智慧校園數(shù)據(jù)交互式報(bào)修平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃昇

(上海旅游高等專科學(xué)校 設(shè)備處, 上海 201418)

0 引言

近幾年，很多高校在信息化領(lǐng)域的建設(shè)已經(jīng)初見成果，但離建成“智慧校園”還有一定的距離。設(shè)備報(bào)修和技術(shù)支持服務(wù)仍舊是電話的方式為主。隨著校區(qū)新辦公樓的建成，學(xué)校也投入了大量的資金希望能進(jìn)一步建成“智慧校園”，原先的報(bào)修工作方式就顯現(xiàn)出其弊端：

(1) 學(xué)校電子設(shè)備(計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)的維護(hù)工作和技術(shù)支持都是由信息中心來承擔(dān)，其工作壓力和維護(hù)成本相當(dāng)大。

(2) 由于電話報(bào)修消息傳遞有滯后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，維護(hù)員剛回到辦公室才得知同幢辦公樓還有地方技術(shù)服務(wù)，來回奔波造成時(shí)間和人力上的浪費(fèi)。出現(xiàn)大批量報(bào)修電話式，如果維修人員記錄比較隨意，很容易出現(xiàn)遺忘，造成雙方不必要的誤會(huì)。

(3) 信息中心對(duì)年度的工作量無法做出準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

鑒于以上問題，急需研發(fā)一套能摒棄過去原始紙質(zhì)和電話報(bào)修的工作模式的網(wǎng)上報(bào)修系統(tǒng)。該系統(tǒng)前臺(tái)教職工能通過校園門戶網(wǎng)站進(jìn)行設(shè)備報(bào)修，后臺(tái)信息中心管理員能進(jìn)行用戶管理，對(duì)報(bào)修單進(jìn)行分派和進(jìn)度跟蹤、統(tǒng)計(jì)和各類報(bào)表生成打印等功能。

1 開發(fā)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)庫架構(gòu)探索

通過前期的細(xì)致的調(diào)研工作后，選擇使用SSH框架模型開發(fā)[1]，為軟件在較短時(shí)間內(nèi)按階段完成，同時(shí)這種框架開發(fā)更便于后期版本的更新和功能的擴(kuò)展。智慧校園數(shù)據(jù)交互式報(bào)修平臺(tái)采用B/S架構(gòu)體系研發(fā)，用戶只需通過Web端(瀏覽器)登陸平臺(tái)就可以發(fā)出報(bào)修和技術(shù)支持服務(wù)的請(qǐng)求，如圖1所示。

表示層：瀏覽器實(shí)現(xiàn)表示層的功能。解決各類常用瀏覽器的兼容性問題(IE、FireFox、360瀏覽器、Google瀏覽器等等)、設(shè)計(jì)頁面布局的合理性，易用性。

功能層：是指服務(wù)器(報(bào)修平臺(tái)的應(yīng)用程序)，用于處理功能業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)邏輯的部分，它由三部分組成；

(1) 業(yè)務(wù)處理邏輯，平臺(tái)所有的程序邏輯判斷和功能業(yè)務(wù)都在這里實(shí)現(xiàn)；

(2) 控制請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行身份的驗(yàn)證，根據(jù)用戶不同角色賦予相應(yīng)的權(quán)限，防止用戶URL地址訪問某些特定的資源；

圖1

(3) 數(shù)據(jù)庫操作層，出于對(duì)數(shù)據(jù)庫的安全考慮，將業(yè)務(wù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器物理分開，它們之間的交互由數(shù)據(jù)庫操作層完成。比如：與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器建立連接，數(shù)據(jù)庫的防護(hù)策略(如：非法數(shù)據(jù)查詢、SQL注入等)。

數(shù)據(jù)庫：是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的安全性、完整性和唯一性管理。

2 系統(tǒng)分析階段

2.1 在線報(bào)修平臺(tái)需求分析

信息化管理是為了提高服務(wù)水平和管理效率，但還是要保證被信息化重構(gòu)后的業(yè)務(wù)流程的規(guī)范性和準(zhǔn)確性[2-4]。所以，需要對(duì)線下工作流程進(jìn)行詳細(xì)分析，利用軟件工程的理念，將其整理成需求分析文檔。

通常情況下，教職工報(bào)修過程中所需的主要信息從保修平臺(tái)數(shù)據(jù)庫調(diào)取。教職工登錄在線報(bào)修平臺(tái)就能得到其名下的資產(chǎn)信息。那么，教職工只要填寫需要報(bào)修設(shè)備的資產(chǎn)編號(hào)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)加載設(shè)備的名稱、設(shè)備類型、報(bào)修人聯(lián)系電話等常規(guī)信息，然后報(bào)修人要做的只有填寫對(duì)設(shè)備故障情況的簡單描述、設(shè)備故障的截圖上傳和選擇預(yù)約合適維修時(shí)間即可。我們可以將上述報(bào)修業(yè)務(wù)流程歸納如下：

(1) 教職工報(bào)修平臺(tái)提交申請(qǐng)，完成必要信息的填寫；

(2) 信息中心管理員網(wǎng)上收到新報(bào)修申請(qǐng)的提示后進(jìn)行處理，將報(bào)修單推送給具體的維護(hù)人員。

(3) 維護(hù)員先和報(bào)修人聯(lián)系了解具體情況，決定是去現(xiàn)場(chǎng)排除故障還是通過網(wǎng)上遠(yuǎn)程解決。如果判斷設(shè)備需外送維修或是硬件故障，則通知報(bào)修人將設(shè)備送至設(shè)備處做下一步處理，最后維護(hù)員填寫報(bào)修工單處理意見和完成情況；

(4) 對(duì)外修或維修完成的工單返回至信息中心管理員進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì)；

具體業(yè)務(wù)流程圖如圖2所示。

圖2

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

上述業(yè)務(wù)流程分析本人通過充分的需求分析，現(xiàn)將在線報(bào)修平臺(tái)功能分為三個(gè)體系、一個(gè)輔助功能模塊。分別為：設(shè)備申報(bào)處理體系、管理員后臺(tái)管理體系、平臺(tái)查詢統(tǒng)計(jì)體系，另外考慮到多媒體教室教學(xué)設(shè)備報(bào)修實(shí)際情況，增加一個(gè)獨(dú)立填報(bào)的功能模塊。

設(shè)備申報(bào)處理體系：報(bào)修申請(qǐng)功能，報(bào)修工單審批功能，分配和處理功能(工單查詢，維護(hù)進(jìn)度監(jiān)看，外送修理設(shè)備進(jìn)度查詢等)；

管理員后臺(tái)管理體系：各職能部門設(shè)備管理員設(shè)置，用戶權(quán)限設(shè)置，推送消息內(nèi)容設(shè)置；

平臺(tái)查詢統(tǒng)計(jì)體系：報(bào)修工單查詢統(tǒng)計(jì)功能(各種條件查詢)，年度報(bào)表生成。

下面給出部分功能模塊的用例圖，如下圖3所示。

根據(jù)用例圖定義，校園報(bào)修平臺(tái)報(bào)修人的時(shí)序圖如圖4所示，信息中心管理員模塊時(shí)序圖如圖4所示。

圖4

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原則

一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方案將直接影響數(shù)據(jù)查詢的響應(yīng)速度和程序開發(fā)的效率[5]。首先，必須搞清楚所要開發(fā)的系統(tǒng)的性質(zhì)到底是“事務(wù)處理類型”(Transactional)還是“分析類型”(Analytical)。“事務(wù)處理類型”就是經(jīng)常要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRUD(Creating/Reading/Updating/Deleting)，而相對(duì)的“分析類型”的數(shù)據(jù)庫更注重?cái)?shù)據(jù)的分析，報(bào)表等功能，對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)“插入”和“更新”操作較少，從需求分析階段來看我們這個(gè)報(bào)修平臺(tái)更偏向于“事務(wù)處理類型”。

圖5

故數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循以下幾個(gè)原則[6-7]:

1) 一致性原則：已經(jīng)確定系統(tǒng)的性質(zhì)，“事務(wù)處理類型”的系統(tǒng)頻繁地增刪改查操作，如果出現(xiàn)并發(fā)現(xiàn)象，應(yīng)保證數(shù)據(jù)的前后一致性。

2) 安全性原則：數(shù)據(jù)庫的安全性有兩個(gè)方面：其一，是指保護(hù)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)泄露、丟失和非法更改。其二，是指數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否具備健壯性、容錯(cuò)性和可恢復(fù)能力。

3) 可擴(kuò)展性原則：考慮到平臺(tái)系統(tǒng)的升級(jí)和功能需求增加的情況，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)需要具備有良好的可擴(kuò)展性和適度的冗余能力。

基于以上原因，校園在線報(bào)修平臺(tái)不再單獨(dú)開發(fā)數(shù)據(jù)庫，除了平臺(tái)系統(tǒng)一些必要的本地?cái)?shù)據(jù)表意外，其他教職工個(gè)人信息以及固定資產(chǎn)信息統(tǒng)一通過已經(jīng)成熟的校園信息門戶的數(shù)據(jù)交換中心獲取(該交互中心提供標(biāo)準(zhǔn)API接口)，這樣不僅保證數(shù)據(jù)的一致性，也保證數(shù)據(jù)安全性。

2.4 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)

這里只羅列出兩個(gè)主要的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，其一，是報(bào)修申請(qǐng)表(repair)表用來存儲(chǔ)設(shè)備的報(bào)修信息，主要用來存儲(chǔ)報(bào)修人上傳的相關(guān)圖片、問題描述和預(yù)約時(shí)間，其余字段都是通過數(shù)據(jù)中心自動(dòng)獲取的，具體數(shù)據(jù)庫字段功能如表1所示。其二，是用戶表(user)用來存儲(chǔ)登陸用戶的信息，具體數(shù)據(jù)表字段如表2所示。

表1

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

報(bào)修平臺(tái)采用SSH(Struts+hibernate+spring)進(jìn)行研發(fā)，SSH是一種開源的Web應(yīng)用程序集成框架。

基于SSH框架開發(fā)報(bào)修平臺(tái)將分為表示層(瀏覽器)、邏輯業(yè)務(wù)層(功能層)、數(shù)據(jù)層(數(shù)據(jù)庫操作)和模塊層(擴(kuò)展功能)4個(gè)層次，這樣的層次結(jié)構(gòu)使得程序員進(jìn)行快速開發(fā)，整個(gè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)清晰、平臺(tái)功能可擴(kuò)展性好、后期維護(hù)方便等特點(diǎn)。SSH框架中Struts將作為報(bào)修平臺(tái)的架構(gòu)的底座支撐，負(fù)責(zé)將MVC(Model，View和Controller)業(yè)務(wù)流進(jìn)行分離，控制功能業(yè)務(wù)之間的跳轉(zhuǎn)。Hibernate對(duì)數(shù)據(jù)層提供支撐。Spring則只負(fù)責(zé)管理struts和hibernate。

表2

Struts還對(duì)Model，View和Controller提供了所對(duì)應(yīng)的控制器。ActionServlet控制器作為核心控制器首先接收來自前臺(tái)終端的請(qǐng)求，Action控制器根據(jù)ActionServlet收到的請(qǐng)求類型，再去調(diào)用Model的業(yè)務(wù)邏輯方法處理請(qǐng)求，并根據(jù)前臺(tái)參數(shù)將最終的處理結(jié)果返回給前臺(tái)JSP頁面顯示。

Model部分：由ActionForm和JavaBean組成，其中ActionForm用于將用戶的請(qǐng)求參數(shù)封裝成ActionForm對(duì)象，model文件夾與action文件夾內(nèi)的方法一一對(duì)應(yīng)，主要用于ActionForm中的方法接收前臺(tái)參數(shù)

View部分：瀏覽器頁面展示的.jsp頁面，以及js文件和css文件。Struts自帶常用的標(biāo)簽庫，研發(fā)可以調(diào)用標(biāo)簽庫的內(nèi)容，，減輕頁面因?yàn)槭褂肑S腳本的加載過程。同時(shí)，程序員也可以通過編寫自定義的標(biāo)簽，使頁面功能展現(xiàn)更加豐富。

Controller部分：由兩個(gè)控制器組成，它們分別負(fù)責(zé)系統(tǒng)核心轉(zhuǎn)發(fā)和業(yè)務(wù)邏輯處理：

(1) 系統(tǒng)核心控制器對(duì)應(yīng)就是ActionServlet控制器，它繼承的是HttpServlet類。

(2) 業(yè)務(wù)邏輯控制器對(duì)應(yīng)就是Action控制器，本身不處理請(qǐng)求，而是將獲取的參數(shù)傳遞給所調(diào)用Model的方法來完成處理。

Hibernate是一個(gè)開源的映射框架，該框架內(nèi)封裝了一個(gè)輕量級(jí)的JDBC，這樣方便程序員用面向?qū)ο蟮乃季S模式來操作數(shù)據(jù)庫。它一共有5個(gè)核心接口，分別為:Session、SessionFactory、Transaction、Query和Confguration。下面對(duì)這五個(gè)核心接口分別加以介紹。

(1) Session接口負(fù)責(zé)CRUD(增刪改查)的數(shù)據(jù)庫操作(該接口封裝了許多常見的SQL語句)。

(2) SessionFactory接口負(fù)責(zé)初始化Hibernate，并創(chuàng)建Session的對(duì)象。

(3) Configuration接口負(fù)責(zé)配置并啟動(dòng)Hibernate，創(chuàng)建SessionFactory對(duì)象。

(4) Transaction接口是系統(tǒng)的基類。研發(fā)人員也可以設(shè)計(jì)自定義的系統(tǒng)底層事務(wù)處理基類。

(5) Query和Criteria接口是數(shù)據(jù)庫查詢接口。它兼容HQL語言和SQL語句。HQL更加面向?qū)ο?，因?yàn)樗恼{(diào)用是類和類的屬性名。

Spring是一個(gè)開源框架，它適用于任何Java語言，使用基本的JavaBean來替代EJB，并提供了更多的常用應(yīng)用功能，能很好地解決應(yīng)用開發(fā)過程中的復(fù)雜性，使系統(tǒng)的代碼編寫更簡潔、更易于管理、并且更方便程序員做代碼走查。

由于是定制開發(fā)，不能完全沿用SSH的原有框架的配置，所以在報(bào)修平臺(tái)的研發(fā)中增加了config文件夾該文件夾中主要存放報(bào)修平臺(tái)系統(tǒng)框架配置，如圖6所示。

圖6

jdbcInfo.properties 數(shù)據(jù)庫連接參數(shù)配置；

log4j.properties 控制臺(tái)日志配置；

hibernate.cfg.xml 數(shù)據(jù)庫映射配置；

beans-base.xml spring集成核心配置；

beans-dao.xml spring集成DAO層配置(數(shù)據(jù)映射底層)；

beans-service.xml spring集成業(yè)務(wù)層配置(依賴DAO層)；

beans-action.xml spring集成視圖層配置(與用戶交互層，依賴service層)；

struts2.xml 前臺(tái)路徑跳轉(zhuǎn)控制；

beans-time.xml 數(shù)據(jù)同步配置。

智慧校園數(shù)據(jù)交互式報(bào)修平臺(tái)的程序流程圖如圖7所示。

圖7

信息中心管理員后臺(tái)有管理和打印功能：

(1) 人員維護(hù)模塊：主要針對(duì)維修人員的增刪改查的操作；

(2) 部門信息維護(hù)模塊：包括部門設(shè)備管理員變更(部門設(shè)備管理員的權(quán)限是允許為本部門名下多有設(shè)備報(bào)修)、教職工密碼修改和重置等功能；

(3) 打印模塊：常規(guī)的就是外送維修記錄打印和年度統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印。還有報(bào)修類型的圖片生成，為今后大數(shù)據(jù)的用戶行為統(tǒng)計(jì)打基礎(chǔ)。

報(bào)修申請(qǐng)代碼如圖8所示。

圖8

管理員分配工單如圖9所示。

圖9

報(bào)修平臺(tái)頁面展示圖10所示。

4 總結(jié)

本文對(duì)智慧校園數(shù)據(jù)交互式報(bào)修平臺(tái)的整個(gè)設(shè)計(jì)研發(fā)過程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。通過前期大量的調(diào)研和充分的需求分析，平臺(tái)正式上線使用一段時(shí)間后，運(yùn)行情況良好。有部分教職工也提出了一些合理化意見和新需求。本人在后期版本也計(jì)劃做進(jìn)一步的優(yōu)化，平臺(tái)頁面布局設(shè)計(jì)上還有待做改進(jìn)。同時(shí)，移動(dòng)辦公是今后的趨勢(shì)，校園在線報(bào)修平臺(tái)也將整合進(jìn)校園手機(jī)微門戶的接口中去，這樣更方便教職工進(jìn)行報(bào)修申請(qǐng)，也可實(shí)時(shí)了解維修的進(jìn)度情況。