实验室仪器设备管理系统的设计及实现.doc

实验室仪器设备管理系统的设计与实现网络工程专业学生 赵益富指导教师 刘风格摘要：随着Internet技术的发展，人们的日常生活、学习已经离不开网络。未来社会人们的生活和工作将越来越依赖于数字技术的发展，越来越数字化、网络化、电子化、虚拟化。Internet的发展历程以及目前的应用状况和发展趋势，可以充分地相信网络技术将极大的改变我们的生活和工作方式，甚至社会的价值观也会发生某种变化。 实验室设备管理系统是一个典型的信息管理系统(MIS)，本系统是一个为适应对学校实验室设备管理的迫切需求而设计开发的软件系统，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面，经过分析和比较，我们决定使用JSP和SQL MySQL5.5作为开发工具，利用其提供的各种面向对象的开发手段，尤其是数据窗口这一能方便而简洁操纵数据库的智能化对象,首先在短时间内建立系统应用原型，然后，对初始原型系统进行需求迭代，不断修正和改进,直到形成用户满意的可行系统。关键词：JSP；MySQL；实验室设备；信息管理系统Laboratory equipment management system design and implementation Student majoring in Zhao Yi Fu Tutor Liu Feng GeAbstract：Along with the development of Internet technology, daily life can not already do without the network. The life and work of the social people of future will depend on the development of digital technology more and more ,Digitize more and more, the networking, electronic, virtual. Development course and present application state and development trend of Internet, can believe network technology great change life and working way of us fully, Even a certain change will take place in the values of the society. Laboratory equipment managements system is a typical management information system (MIS), the system is a software system that adapts to the urgent need of management of laboratory equipments to school,the development including two aspects,one is the establishment and maintenance of the background database,the other is the development of fore-end application.After analysis and comparison,we decide to use JSP and MySQL as the development tools, use various object-oriented development tools.Especially the data window,an intelligent database objects which can control the database conveniently and simple.First establishes application system prototype in a short period of time,and then,carries out the need iteration on the initial prototype system, constantly revised and improved, till to the viable system that the users satisfy.Key words:JSP；MySQL；laboratory equipment；information management system 引言：随着计算机信息技术的发展以及对资产、设备管理科学化,合理化的高要求，利用计算机实现资产及设备的信息化管理已经迫在眉睫。随着市场的不断扩大,产量日益增加以及产品品种的不断增多,设备的规模也在不断扩大;随着设备使用年限的增长,由于老化而导致停机的风险也将升高,如何有效分析设备历史故障进而采取措施来有效地维护设备、管理设备成为面临的问题.1 立题依据1.1 系统开发的目的及意义 因为现在各个高校内教学设备众多但自动管理水平相比过低，很多实验室管理设备都采用在设备购进以后将设备的基本情况和相关信息登记存档。存档以后档案基本就没人记录与维护，至于以后设备的变迁或损坏都不会记录在设备档案中，即不能体现设备的即时状态。而有些即使有设备管理系统的单位，就算是能把设备的即时信息体现在设备档案上，但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施，设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现，整个学校教学设备管理信息化仍处于较低水平。将管理任务分成小块，落实到个人并能随时查询设备当前情况和历史情况，对设备的可靠性分析有直接作用，使管理人员从手工计算、统计工作中解脱出来。现在，科学技术的飞速发展把人类社会推向了一个崭新的时代信息时代。这已是无可争议的事实；信息对社会经济发展的巨大推动作用，使其与物质能源一起并列为现代社会的三大支柱，这已在全社会达到共识。随着对信息作为一种资源来管理的需求日益加强，信息研究领域出现了一种新的管理思想和模式信息管理。因此，就诞生了“信息管理”这样一个概念。由于信息是普遍存在的，人类信息管理活动的范围也是十分广泛的，信息管理不仅是信息工作的一部分，而且已被认为是现代管理的重要组成部分。信息管理的概念源于西方，也是在世界信息量迅速增长、信息技术日新月异、信息产业强劲发展的六七十年代出现的。时至今日，信息管理已不仅仅是一个概念，而是信息学和管理学中的重要内容了。对信息管理的理解，一种认为是，信息管理就是对信息的管理。在此，信息管理是指狭义的信息资源管理，实际上就是对信息本身的管理；另一种认为，信息管理不仅是对信息的管理，而是对涉及信息活动的各种要素，如信息、技术、人员、组织进行合理的组织和有效的控制，从而满足社会的信息需求。在此，信息管理是指广义的信息资源管理。综合两种理解，信息管理是指对人类信息活动所产生的社会信息进行管理，信息管理是管理的一种，既要对信息进行管理，也要对信息活动进行管理。信息和信息活动都是信息管理的客体。简而言之，信息管理就是对信息和信息活动的管理，这就是我们对信息管理的全面理解。1.2 系统开发的理论依据及研究方法本信息管理系统合理的借鉴国际领先的设备管理思想并结合国内学校设备管理现状，经过长期的现场调研，完全能满足国内一般实验室的设备管理的需要。并通过对各行业设备管理情况的长期研究探索，以灵活、通用为主要设计思想，开发适合于学校设备管理的信息系统。使用本系统之后，将会提高学校的办公效率和设备可靠性，减少工作人员的劳动强度，减少办公耗材，提高学校的现代化管理水平。现代化的实验室规模一般较大，传统的实验室设备管理方式往往跟不上发展的需要，及时了解实验室设备的明确动向与状态对实验室设备的使用效率至关重要，也是实验室完成预算与决策的关键因素。针对这些，本系统采用浏览器/服务器模式，选用SQL Server 2005 作为后台数据库，利用ASP.NET 作为前台开发工具来开发实验室设备管理系统。1.3 系统开发的结果及地位本系统是针对实验室固定资产及设备具体业务特点而开发出的软件系统,包括:信息查询管理、设备类别管理、设备维修管理、设备报废管理、用户管理和系统管理等功能模块.极大地方便了对实验室设备的查询与使用,同时也方便实验室管理人员对实验室设备信息的整体把握,更加准确地进行实验室成本预算.因此,也使得实验室的设备极好的得到利用,为实验室创造出最大的利益.本软件界面友好、操作简便、系统稳定可靠,是一套非常实用的管理软件。2 开发语言和软件平台介绍2.1 MyEclipse介绍MyEclipse是企业级工作平台（MyEclipse Enterprise Workbench ，简称MyEclipse）是对Eclipse IDE的扩展。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是，MyEclipse 附带了一个标准的插件集，包括 Java 开发工具（Java Development Tools，JDT）。 MyEclipse 还包括插件开发环境（Plug-in Development Environment，PDE），这个组件主要针对希望扩展 MyEclipse 的软件开发人员，因为它允许他们构建与 MyEclipse 环境无缝集成的工具。由于 MyEclipse 中的每样东西都是插件，对于给 MyEclipse 提供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。 总之，MyEclipse是一款功能强大的JavaEE集成开发环境，支持代码编写、配置、测试以及除错，操作灵活，是开发人员的好帮手。2.2MySQL介绍MySQL是一个快速的多线程、多用户和健壮的SQL数据库服务器。MySQL服务器支持关键任务。重负载生产系统的使用，也可以将它嵌入到一个大配置(mass-deployed)的软件中去。(1)MySQL是一个数据库管理系统。(2)MySQL是一个关系数据库管理系统。(3)MySQL服务器是一个快的、可靠的和易于使用的数据库服务器。(4)MySQL服务器工作在客户/服务器或嵌入系统中。(5)MySQL也可以是一个嵌入的多线程库，你可以把它连接到你的应用中而得到一个小、快且易于管理的产品。2.3开发模式MVC介绍MVC架构是随着smalltalk language语言的发展提出的,它是一个著名的用户界面设计架构. MVC模式不仅实现了功能模块和显示模块的分离,同时它还提高了应用系统的可维护性,可扩展性,可移植性和组件的可复用性. 经典的MVC架构把一个组件(可认为是整个应用程序的一个模块)划分成三部分:Model(模型)：模型包含应用程序的核心功能,管理这个模块中所用到的数据和值。View(视图)：视图提供模型的表示,管理模块如何显示给用户,它是应用程序的外观。Controller(控制器)：控制器对用户的输入作出反应,管理用户与视图发生的交互。MVC设计模式的优点有：多个视图使用同一个模型；对客户机的新类型更容易支持；MVC设计允许一个开发者将一个好的面向对象的设计与用户接口隔离开来,允许在同样的模型中容易地使用多个接口,并且允许在实现阶段对接口作大的修改而不需要对相应的模型进行修改.2.4Struts2介绍Struts2是一个优雅的，可扩展的JAVA EE web框架。框架设计的目标贯穿整个开发周期，从开发到发布，包括维护的整个过程。Struts2是Struts1和WebWork的共同成果，也可以说，Struts2是WebWork的升级版，他采用的正是WebWork的核心，所以，Struts2并不是一个不成熟的产品，相反，构建在WebWork基础之上的Struts2是一个运行稳定、性能优异、设计成熟的WEB框架。Struts2的工作原理：首先浏览器提交一个请求，这个请求经过一系列的过滤器。接着根据请求的动作来调用相应的Action方法，通过配置文件找到Action、类，然后创建一个类的实例，同时通过代理模式调用Action。当Action执行完毕，便会根据struts.xml中的配置找到对应的返回结果。2.5Hibernate介绍Hibernate是一个免费的开源Java包，它使得与关系数据库打交道变得十分轻松，就像您的数据库中包含每天使用的普通Java对象一样，同时不必考虑如何把它们从神秘的数据库表中取出（或放回到数据库表中）。它解放了您，使您可以专注于应用程序的对象和功能，而不必担心如何保存它们或稍后如何找到它们。大多数应用程序都需要处理数据。Java应用程序运行时，往往把数据封装为相互连接的对象网络，但是当程序结束时，这些对象就会消失在一团逻辑中，所以需要有一些保存它们的方法。有时候，甚至在编写应用程序之前，数据就已经存在了，所以需要有读入它们和将其表示为对象的方法。手动编写代码来执行这些任务不仅单调乏味、易于出错，而且会占用整个应用程序的很大一部分开发工作量。Hibernate在本系统中的应用：(1)表为基础建立Java的实体类。(2)所做的Java类写对应的配置文件，一个类对应一个配置XML文件。(3)hibernate.cfg.xml这个配置文件写好连接数据库名字、URL、数据库驱动名、用户名、密码以及应射到为Java类所写的XML文件中写以上所写的各个Java类对应的Service类，这些Service类主要负责将其对应的类通过映射文件增、删、改到MySQL数据库和从数据库中查出想要得到的对应的Java类。2.6JSP介绍JSP及其特点：JavaServer Pages（JSP）是一种实现普通静态HTML和动态HTML混合编码的技术。JSP和ASP相比具有两方面的优点。首先，动态部分用Java编写，而不是VB Script或其他Microsoft语言，不仅功能更强大而且更易于使用。第二，JSP应用可以移植到其他操作系统和非Microsoft的Web服务器上。JSP和纯Servlet相比JSP并没有增加任何本质上不能用Servlet实现的功能。但是，在JSP中编写静态HTML更加方便，不必再用println语句来输出每一行HTML代码。更重要的是，借助内容和外观的分离，页面制作中不同性质的任务可以方便地分开：比如，由页面设计专家进行HTML设计，同时留出供Servlet程序员插入动态内容的空间。JSP具备了Java技术的简单易用，完全的面向对象，具有平台无关性且安全可靠，主要面向因特网的所有特点。3系统需求分析3.1可行性研究3.1.1 技术可行性一个完备的实验室设备管理系统具有以下优越性：方便领导查询实验室设备的使用情况，节省时间，可以提高系统的工作效率和准确率。为了适应新形势的发展，我进行了这一系统的初步设计工作，也可以说是做一个初步的探索，希望它能够在查询实验室设备信息时发挥高效、便捷的作用，把系统管理员从繁重的工作中解脱出来！该实验室设备管理系统是以MySQL5.5数据库为后台核心应用、以服务为目的信息平台，对资源进行科学的加工整序和管理维护，为实验室设备提供管理。3.1.2 经济可行性经济可行性主要依据是成本、效益分析，该系统的目标是以最低的成本，在最短的期限内开发出实验室设备管理系统。系统能减少很多不必要的资源，不用像以前那样用冗余的纸张式的管理，大大节省了学校能源。并且还提高了实验室设备管理的精确度。方便快速的操作，可减少实验室设备管理的漏洞，又减少因工作的冗余出现的错误，并且操作非常简单，可减少许多不必要的人员，这无论从物质上还是工作人员的工资上都为学校节约了开支，为学校增加了效益。目标系统开发需求比较低，加上具有成熟的软硬件环境，所以在软硬件的支出上比较低，在为使用者带来便利的同时，也为系统的进一步推广创造了条件。这带来的经济回报将远超过支出，并且最重要的是该软件的开发可以使我们对系统的开发有全面的认识。从经济角度考虑，此实验室设备管理系统开发可行。3.1.3 运行可行性新系统的研制和开发是充分得考虑工作人员对企业事务的易于管理，管理者方便查询设备信息效率。从而能完全满足使用者的要求。3.1.4 可行性研究结论 依据以上因素，本实验室设备管理信息系统开发项目不仅方便快捷、高效，而且社会效益比较好从而使本系统开发者相信该系统开发出来之后将取得成功。综上所述，此项目在技术、经济、运行和社会效益上是完全可行的。3.1.5 系统结构B/S模式简介B/S结构（Browser/Server结构）结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。以目前的技术看，局域网建立B/S结构的网络应用，并通过Internet/Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的，大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式（比如LAN, WAN, Internet/Intranet等）访问和操作共同的数据库；它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全 。B/S模式的优点 用户可以通过WWW例览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息，这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的，而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中。客户端除了WWW浏览器，一般无须任何用户程序，只需从Web服务器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由Web服务器交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器又返回给用户。在这种结构中，将许许多多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Intranet。B/S结构的优点1具有分布性特点，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。 2业务扩展简单方便，通过增加网页即可增加服务器功能。 3维护简单方便，只需要改变网页，即可实现所有用户的同步更新。 4开发简单，共享性强。3.2 需求分析3.2.1 系统目的21世纪以来，人类经济高速发展，社会发生了日新月异的变化，特别是计算机的应用已经普及到经济和社会生活的各个领域。使原本旧的管理方法越来越不适应现在社会的发展。许多人还停留在以前的手工操作，这大大的阻碍了人类经济发展。为了适应现代社会人们高度强烈的时间观念，实验室设备管理系统软件为实验室带来极大的方便。学校的规模不断扩大，实验室设备数量急剧增加，有关实验室设备的各个信息也成倍增加。面对庞大的信息量，需要有专门的实验室设备管理系统来提高工作的效率。本系统为实验室设备管理系统，通过这样的系统，可以做到信息的规范管理，快速查询实验室设备的信息。其开发主要包括数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。3.2.2 系统功能及用户需求分析管理员可以对实验室设备信息进行查询及相关实验室设备的状态查看。管理员可以根据本人用户名和密码登录系统。在信息系统中，后台数据库存储的地位相当重要，数据库的设计不但对数据的操作速度有影响，还直接关系到软件系统的质量和生存周期。本系统采用了SQL数据库LabEquipMSDB,LabEquipMSDB库中包括教师信息表、借用设备表、仪器表、用户登陆表。系统首先必须维护实验室中详细资料的数据表，程序能对该表进行写入和读出数据的操作。系统还要管理员信息表，记录管理员的资料，检验管理员的登陆，管理员的权限等。该软件的功能是由专门人员负责对实验室设备使用情况进行统计、更新。在领导认可的情况下对于已彻底损坏的设备做报废处理，同时详细记录有关信息并修改相应的设备记录。对于有严重问题（故障）的设备要及时修理，并记录相关的修理记录。对于急需修改但又缺少的设备，需以“申请表”的形式送交上级领导请求批准购买。新设备购入后要立即进行设备登记，同时更新申请表的内容。每件设备在做入库登记时均由系统按类别加自动顺序号编号，形成设备号。能够按类别和时间段等随时对现有设备及其修理、报废情况进行统计、查询。3.3 数据描述3.3.1 系统数据流图的创建报废信息维修信息设备信息类别/时间段管理员登录反馈管理员登录系统查询申请购置申请维修申请报废接收审核信息设备管理系统3.3.2 数据字典的创建数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型。下面用数据字典来定义数据流图中各元素的确切内容：1.数据流条目登陆信息输入：设备管理员输出：身份验证描述：登陆信息=用户名+密码+登陆权限查询信息输入：合法人员对设备的查询操作输出：设备信息表描述：查询信息=设备名/型号/类别/购置日期维修信息输入：所需维修设备的信息输出：确定维修设备的记录描述：维修信息=修理日期+设备名+编号+修理厂家+修理费用+责任人新设备输入：购买设备的信息输出：确定购买的新设备的记录描述：新设备=类别+设备名+编号+型号+规格+单价+数量+购置日期+生产厂家+保质期+经办人等报废设备输入：所需报废的设备的信息输出：报废的设备记录 描述：报废设备=类别+设备+型号等审核信息输入：审核输出：上级领导描述：审核信息=报废设备信息/新设备购买信息2加工条目身份验证，统计查询，维修，购买，报废，生产报表，审核。3.文件条目登陆表输入：身份验证输出：身份验证数据结构：用户名+密码+登陆权限设备基本信息表输入：统计查询数据结构：类别+设备名+型号+规格等维修记录表输入：统计查询，维修输出：统计查询数据结构：修理日期+设备名+编号+修理厂家+修理费用+责任人新设备表输入：统计查询，购买输出：统计查询数据结构：类别+设备名+编号+型号+规格+单价+数量+购置日期+生产厂家+保质期+经办人等报废记录表输入：报废，统计查询，生产报表输出：统计查询，生产报表数据结构：类别+设备名+型号等申请表输入：统计查询，生产报表输出：统计查询，生产报表，购买数据结构：类别+设备名+型号+规格+数量4 总体设计4.1总体设计原理总体设计的基本目的就是回答“系统应该如何实现？”这个问题。因此总体设计又称为概要设计或初步设计。通过这个阶段的工作将划分出组成系统的物理元素程序、文件、数据库、人工过程和文档等等，但是每个物理元素仍然处于黑盒子级，这些黑盒子里的具体内容将在以后仔细设计。总体设计阶段的另一项重要任务是设计软件的结构，也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的，以及这些模块相互之间的关系。总体设计工程通常有两个主要阶段组成：系统设计，确定系统的具体实现方案；结构设计确定软件结构，也就是要确定系统中每个程序拥有哪些模块组成的，以及这些模块之间的关系。在详细设计之前进行总体设计可以站在全局的高度上，花较少的成本，从中选出最佳方案和最合理的软件结构，从而用较低的成本开发出高质量的软件系统。4.2 运行环境与系统结构 为了保证系统运行的效率和可靠性，系统服务器端应具有较高的软硬件配置，客户端的要求不是很高。此应用程序可广泛用于内部的局域网。4.3 系统功能模块与设计模块化就是把程序划分成独立命名且可独立访问的模块，每个模块完成一个子功能，把这些模块集成起来构成一个整体，可以完成指定的功能满足用户的需求。采用模块化原理可以使软件结构清晰，不仅容易设计也容易阅读和理解。因为程序错误常局限在有关的模块及它们之间的接口中，所以模块化使软件容易测试和调试，因而有助于提高软件的可靠性。一个好的电子系统要有一些必要的模块组成，若缺少了某些模块那么这个系统就会有缺陷。4.4 系统功能模块说明1、信息查询管理：1） 设备信息查询 2）设备维护查询 3）设备报废查询 4）设备新购查询 2、 设备类别管理：1）增加新类别 2）修改已有类别3、设备维修管理1) 维修信息查询 2）维修信息增加 3）维修信息删除 4）维修信息修改4、 设备报废管理 报废信息查询5、用户信息管理1） 注册新用户，仅管理员可用 2）个人密码修改6、验证登录1）普通用户登录 ，权限受限 2）管理员登录，支持所有权限4.5 系统功能模块5 详细设计基本表如下：（1） 管理员信息表序号字段类型长度是否允许为空备注1IdInt11否primary key2namevarchar255是3passwordvarchar255是4trueNamevarchar255是5sexvarchar255是6tellvarchar255是7emailvarchar255是8contentvarchar255是9levlint11是 (2)设备类型表 序号字段类型长度是否允许为空备注1idInt11否primary key2namevarchar255否 （3）申请表 序号字段类型长度是否允许为空