基于Java的實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計與研究

楊 琳，馮婷婷，梁東云，李 媛，林 娜，喬成芳，韓 婧

(1.商洛學(xué)院 電子信息與電氣工程學(xué)院，陜西 商洛 726000；2.商洛學(xué)院 化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院，陜西 商洛 726000；3.商洛市體育運動中心，陜西 商洛 726000)

0 引 言

高校實驗室的設(shè)備管理工作繁瑣復(fù)雜且工作量繁重，目前還有很多高校的實驗室管理工作還處于計算機信息化管理相對落后的狀態(tài)[1-2]，設(shè)備的狀態(tài)信息很難及時傳達(dá)給工作人員，隨即引起設(shè)備的長時間停用或者維修信息不能及時更新影響設(shè)備的使用率[3-4]。前些年國內(nèi)的實驗室設(shè)備普遍存在復(fù)用率低下、長期停用等缺點，直到近幾年它的使用率才急速增加[5-8]。隨之產(chǎn)生一系列的設(shè)備管理問題，包括設(shè)備的保修、維修、申請維修等，都需要及時登記在冊，而這一過程要浪費很多時間。針對以上的問題，急需要開發(fā)一款適合高校實驗室的設(shè)備管理系統(tǒng)來提高實驗室設(shè)備的信息化程度。近幾年，國內(nèi)信息化管理正如火如荼地向各行各業(yè)普及，信息化管理[9]已經(jīng)深入人心，加快了國內(nèi)動態(tài)化管理事業(yè)的速度。近年來，這種管理系統(tǒng)巧妙地在各個領(lǐng)域?qū)嵤╅_來，并且形式很客觀，比如教務(wù)管理[10]、餐飲管理[11-12]、交通管理[13]、設(shè)備管理[14]、圖書館管理[15]等管理系統(tǒng)已經(jīng)開始大規(guī)模使用，以互聯(lián)網(wǎng)為核心資源來全面協(xié)調(diào)發(fā)展教學(xué)資源組織學(xué)校各個管理系統(tǒng)的信息化、透明化、自動化、智能化發(fā)展，以期減少學(xué)校不必要的財務(wù)支出和人力資源浪費，將這些不必要的花費用的物有所值。很多國家的大型軟件公司使用一些先進的技術(shù)，開發(fā)了功能齊全的信息化管理系統(tǒng)。與此同時，國內(nèi)的眾多軟件公司也針對這樣的問題不斷對國內(nèi)的教學(xué)模式進行優(yōu)化，以數(shù)據(jù)庫等為主的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信息化系統(tǒng)在不斷加強。文中在這樣的形式下根據(jù)各高校實驗室的實際需求，開發(fā)了一款實驗室管理軟件作為實驗室的現(xiàn)代化軟件管理工具，在提高工作效率的同時，提高實驗室的利用率、規(guī)范實驗室的管理。

1 系統(tǒng)架構(gòu)和功能需求

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)分為管理員模塊和普通用戶模塊，通過數(shù)據(jù)庫和Jsp技術(shù)來實現(xiàn)管理員模塊對普通用戶模塊的控制。該系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了對用戶的注冊登錄初始化等功能，針對設(shè)備類別，又對其設(shè)備類別進行添加、和管理操作；設(shè)備信息模塊可以對其進行添加、刪除、修改等操作；用戶對其審核、借用登記、歸還記錄同樣可以進行管理操作。

1.2 功能需求

本次開發(fā)包括管理員用戶和普通用戶，管理員作為用戶角色功能最多的用戶，包括的功能如圖1所示。

圖1 管理員用戶角色功能實現(xiàn)

(1)用戶管理模塊：包含用戶的注冊、增加、刪除、重置等功能。

(2)設(shè)備類別管理模塊：對設(shè)備類別進行管理。

(3)設(shè)備管理模塊：包含設(shè)備的借用、維修等管理操作。

普通用戶功能包括修改用戶密碼、查詢設(shè)備信息、借用設(shè)備申請，如圖2所示。

圖2 普通用戶功能模塊

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)的關(guān)系設(shè)計

根據(jù)用戶與管理員的需求關(guān)系，用戶需要滿足注冊修改同時參與設(shè)備信息以及類別的瀏覽等功能，而管理員需要滿足設(shè)備及其類別的各項子功能等，繪制的用戶管理關(guān)系圖如圖3所示。

2.2 數(shù)據(jù)表的設(shè)計

針對管理員、普通用戶的實際操作功能進行詳細(xì)的設(shè)計，主要包括用戶信息、設(shè)備類別信息、申請信息、借用信息等，這些表的具體信息如下：

(1)設(shè)備信息表涵蓋了設(shè)備的基本信息的現(xiàn)狀，表結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 設(shè)備信息

(2)申請信息表涵蓋了申請人的基本信息和申請信息以及審批信息等，表結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 申請信息

圖3 數(shù)據(jù)關(guān)系

(3)借用信息表涵蓋了申請人的操作和設(shè)備使用的狀態(tài)借用與歸還等信息，表結(jié)構(gòu)如表3所示。

表3 借用信息

(4)維修信息表涵蓋了設(shè)備的編號和維修的基本信息，表結(jié)構(gòu)如表4所示。

表4 維修信息

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)界面設(shè)計

系統(tǒng)界面分為主界面和普通用戶界面，其中管理員用戶界面如圖4所示，普通用戶界面和管理員用戶界面類似。其中登錄頁面實現(xiàn)不同類型賬戶的登錄。管理員界面完成用戶管理、設(shè)備類型管理、設(shè)備管理、設(shè)備借用等功能，普通用戶界面完成借用申請、借用查詢、借用結(jié)果查看等功能。

圖4 管理員界面

3.2 設(shè)備類別管理的實現(xiàn)

設(shè)備類別信息是通過管理員提交的，它在類型添加對話框中填寫相關(guān)的設(shè)備類別信息，填寫完善后通過表單提交函數(shù)來檢查，其中包括各種數(shù)據(jù)的檢查方式。若有填寫不完善等其他錯誤信息，則校驗不通過，設(shè)備類型數(shù)據(jù)添加失敗，反之校驗通過則添加成功。

3.3 設(shè)備借用的管理

(1)設(shè)備借用審核。

設(shè)備借用審核是通過管理員審核的，管理員用戶點擊設(shè)備借用審核，頁面跳轉(zhuǎn)到審核界面，后臺調(diào)用action類將查詢的數(shù)據(jù)加載到集合中，顯示jsp頁面，響應(yīng)給客戶端，彈出設(shè)備審核的對話框，顯示相應(yīng)的待審核設(shè)備的基本信息以及設(shè)備信息、申請時間等，點擊審核，即可完成審核操作。程序運行的具體結(jié)果如圖5所示。

圖5 借用審核

(2)設(shè)備借用與歸還登記。

設(shè)備借用與歸還登記是通過管理員登記的，管理員用戶點擊設(shè)備借用登記，頁面跳轉(zhuǎn)到借用登記界面，后臺調(diào)用action()類將查詢的數(shù)據(jù)加載到集合中，顯示jsp頁面，響應(yīng)給客戶端。呈現(xiàn)設(shè)備歸還信息運行程序顯示的界面如圖6所示。

圖6 設(shè)備歸還

3.4 設(shè)備類別信息的管理

(1)維修信息添加。

管理員用戶點擊維修記錄，后臺調(diào)用action()類將查詢的數(shù)據(jù)加載到集合中，顯示jsp頁面，響應(yīng)給客戶端。

(2)維修歷史查看。

設(shè)備維修歷史查看是通過管理員操作的，管理員用戶點擊設(shè)備維修管理，頁面跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)界面，后臺調(diào)用action()類將查詢的數(shù)據(jù)加載到集合中，顯示jsp頁面，響應(yīng)給客戶端。

4 后臺數(shù)據(jù)處理

4.1 頁面返回數(shù)據(jù)的處理

頁面返回數(shù)據(jù)的處理通常包括兩方面，即靜態(tài)頁面的處理和動態(tài)頁面的處理。數(shù)據(jù)庫將查詢到的數(shù)據(jù)以各種指令的方式下達(dá)給HTML頁面中的嵌入式代碼，與此同時使用JavaScript技術(shù)，使頁面的呈現(xiàn)更加完美，使用戶更加適時地獲取信息。使用AJAX實現(xiàn)了頁面數(shù)據(jù)的局部更新操作，簡言之，就是對少部分?jǐn)?shù)據(jù)使用異步處理技術(shù)來更新部分頁面。比如在瀏覽一個頁面的同時可以點擊其他的圖片來查看，避免了整個瀏覽頁面的全部刷新，這樣一來，就減少了刷新頻率，進而減少了代碼的不可靠性。

4.2 數(shù)據(jù)庫返回數(shù)據(jù)的處理

后臺數(shù)據(jù)處理主要體現(xiàn)了管理者與系統(tǒng)交互的細(xì)節(jié)，以注冊用戶為例，當(dāng)用戶發(fā)起注冊用戶的請求時，后臺服務(wù)器根據(jù)請求的session ID尋找控制器，調(diào)用相對應(yīng)的SQL數(shù)據(jù)庫查詢出的結(jié)果返回給瀏覽器。這一操作過程使用到了Struts2和Hibernate以及Spring框架的集成技術(shù)。Strus2主要負(fù)責(zé)接受前臺的請求，然后找到相應(yīng)的類。Hibernate可以對后臺數(shù)據(jù)庫進行查詢，查詢出的結(jié)果，前端將接受到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成json格式，就能獲取里面的值。

5 系統(tǒng)測試

測試是對任何一個開發(fā)系統(tǒng)的綜合性檢測，本次設(shè)計最主要的還是考慮到它的實際功用，所以開發(fā)好每一項工作，都要進行重復(fù)測試。

5.1 功能測試

在剛開始測試的時候，系統(tǒng)將起初的數(shù)據(jù)刪除，之后手動輸入一些有效的數(shù)據(jù)，然后進行驗證，反復(fù)測試，調(diào)節(jié)，不斷發(fā)現(xiàn)bug，書寫測試用例，提交問題給開發(fā)組人員，不斷循環(huán)檢測，最終完美實現(xiàn)對應(yīng)功能。

5.2 測試鏈接功能

鏈接功能的測試至關(guān)重要，測試人員通過手動方式對每個頁面的菜單以及文本進行點擊，如果每個頁面都能夠準(zhǔn)確無誤的刷新，且經(jīng)過上千萬次的點擊都能確保無誤，則鏈接功能的可行性問題無礙。

5.3 測試數(shù)據(jù)庫

通過在開發(fā)環(huán)境中鏈接好數(shù)據(jù)庫，并且書寫正確的SQL語句，對數(shù)據(jù)進行各種查詢操作，以此驗證數(shù)據(jù)庫的連接狀態(tài)以及管理查詢操作是否與預(yù)想的結(jié)果一致等，經(jīng)過多番測試確保信息準(zhǔn)確無誤。

6 結(jié)束語

該系統(tǒng)應(yīng)用搭建了JSP+tomcat+SqlServer的平臺，主要由管理員模塊和普通用戶模塊構(gòu)成。系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)備與耗材的類別、信息的管理、借用、維修的登記、設(shè)備狀態(tài)的顯示等功能，擺脫了傳統(tǒng)實驗室管理模式的限制。該系統(tǒng)能夠及時提供設(shè)備狀態(tài)的可靠數(shù)據(jù)，能有效提高設(shè)備管理工作的效率和實驗室設(shè)備的利用率。