器包括专用于科学研究领域的实验室仪器仪表，用于生产现场的生产流程测控仪器仪表，以及用于环境监测、生态监测、军用战场监测的种种通用和专用仪器仪表川。

　　近年来，我国的科学仪器装备数量和水平有了较大的发展，但相当一部分科学仪器，特别是大型仪器重复购置，利用率不高，造成了资源的巨大浪费;与此同时，一些急需使用这些科学仪器的单位由于经费的原因无力购置，更无方便快捷的渠道获得使用，影响了相关研究的推进。

　　为此，国家“十一五”科学技术发展规划明确提出:建立“大型科学仪器设备共享平台”，实现全国大型科学仪器设备资源进行信息整合，形成全国性的 共享网络l’]。随后，国内的一些仪器协作共用网相继开通，如重庆大型科学仪器资源共享平台，浙江省大型科学仪器设备协作共用平台，山东省大型科学仪器设 备协作共用网等。这些共用网多数仅实现了可对外共享的设备基本信息网上发布和简单的预约，尚未在技术方面真正实现有效共享管理。本系统综合了现代科学管 理、计算机与通讯、自动化等技术，设计了科学仪器共享控制系统，通过信息共享和服务共享真正实现了科学仪器实物共享，为管理部门有效管理大型仪器提供技术 支撑，可以很好地实现科学仪器资源的共享管理与使用。

　　1 系统整体框架与流程设计

　　科学仪器共享控制系统是基于Intemet对科学仪器实时状态进行共享，融合了网络技术、自动控制技术、数据库技术等。系统由硬件系统和软件系 统两大部分组成，如图1所示。硬件部分的主体是“仪器控制器”，主要负责数据采集、数据传输、控制指令发送;软件部分负责用户与仪器基本信息管理、用户权 限管理、仪器状态发布、预定仪器、经费管理、统计分析等。

　　本系统的实现流程可以归纳为以下四个步骤:

　　第1步:用户登记。用户在使用仪器设备前，先到仪器管理部门办理开户射频卡并预交使用费，由管理员把用户的信息提交到后台管理系统，完成开户登记。

　　第2步:预定仪器。本系统是基于Intemet对仪器实时状态进行共享，因此当用户需要使用某个仪器设备时，在连人Intemet的任何一台计 算机上，使用合法身份登录系统，了解仪器的基本信息与使用方法，查询仪器的实时状态，并选用合适的时间预约使用仪器，同时后台系统验证预定仪器的状态、用 户的相关权限及用户可用经费等。

　　第3步:刷卡使用。当用户持着射频卡扫过仪器控制器时，控制器系统对用户卡与预定信息进行验证，当验证通过后将为用户连通科学仪器的工作电路， 并将相关的实时信息通过网络传输到后台数据库，至此用户将可以使用预定的仪器，并开始记时，该仪器在网上的状态将立即改变为正在使用。控制系统在为某用户 供电过程中，其它射频卡则不能刷卡使用该台仪器，只有在前一个用户结束使用后，控制系统连接该台仪器的状态为待机时才能接受下一个用户刷卡使用。