【《科研项目管理系统的设计与实现》9900字（论文）】

页共41页 引言1.课题背景随着现代计算机网络和科学技术的迅猛发展,科研机构设立的科研课题越来越多,导致科研机构设立的科研课题管理日趋复杂。然而现在很多大型科研机构的对于科研项目管理工作依然都是直接使用办公软件(例如word、excel等)来对项目资料信息进行收集和分析统计,这种简单的手工操作方式不但工作繁琐,在实际操作的过程中易出错,而且由于科研参与者人员与其他科研管理人员之间的互动有着时间和空间上的限制,信息反馈比较慢。所以科研机构现在迫切需要一套高效率管理体系来对科研课题实施管理。科研项目管理系统主要应用在科研所、高校等，系统使用计算机技术来实现科研项目管理的信息化。随着网络的普及，越来越多的科研机构将项目管理系统与互联网联系到一起，打破了科研参与人员与科研管理人员之间交流的空间和时间的限制。为减轻科研管理人员的工作负担，开发一个科研项目管理系统势在必行。本论文研究的科研项目管理系统就是一个基于JavaWeb开发的项目管理系统，有力地支持了科研机构的科研项目管理工作。科研项目管理系统有机的结合了用户、科研参与人员、科研项目、项目研究大纲、项目结题资料等管理，提高了科研项目管理的效率和水平。科研项目管理系统在设计时将充分考虑每个用户的角色特点，特别加强各用户角色间的交互性，从项目的立项到项目结题实现全过程的管理。2.课题的意义开发科研项目管理系统，建立一个科研项目管理系统可以极大提高管理效率，也可以方便管理员对所有项目信息的统计分析。科研项目管理系统的开发具有以下现实意义：1、实现用户分层管理的模式。由于科研项目管理系统存在多种不同的用户角色，每个角色拥有自己的项目管理模块，所以系统在管理过程中必须要实现不同等级的权限管理。2、实现科研工作量化机制。系统能根据科研人员的科研项目、科研成果、项目研究大纲等信息统计出该人员在某个时间段的科研成绩，为以后的量化考核提供数据支持。3、实现管理自动化。系统不仅提供文件上传与下载功能而且有离线留言等通讯手段进行信息交流，能充分实现用户管理、辅助信息传递等功能，实现管理自动化。3.国内外研究现状（1）国外研究情况国外对科研项目管理的研究比较早，起源于上世纪八十年代，当时主要是对项目信息集成的研究。当计算机网络技术普及后，项目管理的方式出现了较大的变化，可以使用数据库对项目数据进行存储和管理，使项目管理效率得到极大的提高。项目管理不再受空间和时间的限制，可以更加方便有效地工作，对项目起到随时随地的管理，加快了项目的发展。在一开始，科研管理主要集中对从事科研工作的某一个方面的管理，在功能上比较有限，适用范围较窄。这种现象的出现主要是因为当时对科研管理的研究主要是一些分散的公司，没有形成集中化的技术。不同的产品在实际使用中受到检验，较为出色的系统则开始脱颖而出。这些产品领导着项目管理信息系统的发展。系统在使用中，可以结合项目需要引入新的功能，实现对项目管理的订制。（2）国内情况科研项目管理系统在我国的发展过程是从开始的购买模仿到了如今能自主全栈的开发和创新。对于科研项目负责人来说，科研项目信息管理系统的使用水平往往成为考察项目管理能力的标志之一。科研项目管理信息系统在我国许多工程项目中都得到使用，在一定程度上解决了工程管理上的一些问题，提高了管理水平，但是，由于在面对复杂的科研项目中，这些系统本身还是存在一定的缺陷和不足，主要表现为系统信息管理能力差、实现模式不符合国情、封闭式的开发模式、系统自我存在弊端、软件缺乏先进性等情况。国内的科研项目管理信息系统在功能上比较单一，在使用上存在许多不足之处，如果要进行简单的单纯的科研管理，这些系统还能够工作，但是，面对当今复杂的工程项目，这些系统就显得杯水车薪。1系统关键技术简介1.1B/S模式和C/S模式C/S结构即客户端/服务器模式，它的服务器通常是一些高性能的计算机，而且它常采用大型数据库系统比如ORACLE。客户如果要使用该系统必须要下载一个专门的客户端软件。它可以将系统执行任务合理分配到客户端和服务端，从而减轻了服务端的系统开销，但对客户机的硬件配置要求比较高，并且系统维护成本较高。另外在通信实时性方面，客户端和服务端必须要持久连接，实时进行数据访问和更新，这样会占用大量的网络资源，造成一些资源浪费。因此C/S模式目前只适用于对实时性要求较高的应用上，比如王者荣耀手游，英雄联盟、实时通讯工具（比如QQ）。而B/S结构即浏览器/服务器模式，它以web网站为载体，web浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式下，用户只需要一个浏览器便可以访问各种想要的网络资源，所有的网络资源在网络上通过各自的URL（统一资源定位器）来唯一访问。这种模式的系统的核心功能都集中在服务器上，减少了系统开发和维护的成本。经过比对分析，本课题所研究的科研项目管理系统更适合B/S模式，首先B/S结构可以简化系统开发，并降低系统维护成本。然后科研机构的用户无需下载安装客户端软件，方便科研用户的使用。另外，B/S结构的程序不需要一直连接，可以减轻网络链路的负担。再次，B/S框架的使用者只要有网络，不限制空间位置便可以轻松访问应用服务。综上，本系统使用B/S模式更符合需求。1.2MYSQL数据库MySQL是一款功能强大、快速、安全、免费、并且支持多种编程语言的数据库系统。该数据库系统是由瑞典的MySQLAB公司所开发，目前互联网上的许多中小型网站都使用MySQL数据库来开发项目。本系统为什么要使用MySQL数据库？首先，用户可以合理选择它提供的多种数据库存储引擎来适应不同的应用开发场景，从而得到良好的性能，并且它支持事务、视图、存储过程、触发器等。另外它的运行速度很快，使用了索引压缩和单扫描多连接等技术达到快速连接和运行的目的。其次，它的安全性比较高，服务器和客户端通信时，所有的密码均要先加密后才能在网络上传输，能够保证本系统用户密码的安全。最后，使用它的使用成本很低，是一个免费的数据库产品，用户可以直接下载安装后使用，从而极大地降低了开发本科研项目管理系统的成本。1.3ssm框架介绍ssm框架包括spring框架、springMVC框架、mybatis框架。是目前主流的JavaEE框架，能够用来搭建开发各种大型的应用系统。Spring是一个开源框架，是分层的JavaSE/EE应用full-stack轻量级开源框架，以IoC（InverseOfControl：反转控制）和AOP（AspectOrientedProgramming：面向切面编程）为内核，提供了展现层SpringMVC和持久层SpringJDBC以及业务层事务管理等众多的企业级应用技术，还能整合开源世界众多著名的第三方框架和类库，逐渐成为使用最多的JavaEE企业应用开源框架。MyBatis是一款优秀的持久层框架，是对jdbc的封装，它支持动态SQL编程、存储函数和触发器等功能。它不仅简单易学，本身体积小易于使用，而且灵活多变，扩展性强。支持java对象与数据库的字段的自动相互映射，可以简化持久层的编写，有利于大型应用系统的开发。SpringMVC属于SpringFrameWork的后续产品，是一个MVC框架，通过实现Model-View-Controller模式来很好地将数据、业务与展现进行分离。它解决了java代码和servlet之间的耦合，优化并且简化了controller层的编写。综上我们知道，spring框架消除了业务层和其他各层的直接耦合从而优化了service层，springmvc解决了java代码和servlet之间的耦合从而优化哦了controller层，mybatis降低了sql语句和java代码之间的耦合从而替换了dao层。通过整合以上三个框架，可以极大地简化本科研项目管理系统的开发。2系统需求分析2.1可行性分析系统的可行性分析主要是分析系统建设过程中的各种条件是否成熟，从而判断系统的优劣，系统的开发是否必要，能否正常顺利的完成，系统的建设条件包括很多方面，比如技术、经济和法律2.1.1经济可行性分析开发本系统所需要的硬件设备是一台电脑，开发软件已经在电脑上安装。另外，本系统开发费用主要是购买服务器硬件设备或者云服务器的费用。系统应用编写主要是脑力劳动，不需要其他的费用。综上开发成本较低，本系统在经济上可行。2.1.2技术可行性分析本系统将目前主流的ssm框架作为本系统主要开发技术，数据库使用的是功能强大的mySQL数据库。spring框架消除了业务层和其他各层的直接耦合从而优化了service层，springmvc解决了java代码和servlet之间的耦合从而优化哦了controller层，mybatis降低了sql语句和java代码之间的耦合从而替换了dao层。用ssm框架来开发本系统可以减轻开发任务。因此，本系统的技术方面是可行的。2.1.3社会因素可行性本课题所研究的科研项目管理系统属于自主研发，部分功能参照了网上的公开文文献，不存在侵权问题。并且本系统属于商业化绿色应用，业务逻辑符合科研单位实际情况的使用，方便科研工作者的使用。因此，本系统的社会因素是可行的。综上，本系统开发是可行的。2.2系统业务需求分析2.2.1系统用例分析1、科研项目负责人用例图科研项目负责人在本系统能够使用的功能主要是科研项目申请和科研项目管理。用例图如图1所示。图SEQ图\*ARABIC1项目负责人用例图2、项目评审专家用例图项目评审专家在本系统中能进行的操作主要有：项目立项评审、项目结题评审。用例图如图2所示下。图SEQ图\*ARABIC2评审专家用例图3、科研管理人员用例图项目评审专家在本系统中能进行的操作主要有：项目模板管理，科研项目查询，财务管理，用户管理，评审管理。用例图如图3所示。图SEQ图\*ARABIC3科研管理人员用例图2.2.2业务流程分析科研项目管理的业务流程从项目负责人申报项目开始，经过评审专家的审核，通过审批后才能立项存档，最后对项目进行结题验收，整个项目管理工作的业务逻辑严谨，符合管理要求。具体业务流程图如图4所示：图SEQ图\*ARABIC4业务流程图2.3系统功能需求项目模板管理：科研管理人员负责对项目模板进行管理，先通过项目类别新建项目模板，再对模板内容进行具体设置，包括项目阶段模板设置，项目成本模板设置，项目结题提交材料模板设置。项目申请：本系统为项目负责人提供项目申报的功能，项目负责人申报项目时要先选择项目类别，再选择对应类别可用的项目模板，再填写项目的其他具体信息，包括项目的名称、项目简介、项目申请书、业务范围、研究领域。项目管理：项目负责人负责对自己申报的项目进行管理，包括参与人员管理，研究大纲管理，项目成本管理，结题材料管理，项目成果管理。财务管理：科研经费由科研管理人员负责管理和分配，包括经费开支和开支统计。结题管理：项目负责人在完成项目研究后，可以申请项目结项，评审专家再进行结题评审，并给出评审意见。通过后项目标记为已结题。评审管理：科研管理人员负责评审管理模块，对需要评审的项目进行评审人员的指定。包括立项评审人员管理和结题评审人员管理。用户管理：用户管理由系统管理员负责操作，主要进行系统的用户管理，包括用户的角色设置和用户的权限设置。3系统概要设计根据前面的需求分析，本系统按功能可以分为项目模板管理模块、立项管理模块、项目管理模块、财务管理模块、结项管理模块、评审管理和用户管理。具体的功能结构设计如图5所示。图SEQ图\*ARABIC5功能结构图4系统详细设计4.1系统功能模块设计4.1.1项目模板管理设计科研管理人员负责对项目模板进行管理，先通过项目类别新建项目模板，再对模板内容进行具体设置，包括项目阶段模板设置，项目成本模板设置，项目结题提交材料模板设置。流程图如图6所示。图SEQ图\*ARABIC6项目模板管理流程图4.1.2立项管理模块设计立项管理包括科研项目申请和项目立项评审，首先选择项目类别，再选择可用模板，再填写具体的项目申请表完成项目的初始申请，项目负责人上传完研究大纲后，就会将项目交于评审专家评审，通过后项目标志该为已立项。未通过的项目将会被打回和给予评审意见，修改信息后重新评审。流程图如图7所示。图SEQ图\*ARABIC7立项管理流程图4.1.3项目管理模块设计项目管理包括参与人员管理，研究大纲管理，项目成本管理，结题材料管理，项目成果管理。项目负责人进入系统后可以查看自己的所有项目，并对单个具体项目进行管理。其中参与人员管理可以添加删除修改参与该项目的科研人员信息。研究大纲管理可以完善修改该项目唯一对应的研究大纲，研究大纲第一次上传为保存操作，第二次以上就是在原有研究大纲的基础上进行修改，每次修改完研究大纲后都会有评审人员来评审。项目成本管理可以查看本项目的所有成本项，还能修改每个成本的预算。结题材料管理可以查看该项目的所有模板文件是否完成填写、下载模板材料文件和上传已经填写好的材料文件。当完成结题申请表的上传后，该项目就会进入结题审批状态。项目成果管理可以查看修改和添加该项目的成果，每个成果都需要有评审人员来进行评审，通过后会有成果奖励。简要流程图如图8所示。图SEQ图\*ARABIC8项目管理流程图4.1.4财务管理模块设计科研经费由科研管理人员负责管理和分配，包括经费开支和开支统计。其中经费开支可以添加项目的具体开支项，开支统计可以根据多个不同查询条件筛选查询并统计开支项目的总金额。有项目名称和成本类别两个条件。当这两个条件都是空时，查询结果就为系统中所有的开支项；当只有项目名称时，查询结果就是该项目的所有开支项；当只有成本类别时，查询结果就是本系统中为指定成本类别的所有开支项；当项目名称和成本类别都不为空时，查询结果就是该项目下指定成本类别的开支项。4.1.5评审管理模块设计评审管理模块包括项目立项评审人员管理和项目结题评审人员管理。刚新建的项目默认状态为等待评审，当该项目提交了研究大纲后状态会改为审批中，需要为项目指定立项评审专家；当项目提交完结题申请表后，还需要为该项目指定项目结题评审专家。流程图如图9所示。图SEQ图\*ARABIC9评审管理流程图4.1.6结题管理模块设计项目负责人提交完结题申请表后，评审专家再进行结题评审，并给出评审意见，通过后项目标记为已结题。流程图如图10所示。图SEQ图\*ARABIC10结题管理流程图4.1.7用户管理模块设计用户管理主要包括用户的增加删除修改、用户角色设置和用户的权限设置。其中角色有项目负责人、科研管理人员、评审专家、超级管理员四种。前三种角色分别代表科研机构的三个不同的职务的权限代表，超级管理员拥有本系统的所有权限，用于特殊情况的处理和方便开发人员进行系统调试。4.2数据库设计4.2.1数据概念结构设计数据库概念结构设计主要就是设计系统的E-R图，本科研项目管理系统的E-R图如图11所示。图SEQ图\*ARABIC11系统E-R图4.2.2数据库逻辑结构设计由于本系统涉及的表实在太多，下面只展示几个重要表的具体字段。项目表（project），本系统的核心表，记录项目的名称、项目申请书等基本信息和项目的状态。具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC1项目表字段名字段类型字段说明约束条件projectIdINT项目ID主键projectNameVARCHAR（18）项目名称NOTNULLprojectDescVARCHAR（200）项目描述projectApplicationVARCHAR（100）项目申请书businessScopeVARCHAR（100）业务范围researchScopeVARCHAR（100）研究领域projectStatusVARCHAR（10）项目状态NOTNULLprojectTypeIdINT项目类别ID外键userIdINT用户ID外键项目模板表（projectTemplate），包括模板ID，模板名称，模板描述，模板申请书等字段。具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC2项目模板表字段名字段类型字段说明约束条件templateIDINT模板ID主键templateNameVARCHAR（100）模板名称templateDescVARCHAR（100）模板描述templateApplicationVARCHAR（100）模板申请书projectTypeIdINT项目类别ID外键结题资料表（finishMaterial），具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC3结题资料表字段名字段类型字段说明约束条件IdINT结题资料ID主键NameCHAR（10）结题资料名称materialDescCHAR（10）资料描述FileVARCHAR（100）资料文件isFinishedCHAR（10）是否完成NOTNULLprojectIDINT项目ID外键项目立项审批表（projectStartExamine），具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC4字段名字段类型字段说明约束条件examineIdINT立项审批表ID主键examineDateDATE审批时间isExamineCHAR（10）是否审批isPassCHAR（10）是否通过examineOpinionVARCHAR（100）评审意见taskGetDateDATE任务到达时间projectIdINT项目ID外键结题审批表（projectFinishExamine），具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC5字段名字段类型字段说明约束条件idINT结题申请表ID主键examineDateDATE评审日期isExamineVARCHAR（100）是否评审isPassVARCHAR（100）是否通过examineOpinionVARCHAR（100）评审意见ScoreINT分数taskGetDateDATE任务到达时间userIdINT用户ID外键projectIdINT项目ID外键用户表（user），具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC6字段名字段类型字段说明约束条件userIdINT用户ID主键AccountVARCHAR（100）账户NOTNULLPasswordVARCHAR（100）密码NOTNULLUsernameVARCHAR（100）用户姓名phoneNumberVARCHAR（100）电话号码idNumberVARCHAR（100）身份证号码roleIdINT角色ID外键项目研究大纲表（researchAchievement），具体字段如表1所示。表SEQ表\*ARABIC7字段名字段类型字段说明约束条件IdINT大纲ID主键outlineNameVARCHAR（100）大纲名称outlineFileVARCHAR（100）大纲文件outlineExamineFileVARCHAR（100）大纲评审文件examineDateDATE评审日期AssessorVARCHAR（100）评审人uploadDateDATE大纲上传日期projectIDINT项目ID外键5系统实现5.1系统关键技术的实现5.1.1文件上传和下载的实现本系统需要多次使用文件上传和下载功能，比如立项管理需要上传和下载项目申请书，结题管理需要上传和下载结题申请表。故该技术的实现必不可少。通过ssm框架中的springmvc可以轻松地解决这个问题。1.文件上传使用SpringMVC框架的MultipartResolver对象来实现文件上传功能。下面是具体的代码实现过程。使用MultipartResolver对象，在XML中配置Bean.代码如下图SEQ图\*ARABIC12（2）编写上传页面图SEQ图\*ARABIC13（3）编写上传控制器图SEQ图\*ARABIC142.文件下载图SEQ图\*ARABIC155.1.2MYSQL数据库连接的实现在spring的配置文件中配置C3p0数据库连接池，配置中需要注明要配置的MySQL数据库的驱动，数据库在本机的位置和数据库名，数据库的用户名，数据的密码。配置好后就可以连接数据库了。部分代码如下。图SEQ图\*ARABIC165.2.3系统权限管理的实现由于本科研项目管理系统中存在四种不同的角色，每种角色拥有的系统权限不一样，故需要对他们进行系统的权限控制。使用spring的后续子产品spirng-security可以完美地解决这个问题。部分代码如下。服务器端方法级权限控制的实现图SEQ图\*ARABIC17其中在添加了权限控制注解的方法执行之前，会判断参数的值是否等于principal中保存的当前用户的值，或者当前用户的角色是否是admin，这两种情况只要符合一个就可以访问该方法。页面端标签控制权限图SEQ图\*ARABIC18只有符合条件的用户才会显示标签中间的内容5.2系统功能模块的实现5.2.1项目模板管理的实现项目模板管理先通过项目类别新建项目模板，再对模板内容进行具体设置，包括项目阶段模板设置，项目成本模板设置，项目结题提交材料模板设置。

项目模板管理页面如下：图SEQ图\*ARABIC19这是添加项目模板的页面：图SEQ图\*ARABIC205.2.2立项管理模块的实现科研项目的立项首先需要选择项目类别，再选择可用模板，再填写具体的项目申请表完成项目的初始申请。其中选择项目类别后，表单中的可用模板名称列表项也会随之变化，这牵涉到了多级下拉列表数据联动的问题。需要用到ajax异步数据传输技术。部分实现代码如下：这是部分页面表单的代码。图SEQ图\*ARABIC21这是发送异步请求的函数代码。图SEQ图\*ARABIC22新建项目的页面展示如下：图SEQ图\*ARABIC235.2.3项目管理模块的实现项目管理模块就是对单个项目的具体管理，包括参与人员管理，研究大纲管理，项目成本管理，结题材料管理，项目成果管理。由于对单个项目的具体管理项比较多，如果将这几个具体的管理功能写在不同页面上，用户每次想要一起操作这几个项目具体管理项时需要重复点击和返回才能达到目的，所以本系统将这几个具体管理项融合到了一个页面上，在同一个页面上通过选型卡的方式将每个具体管理项分开，用户只需要点击页面上方的选项卡便可以不重新刷新页面也能达到跳转的目的。这也就加大了实现该功能的难度，每个管理项的管理请求不能再跳转页面（使用session作用域存入对象的方式），而是使用ajax发送异步请求的方式，局部刷新页面。但这又引来了一个麻烦，想要把后端传来的大量的json数据有条理整洁地渲染到页面表格上就会比较困难。使用air-template模板引擎可以完美地克服这个困难，它是目前比较流行、语法简单、轻量、快速的模板引擎。模板中可以有分支判断和循环逻辑，可以直接嵌套html标签。它与以前直接拼接字符串的方法要简单，且不容易出错，而且好维护。下面是它的部分代码实现步骤。1.先下载导入模板引擎图SEQ图\*ARABIC242.写模板图SEQ图\*ARABIC25图SEQ图\*ARABIC263.用模板图SEQ图\*ARABIC27项目管理页面展示如下：图SEQ图\*ARABIC285.2.4财务管理模块的实现财务管理包括经费开支和开支统计。其中经费开支添加开支项在代码上就是减少该项目的经费，开支统计可以根据多个不同查询条件查询并统计开支项目的总金额。有项目名称和成本类别两个条件，这两个条件的有无都会影响到最终查询结果。开支统计的实现需要用到mybatis的where，if等标签实现动态sql拼接。下面是dao层部分实现代码。<selectid="findByCondition"resultMap="expenditureMap"parameterType="expendCondition"><selectid="findByCondition"resultMap="expenditureMap"parameterType="expendCondition">

<iftest="costName!=nullandcostName!=''andprojectName==nullorprojectName==''">

select*fromexpenditure

<where>

projectCostIdIN(

SELECTprojectCostIdFROMprojectCost

WHEREcostNameLIKEconcat('%',#{costName},'%')

)

</where>

</if>

<iftest="projectName!=nullandprojectName!=''">

SELECT*fromexpenditure

<where>

projectCostIdIN(

selectprojectCostIdfromprojectCost

<where>

<iftest="costName!=nullandcostName!=''">

andcostNameLIKEconcat('%',#{costName},'%')

</if>

andprojectIdIN(

SELECTprojectIdfromprojectwhereprojectNameLIKEconcat('%',#{projectName},'%')

)

</where>

)

</where>

</if>

</select>其中的#{}表示一个占位符，可以解决sql注入的安全隐患问题。这是经费开支的页面展示。图SEQ图\*ARABIC29下面是开支统计的页面展示：图SEQ图\*ARABIC305.2.5评审管理模块的实现评审管理模块由项目立项评审人员管理和项目结题评审人员管理组成。其中项目立项人员管理的代码实现首先需要将状态处于审批中的项目查询出来，再才能给项目指定评审人。部分代码如下：////等待审批的项目，且必须提交了研究大纲publicList<Project>findAllStart(){

List<Project>projects=dao.findAllStart();

//需要过滤一下,过滤掉没有上传研究大纲的项目

returnprojects.stream().filter(project->{

ResearchOutlineoutline=outlineDao.findByProjectId(project.getProjectId());

returno