【毕业学位论文】（Word原稿）基于RFID的高校设备管理系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 高校设备管理系统的 设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系： 软件学院 职业类型： 工程硕士 专业领域： 软件工程 指导教师： 校外导师： 二 一四年二月 A in s 2014 基于R F I D 的高校设备管理系统的 设 计 与 实 现 同 济 大 学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位 论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着天津理工大学的不断发展，学校为了科研、教学以及办公的需要不断在硬件设备上加大投入。但是对于硬件 设备 的管理还一直使用传统人工管理方式，因为使用传统方式使得设备管理存在很大问题，比如设备的维修存在着记录不完整现象；特别是对于设备的盘点是设备管理处每年的大难题，人工盘点不但时间长 、 投入人力较多而且存在着盘点信息不够准确等问题；除了以上问题还存在着贵重设备利用率不高、有些设备重复购买以及设备安全等问题，导致设备管 理工作量增大、效率较低等问题亟需提出有效方案解决。 基于此提出了基于 术的高校设备管理系统的建设。该设备管理系统主要针对目前天津理工大学的现状进行分析和设计。系统建设的目的就是实现设备管理的自动化、智能化等；通过设备管理系统有效提高设备管理的水平和数据的准确性；通过设备管理系统使得设备安全性提高、利用率增大以及盘点难度降低，进而减轻压力、提高效率；也希望通过此项目能够提高参与人员的科研水平和工程能力。 本文主要研究基于 高校设备管理系统的设计与实现。针对天津理工大学的具体情况，设计并实现了设 备管理系统，该系统主要包括 签管理功能、普通用户查询设备功能、部门设备管理员在线申请功能和设备管理处设备相关申请处理和贵重设备定位功能。值得一提的是在设备的标签上引入 接触式标签提高了盘点的效率；在定位中采用了 时系统除了在标签生成使用 C/S 模式外，其余功能全部采用了 。 关键词 ： 高校设备管理 ， 设备盘点 ， 设备定位of to in of a of in as is an a of is in to is of is to So we of is to is to of of to of on of to of to of It is in of in PS is At in to , , of 济大学 硕士学位论文 目录 I 目 录 第 1 章 引言 . 1 述 . 1 内外的研究现状 . 2 文的主要研究内容 . 2 文的章节结构 . 3 第 2 章 系统开发环境 . 4 发工具和技术 . 4 软公司 005 企业版 . 5 校设备管理系统的应用现状和运行环境 . 5 备管理系统自动化和智能化方面 . 6 校设备管理系统开发模式 . 6 第 3 章 系统需求分析 . 7 行性研究 . 7 济可行性分析 . 7 术可行性分析 . 9 求分析 . 10 通用户模块需求分析 . 12 门设备管理员模块需求分析 . 13 备管理处管理员模块需求分析 . 14 统管理员模块需求分析 . 16 功能需求 . 17 行环境需求 . 18 件环境 . 18 件环境 . 18 第 4 章 系统模块设计 . 20 统设计思路 . 20 统设计目标 . 20 统设计原则 . 20 统开发平台和体系结构 . 21 统开发平台 . 21 统体系结构 . 21 统模块设计 . 22 通用户模块功能设计 . 22 门设备管理员模块功能设计 . 25 同济大学 硕士学位论文 目录 设备管理处管理员模块功能设计 . 27 统管理员模块功能设计 . 30 统数据库设计 . 32 据库的选择 . 32 据库的设计 . 32 第 5 章 系统模块实现 . 36 通用户模块 功能实现 . 36 户登录功能实现 . 36 备信息查询功能实现 . 37 表打印功能实现 . 39 门设备管理员模块功能实现 . 40 备采购申请功能实现 . 41 备维修申请功能实现 . 42 备借用申请功能实现 . 44 备归还申请功能实现 . 45 备报废申请功能实现 . 46 部门贵重设备定位功能实现 . 46 备管理处管理员模块功能实现 . 48 备采购处理功能实现 . 48 备入库处理功能实现 . 50 备维修处理功能实现 . 51 备调拨处理功能实现 . 52 备报废申请功能实现 . 53 户信息查询功能实现 . 54 备盘点功能实现 . 54 统管理员模块功能实现 . 55 签批量生成功能实现 . 55 统管理功能实现 . 56 统数据维护功能实现 . 57 第 6 章 系统测试和绩效分析 . 59 通用户模块功能测试 . 59 门设备管理员模块系统测试 . 60 备管理处管理员模块系统测试 . 61 统管理员模块系统测试 . 63 效分析 . 63 通用户模块功能的绩效分析 . 64 门设备管理员模块绩效分析 . 64 备管理处管理员模块绩效分析 . 65 同济大学 硕士学位论文 目录 总体绩效分析 . 66 第 7 章 结论和展望 . 67 论 . 67 一步工作方向 . 67 致谢 . 69 参考文献 . 70 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成 果 . 72 第 1 章 引言 1 第 1章 引言 述 当今是 技术不断发展的时代 ，随着 计算机 技术 和相关技术 的发展， 同时也是为了提高管理水平和工作效率，适应 各行业的信息化要求以及技术要求 ， 计算机的应用特别是高性能计算机的应用非常广泛。各高校的信息化也在进行着， 学校信息化的管理系统也包含 学校的设备管理 ， 除了管理系统之外还主要以 传 统的 人工记录 设备管理 方式 。 即使是计算机上的 设备管理系统 ，其主要功能还是纪录 和查询为主， 而且 在设备使用期间 管理系统不能很好的记录设备的变更、维修等；同时值得一提的是年终盘点更是 耗时耗力，容易出错，出现错误时常常不能及时的反馈回系统、信息延时， 这些现象出现的很普遍。 特别是目前 随着 我校 的发展，学校各种 设备繁杂， 使得设备的 查询难度增大， 导致了目前我校的 设备管理处无法及时的了解到设备的具体情况，影响到设备的使用和 工作人员的 工作效率。 目前，随着 计算机和 物联网的普及， 术在各高校逐渐的渗透到高校信息化当中，发展 较好。 而且由于 签具有其独特的优势，不但价格较低而且保存容易，不同于原有实验设备上粘贴的二维码。而且在设备管理时直接采用手持读卡器进行非接触式的信息采集。 基于此提出设计基于 高校设备管理系统，用来实现各部门通过该系统能够进行在线的采购设备申请、设备维修申请等各种关于设备的申请，同时也可实现利用 卡器来进行设备的录入、盘点、维修等，通过引入 相关算法进行贵重设备定位 ，编程实现 各种单据和报表生成，以期为高校设备管理提供一个设备出入库、使用与维护时的自动采集、全程动态 管理的数字化平台。 基于 高校设备管理系统的设计与实现是天津理工大学的实际项目，该项目主要是为了设备管理处开发的，因此将根据天津理工大学的设备管理处的实际需求进行设计和开发。 引入 术用来解决 设备出库、入库的信息 自动采集 ，同时 生成动态的信息采集数据库 ； 对仪器设备和相关人员进行集中的管理 ；监控设备流动过程和非授权情况下的 流动和流失 ； 实现设备的快速盘点 和设备的借用、维修、报废申请、管理以及相关报表生成 等 。该系统的使用能够减轻设备管理人员的工作量、提高其工作效率，特别在年终定期盘点时提高其工作效率并且保证了盘点数据的准确性、及时性 。同济大学 硕士学位论文 基于 高校设备管理系统的设计与实现 2 内外的研究现状 目前 ， 国内外 的政府都非常重视物联网的研究， 各研究机构和大学都在进行关技术的研究， 华盛顿大学研究 未来社会的影响 ， 多专家相信记很快会普及，并被用来远程监视人和其他对象。华盛顿大学的 目开展了在社会环境中使用无线标记的大型试验。加州州立理工大学研究采用 传感器防止大肠杆菌 。 在 心，逐步扩大研究领域，从一开始的 件，发展到协议、标签制造、识读器、软件以及应用。 相较于 国外的发达地区和国家在 面的发展较好的情况 ，我国 则 还较为落后 1缺乏关键核心技术，特别是在超高频 面。但在低高频 内发展较早， 技术较为成熟， 产品应用广泛。在高校设备管理方面的应用迎来了发展的最佳机会，此应用将会降低成本，提高安全性和技术性能，使得设备管理更加科学化合理化，提高工作效率。 文的主要研究内容 本课题作为 天津理工大学的实际 项目，主要研究在 高校设备管理 信息化中设计具有 较高性能的基于 备管理系统 ，并把该 系统能够在高校实际设备管理中得到 实际应用。该 系统是基于 为使用 子标签能够完全代替原有的 二维 码标签，不但不易丢失也不易损坏，同时因为是非接触式进行读写数据因此在设备盘点时设备处人员只需要手持读卡器设备就可以实现对设备数据采集，同时能够查看统计 并 现场 及时 和相关人员 核对 设备信息，同时采集数据能够经过网络传输传到上位机系统，经过简单的加工出并且通过编程实现 用户 可以网上查询设备相关信息 ；该系统针对不同用户进行了不同设计，对于普通的设备管理（各教学单位、部门）人员能够实现设备 信息查询和定位，能够在 线申请购买设备、借用设备、维修设备和报废设备并打印相关表格； 针对 设备处的设备管理人员 则 提供了设备 相关处理 和基本信息查询以及设备盘点和贵重设备定位功能。作为后台管理则只是提供了 系统更新、基本信息配置以及用户管理等功能。该系统能够 实现设备管理的信息化，能够自动读取贵重设备的信息和位置，同时如果有问题也会上报到相关管理人员，如贵重设备位置变换则会及时通知相关负责人。同时系统提供了查询、统计功能能够及时地得到相关数据信息，便于领导及时掌握设备情况。 本课题以 天津理工大学实验设备管理信息化作为依托，以能够让各部门在线第 1 章 引言 3 对设备进行相关申请，管理人员在线处理，同时能够手持读卡器进行设备盘点和实时定位等为目的，主要研究并设计和实现基于 设备管理系统 。本课题主要是根据实际项目的需求，严格按照软件工程进行项目开发。在进行课题的理论研究同时把理论成果应用于项目的实际开发中，使设计出的 设备管理 系统能够通过 基本信息 设置 就可以实现从设备采购、入库一直到设备调拨、设备报废等整个设备生命周期内的设备管理，提供定位用以保证贵重设备的安全，从而实现设备管理的信息化、智能化。 本课题实施方案是：硬件设备有 源标签少量 、 大量 源标签 、手持读卡器 和 位模块 。 设备定位 技术则采用 比较简单的单点定位技术 。采用 台 在 C/S 和 B/S 两种模式下 进行开发设备管理系统。 在研究系统的设计和实现时侧重于解决以下几方面的问题： 1、射频卡 （ 的接口编程； 2、设备基本信息管理； 3、设备空间定位以及设备使用情况监控； 4、设备维护以及报废管理； 5、设备申请流程设置。 文的章节结构 本论文分为七大章节，每个章节内容如下： 第 1 章：引言。主要描述论文的研究背景、 相关技术的国内外研究现状、 研究内容等。 第 2 章：系统开发环境。主要描述了 基于 高校设备管理 系统的架构和开发过程中所采用的开发工具、开发平台 和技术 等。 第 3 章：系统需求分析。描述了系统经济和技术可行性分析，之后阐述了系统的实际工作流程，充分使用数据流图、模块图和用例图阐述系统需求。 第 4 章：系统模块设计。依据第三章需求，分析并设计出 高校设备管理 系统，可以提高 设备管理的高效性，本章充分使用 顺序 图和 程序流程图 。 第 5 章：系统模块实现。挑选具有代表性的实现界面和关键代码，描述主要功能模块的实现。 第 6 章：系统模块测试和绩效分析。使用测试用例进行 功能测试，并对结果和绩效进行分析。 第 7 章：结论和展望。同济大学 硕士学位论文 基于 高校设备管理系统的设计与实现 4 第 2章 系统开发环境 本章主要介绍 基于 开发 过程中所用到的开发工具 、 开发 技术 和相应的数据库系统软件，并介绍 开发 工具 、技术和数据库软件 提供了哪些强大的功能来简化开发工作、并且保证整个系统安全、稳定、高效地运行 进一步提高工作效率 。 发工具 和技术 基于 008开发平台，后台数据库也采用了微软公司的 005企业版。同 时系统采用了 术。 下面将对所采用的技术和工具进行简要的介绍。 术 英文翻译为 射频识别 ，该 技术 是一种非接触式的自动识别技术 ， 相较于原来的二维码或者磁技术而言具有一定的优点。其工作原理是 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据 ，在 识别工作 过程中 无须人工干预 ，因 此 可工作于各种恶劣环境 1 这里被识别的就是 签，该标签分为有源和无源标签，工作原理相似。 一个完整 通用并且 典型的 统通常由 4 个模块组成 6 主要有 标签(读卡器 ( 间件、应用程序 。 下面简单 介绍 一下读卡器。读卡器 主要负责 读取或写入标签 相关 信息的设备 ，该设备 根据应用不同而有不同的设计 ，比如用于公共门口（公交车或者写字楼门口等）的均为固定式读卡器；如果用于设备盘点多使用手持式读卡器，由于设计不同所以其价格也不一样，一般手持读卡器多数具有无线等接口因此费 用较高 。读卡器对标签 所进行 的操作 共有 3 类 ：（ 1） 识别 (用来 读取 2） 读取 (实现 读取用户数据 ；（ 3） 写入 (用来实现 写入用户数据 7。 被称为 架 ，该框架是微软公司开发的并且应用在系统虚拟机运行的编程平台， 因此该框架除了是技术之外还是编程平台。该技术正是微软公司为了能够用后更多的使用者为目的进行开发的，因此该技术 以通用语言运行库为基础， 除了支持微软自己的语言外还支持其他的语言， 能够 支持 多种语言（ C#、 C+、 ）的开发 8 第 2章 系统开发环境 5 以 为基础发展而来的 ， 它们都是 使用相同的公共语言运行库 的框架 。 加了如泛型、可空类型、匿名方法等新特性后又 增加了 种全新的技术。 是 以 基础， 除了拥有 全部特性外 增加了对 直接支持， 并且 提供了语言集成查询（ 技术以及一些附加的类库 8 008 008 能够设计、开发和测试基于 用程序和服务。 008 能帮助独立的开发人员和开发团队尽可能快速创建并发布完善的、全面的、分布式的软件解决方案。 开发工具具有如下特点：首先在快速开发方面有新突破，为方便模型化编码和调试， 008 提供了改进的语言、编辑、设计和数据的特性，有助于突破生产 力的瓶颈。其次提供跨开发生命周期的协同工作， 008能够让项目组中的开发、设计、测试人员以及系统架构师和项目经理等通过流程整合和共享的工具来协同工作，进而缩短项目的开发周期。最后创建杰出的用户体验 。 软公司 005 企业版 005 是一个全面的数据库 管理系统， 005 数据引擎是企业数据管理 的 解决方案的核心。 005 使得 企业 可以构建 并 部署经济有效的 决方案， 同时使开发团队 通过 分卡、 一些 移动设备将数据应用推向 不同 业务的各个领域。 005 可以为 开发人员、信息工作者、数据库管理员 和 决策者提供创新的 和完美的 解决方案， 使更多的用户从 数据中更多 的 获益。 同时， 005 可以让 使用不同开发语言的开发人员可以通过使用 相似的语言 进行开发 ，例如 使用 #立 数据库对象 和 用户定义的类 、 集合 12。 使用 本 支持通告服务、 务 、 报表服务 ，同时在 全文搜索功能 、 安全性 、 性能 都有所增强 13 校 设备管理 系统的应用现状和运行环境 高校设备管理 系统在设计之初就考虑到系统需要具有足够的 智能性 以满足同济大学 硕士学位论文 基于 高校设备管理系统的设计与实现 6 高校设备管理困难 的需要， 以及定期盘点和定位等方面的需求。系统通 过设计 基于 高校设备管理系统利用电子标签存储每个设备的相关信息（ 签包括有源标签和无源标签），由于设备较多因此相同设备（同一时间采购、入库、进入相同实验室的可以批 量处理标签），对于贵重设备采用了 块进行定位。 通过以上的 基于 高校设备管理系统 的设计和 位 的运用，使系统能够在 非人工检测 的情况下，只通过简单的 手持设备在标签上扫过以及定位就可以对设备进行管理和定位，用以达到系统自动化，减少人工的目的 。 备管理 系统自动化和智能化方面 基于 设备管理系统 已经在 天津理工大学 得到了应用，系统经过 半 年的 试运行已经 证明能够满足 设备管理并且在提高工作效率 方面发挥了巨大的作用，比起以往的人工 管理设备和定期设备维修 ，系统提供了花费了更少的人力，盘点 数据更加及时准确，大大提高了 设备管理的高效性和设备的充分利用 。 该 系统通过 定位确保了贵重设备的安全以及调拨和管理的便利性 ， 给设备使用者和管理者都带来了很多的方便 。 校设备管理 系统开发模式 高校设备管理系统为 在线申请和在线处理以及对于标签的处理。在对于标签处理上采用了 C/S 系统开发模式；而系统地设备管理在线申请和处理以及后台管理则采用了零客户端维护的 B/S 模式，便于维护和升级， 满足 设备管理相关人员进行 设备 数据的监测和报表处理。 第 3章 系统需求分析 7 第 3章 系统需求分析 系统需求分析 是各种类型软件项目开发过程中非常重要 的阶段 ， 主要是对软件开发 目标系统提出 比较 完整、清晰 和准确以及 具体的要求，目的是 用来 确定 所开发的 系统