高校公共基礎實驗室管理系統(tǒng)的設計與實現

高校公共基礎實驗室管理系統(tǒng)的設計與實現高校公共根底實驗室管理系統(tǒng)的設計與實現

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044〔2022〕18-0073-03

TheDesignandImplementationofUniversityPublicBasicLaboratoryManagementSystem

LIUSong，YANQiong

〔ExperimentalTeachingCenter，ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering，Guangzhou510225，China〕

Abstract：Accordingtothefoundationofthelaboratoryteachingperformandtheoptimizationofthelaboratoryinformationmanagementsystem，combinedwiththeneedofinformationmanagementsystem，wedesignedasetofmanagementsystemofpublicbasiclaboratory，usingB/Sstructure，andusingMySQLasthebackenddatabasesupport.Thepaperintroducesthedesignandimplementationofeachfunctionmoduleofthesystemindetail.

Keywords：JAVAWEB；B/S；Laboratorymanagementsystem

1根底實驗室管理現狀

高校公共根底實驗室是根底實驗教學的重要基地，其管理水平的上下直接關系到整個學校根底課程教學和實驗建設水平的上下。近年來，隨著社會對高素質應用型人才的需求日益增大，高校在學生的實驗技能、綜合能力培養(yǎng)上加大力度的同時也對根底實驗室加大改革的力度，將以往小而分散的根底實驗室，組合到一起，建成統(tǒng)一的公共根底實驗平臺。統(tǒng)一平臺的建立，改變了實驗室管理模式和實驗教學體系，實驗教學資源得到了有效的利用，提升了教學效果。但此時，實驗室的管理水平沒有得到同步的提升。

目前信息技術的應用深入到各行各業(yè)，傳統(tǒng)的人工實驗室管理方式已與信息化、智能化開展的趨勢不相適應。根底實驗室管理模式的改變，使得不同學科的根底實驗室集中到一起，統(tǒng)一管理，致使規(guī)模大、結構綜合、系統(tǒng)復雜的根底實驗室日常管理不斷產生大量的數據，由此帶來的實驗室管理工作也日趨復雜。

大量信息數據的處理、教學科研任務的合理安頓和實驗資源的有效利用成為了實驗室管理工作面臨的難題。網絡技術和信息化的開展尷尬題的解決提供了很好的途徑。通過軟件和硬件的結合，開發(fā)一套公共根底實驗室管理系統(tǒng)，可以使得實驗室管理工作更加標準合理，促進實驗資源的共享，提高實驗設備的利用率，減少實驗人員的管理工作量，提高工作效率。

2公共根底實驗室管理系統(tǒng)的特點

仲愷農業(yè)項目學院于2022年初，對實驗室資源進行整合，成立了公共根底實驗中心。將原屬于信息科學與技術學院的計算機根底實驗室，屬于自動化學院的根底物理電子電工實驗室，屬于化學化工學院的應用化學根底實驗室合并在一起隸屬于公共根底實驗中心。打破原有的功能單一、各自為政的管理模式，實現統(tǒng)一規(guī)范，統(tǒng)一管理的新模式，從管理體制上對實驗室的管理進行了改革。因此公共根底實驗室管理系統(tǒng)具有如下特點：

1〕實驗室管理規(guī)范統(tǒng)一，防止管理軟件重復開發(fā)。公共根底實驗管理系統(tǒng)，改變了原來根底實驗室各自為政的管理方式，強調了統(tǒng)一規(guī)范，統(tǒng)一管理。將原有的只面向單個實驗室的管理軟件綜合起來，一次開發(fā)，節(jié)約資金。

2〕根底管理完善靈活。提供了實時準確的實驗室資源使用情況，從而全面提高管理質量和管理效率，降低了管理本錢。

3〕功能齊全，實用性強。除了實驗室的根底管理功能外，對日常產生的數據進行保留，并進一步的分析，為學校信息化管理和決策提供了及時、準確的數據信息。

4〕模塊化開發(fā)，擴展性強。采用模塊化、組件化的編程思想，可靈活地進行各功能模塊的加〔卸〕載，使系統(tǒng)具有一定程度的伸縮性。

3公共根底實驗管理系統(tǒng)介紹

公共根底實驗管理系統(tǒng)是將計算機技術、網路技術以及數據庫技術等有機地結合，實現實驗室、實驗儀器設備與實驗耗材管理的標準化、信息化的信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能有效提高實驗教學、實驗室開放共享的管理水平與效勞水平，還可以通過計算機技術的應用，對海量的數據進行統(tǒng)計和分析，為領導和決策者提供評估、實驗室建設和實驗教學的數據信息。其主要功能模塊包括用戶管理、實驗室管理、實驗開放管理、設備資產管理、實驗耗材管理、數據與報表、信息發(fā)布等主要功能模塊。從功能上，它既能夠保證自身實驗室數據的規(guī)范化和一致性，又能夠滿實驗人員的日常管理需求。

4系統(tǒng)的技術根底

系統(tǒng)采用B/S〔Browser/Server〕模式和JAVAWEB技術。B/S模式下，用戶客戶端只需要瀏覽器就能翻開工作界面，客戶端不需要做額的外軟件開發(fā)，程序員只需專注于Web效勞器端的應用程序開發(fā)即可，可有效減輕維護工作量，降低本錢。JavaWeb是用Java技術來解決相關Web互聯(lián)網領域的技術總和，在整個Web開發(fā)應用領域占據重要位置。當前大局部的網站設計將JavaWeb開發(fā)作為首選。Java技術具有跨平臺、成熟、健壯、易擴充的優(yōu)勢，并且在JavaWeb的應用上有較為成熟的框架如Struts、Spring、Hibernate等，這些框架的應用能使軟件開發(fā)更加簡單快捷，提高開發(fā)效率。本系統(tǒng)是基于MVC的Web應用程序的開發(fā)，采用了SSH〔Struts+Spring+Hibernate〕的集成框架，從職責上分為四層：表示層、業(yè)務邏輯層、數據持久層和域模塊層。采用SSH框架能使開發(fā)人員在較短的時間內搭建出結構清晰、重用性好、維護方便的Web應用程序。在SSH的集成框架中Struts主要負責流程控制，也就是頁面轉向，同時對數據進行處理操作。Hibernate主要負責數據的持久化操作，包括數據的增刪查改。它直接對數據庫進行操作。Spring主要有IoC控制反轉、AOP面向切面編程等構成，它讓程序員針對接口編程，這樣在修改功能模塊實現代碼的時候比擬方便。SSH的架構如圖2所示。

5系統(tǒng)總體設計

本實驗室管理系統(tǒng)是高校公共根底實驗教學平臺構建與實踐的一局部，是實驗室管理的優(yōu)化與創(chuàng)新。它結合我校實驗室管理的實際情況和實驗室開放共享的根本原那么，采用計算機JAVAWEB技術來實現的一套軟件管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)下設用戶管理、實驗室管理、實驗開放管理、設備資產管理、實驗耗材管理、數據與報表、信息發(fā)布等主要功能模塊。該實驗管理系統(tǒng)的應用能有效提升實驗室的管理水平，為實驗教學和科學研究提供了有力保障。同時信息化的運作，減少實驗室管理員的工作量，防止一些人為的失誤，提高了管理的工作效率。

實驗室管理主要包括了兩大局部，即實驗的教學管理和實驗室的工作管理。這兩大局部是根據多年公共根底實驗室的管理工作經驗總結出來的，它們相輔相成，但又互相約束。同樣，通過對公共根底實驗室的管理業(yè)務進行詳細分析，可以將實驗室的管理系統(tǒng)的用戶分為兩大類，即教師和學生。其中教師用戶還可以細分為幾種不同的權限，如：系統(tǒng)管理員、實驗室管理人員、實驗課教師等等。因此，根據高校公共根底實驗室的管理工作模式，將本論文所實現的系統(tǒng)按照用戶角色劃分如下：

1〕系統(tǒng)管理員：它是系統(tǒng)管理的最高權限擁有者，具有所有操作的權限。主要負責系統(tǒng)的：數據初始化、平安性的設置、其他角色權限的分配、根本功能維護、數據庫的維護以及運行過程中的實時監(jiān)測等等。

2〕實驗室管理人員：它是系統(tǒng)管理的次高級權限擁有者。主要可以通過本系統(tǒng)進行下列操作：實驗工程的開設、實驗課程安頓和調整、實驗工作量化統(tǒng)計以及實驗室的監(jiān)管、實驗設備和耗材的使用方案、采購、領用等，查詢實驗室、教學人員、學生和設備的信息以及實時狀況，還可以根據查詢結果自動生成相應報表。

3〕實驗課教師：它是系統(tǒng)管理的真正使用者。主要可以通過本系統(tǒng)進行下列操作：儀器設備使用預定、申請實驗環(huán)境準備、維修登記、耗材領用、報損等等，還可以完成課表查詢、網上實驗安頓、日志填寫、開放實驗工程設置、信息交流等。

4〕學生：它也是系統(tǒng)管理的廣闊使用者。主要可以通過本系統(tǒng)進行下列操作：實驗設計、實驗報告提交、網上實驗工程預約、實驗課表查看、實驗課程預定、在線交流、信息瀏覽等。

數據庫是管理信息系統(tǒng)的根底，是信息系統(tǒng)開發(fā)的重要組成局部。本系統(tǒng)后臺數據庫采用了源代碼開放且免費的MySQL作為數據庫管理系統(tǒng)。數據庫直接關系到系統(tǒng)的可維護性、平安性、操作的方便性以及故障的恢復等，因此必須對數據庫的結構進行合理的設計。根據實驗管理的實際情況，本系統(tǒng)設計的數據庫中主要數據表如下：實驗室信息表〔LabInfo〕、實驗人員信息表〔Teacher〕、實驗室課程表〔LabCourse〕、用戶信息表〔UserInfo〕、實驗工程表〔LabProject〕、儀器設備表〔Equipment〕、低值易耗品表〔Receive〕、信息發(fā)布表〔Information〕、留言信息〔Message〕表等。

6系統(tǒng)的七大功能模塊

本論文中的公共根底實驗室管理系統(tǒng)主要由用戶管理模塊、實驗室管理模塊、設備資產管理模塊、實驗開放管理模塊、實驗耗材管理模塊、數據與報表模塊、信息發(fā)布模塊等七大功能模塊組成。每個模塊針對不同等級的用戶設置不同的權限，不具有該權限的用戶將不能使用局部功能選項。該系統(tǒng)針對設計的四種等級的用戶，根據該角色權限的不同設置，將會呈現不一樣的操作界面。

6.1用戶管理模塊

該功能模塊的主要功能是對用戶信息的管理。用戶信息根據用戶角色的不同信息也不同，教師一般包括工號、姓名、用戶名、用戶密碼、職務、、郵箱等；學生一般包括學號、姓名、用戶名、用戶密碼、班級、、郵箱等。用戶管理模塊用來建立用戶，并賦予其相應的角色，以及用戶信息的增、刪、改、查操作。系統(tǒng)將用戶分為系統(tǒng)管理員、實驗室管理員、實驗教師、學生這四種主要的不同角色，他們各有各的權限，登錄進入系統(tǒng)后的操作界面也各不相同。系統(tǒng)的管理員的權限最高，具有所有的操作權限，學生的權限最低，只有預約、查看和瀏覽的權限。

6.2實驗室管理模塊

該功能模塊的主要功能有：實驗室工作人員的管理、實驗室信息的管理、實驗室使用的管理、實驗室日志的管理等，讓復雜繁瑣、并發(fā)又不可沖突的實驗室管理工作變得并發(fā)中有序，有條不紊。

實驗室人員的管理包括實驗室人員的一些根本信息，如實驗室管理人員是否是專兼職、個人根本信息、具體負責事宜等。

實驗室信息的管理包括實驗室的根本信息、實驗室房間數、房間面積等信息，可以通過查看實驗室的信息，也可以統(tǒng)計所有實驗室的局部信息，同時也可以逐級翻開查看個別實驗室的詳細信息。

實驗室使用的管理包括實驗室的使用狀態(tài)信息，提供學生預約開放實驗室，設置實驗室的開放時間與房間號等。

實驗室日志的管理包括實驗室的使用情況，設備維護記錄以及統(tǒng)計信息等。6.3設備資產管理模塊

該功能模塊的主要功能是建立實驗室儀器設備賬目，對使用過程進行管理，到達優(yōu)化數據的真實、有效性，降低儀器設備管理難度的目的。其中又包括了下列三個子模塊：

儀器管理模塊：包括實驗室儀器設備的一些根本信息，示例設備編號、名稱、型號、規(guī)格、生產廠家、出廠日期、寄存地點、價格、現有狀態(tài)、所屬管理人等信息。

儀器變動管理模塊：包括儀器設備變更的申請、審批和管理功能，以及儀器的批量驗收、變更、報修、維修、報失及報廢等信息的管理。

數據信息效勞模塊：包括儀器設備相關信息的多種查詢方式，儀器設備數據的統(tǒng)計，數據報表的自動生成及其打印效勞。

6.4實驗開放管理模塊

該模塊可以分為兩種形式的開放，一是實驗工程的開放，二是實驗室的開放。

1〕實驗工程的開放

實驗工程開放是指為高校專業(yè)教師上實驗課提供功能完備的實驗工程開放管理功能和提供預約實驗工程的功能。

開放實驗工程申請管理可以從開放的實驗工程中進行選擇和修改操作。選擇設置中，可對實驗工程的開放時間、實驗地點、實驗人數進行設置；修改那么是對原有工程進行修改然后再進行開放。

實驗工程預約管理是系統(tǒng)提供應實驗老師開放實驗預約申請和學生登錄系統(tǒng)后預約自己的實驗工程兩種方式，實驗工程可以規(guī)定實驗的時間、地點、人數等。

2〕實驗室開放

實驗室在滿足正常的實驗教學后，可將實驗室設置在某一時間段內進行開放，學生可以進行上網申請，也可以根據學生自己的學習進展以及個人愛好自主選擇相關的實驗申請，讓實驗室在條件允許的范圍內使實驗資源得到充沛的利用。其中在實驗室的預約操作中，實驗教師和學生都可進行預約和取消預約操作，從而選擇實驗工程或自定義工程預約開放實驗室。

6.5實驗耗材管理模塊

該功能模塊的主要功能是實現對耗材申請預算、接收、驗貨、存儲、領用、統(tǒng)計等業(yè)務流程及實驗室耗材采購登記與報賬管理，對庫存及經費進行統(tǒng)計查詢，還可以實現賬目查詢與打印功能。

6.6數據與