實驗室開放預約系統設計與實現

李鹍　張勇　楊蕾新　柳葉飛

摘 要：隨著互聯網的高速發展，學生群體的微信使用率達到百分之八十八點七。結合我校實驗教學中心的實際需求，以及微信公眾平臺的優勢特點，完成系統的設計與開發，解決我校同學實際問題。

實驗室開放預約系統采用B/S結構架構，根據微信公眾平臺的API文檔進行開發，采用高版本PHP，使用NGINX搭建反向代理系統中高并發情況帶來的服務器壓力，使用MYSQL進行數據存儲。

關鍵詞：實驗室開放預約系統；實驗室；提高管理效率

一、 引言

伴隨著微信在大學生群體使用率的瘋狂提升，微信公眾平臺也逐漸體現出其便利性，這也是實驗室開放預約系統對接微信公眾號的重要原因。

為使我校實驗室資源可以被充分利用，確保學生可以規范有序地使用開放教學實驗室。實驗室開放預約系統及其背后開發團隊協助我校實驗教學中心做好實驗室開放工作。讓學生可以進入開放教學實驗室完成相關設計或科研項目。

實驗室開放預約系統可以在微信公眾號網站中將實驗室的各類信息直觀地呈現在師生面前，讓師生可以根據自身情況來選擇實驗室，不需要再奔走于各個實驗室之間，同時減少實驗員的工作量，提高實驗室的管理以及利用效率。

實驗室開放預約系統包括學生、教師、實驗員三個類型用戶，系統主要提供實驗室信息查詢、實驗室課表查詢、實驗室在線預約、退訂、實驗室基礎信息管理維護以及實驗室使用記錄等其他數據分析功能。

二、 實驗室預約系統的需求分析

（一） 開放式實驗教學的優勢

1. 有利于提高學生的綜合能力和素質。對于開放式實驗教學，學生是直接受益者。除一定的必修課程外，學生可以根據個人興趣愛好、專業發展方向選擇性地進行實驗項目。

2. 有利于培養一支高素質的實驗隊伍。開放式實驗教學對于實驗員的素質提出了更高的要求，要求他們不斷地進行實驗教學內容的改革。

3. 充分使用實驗室的現有設備，提高現有設備的使用率。

（二） 開放式實驗室教學弊端

由于實驗內容的不確定性，使得實驗時間的安排無法按照傳統方式進行，或按照傳統方式運行，需要花費大量的人力配置，所以需要計算機系統支持解決上述問題，需要一個能與當前實際需求相適應的、高效的實驗室管理系統。

三、 實驗室開放預約系統的設計開發

實驗室開放預約系統以微信公眾平臺網站作為入口，即無須考慮系統兼容以及瀏覽器版本兼容問題，降低本系統的開發時間成本。系統采用高版本的PHP、NGINX以及MYSQL數據庫等技術。

（一） 技術特性

1. PHP 7.1簡介及新特性

PHP是一個開源腳本語言，主要使用與WEB開發領域。PHP支持幾乎所有流行的數據庫以及操作系統，并且PHP可以使用C、C++進行拓展，例如Swoole-面向生產環境的PHP異步網絡通信引擎PHP 7.1在性能上優于PHP5.6版本3倍之多。對于數據庫操作中，PHP 7.1依然優于5.6版本。PHP 7.1版本在開啟zend Opcache 拓展后相較于PHP5.6提升近乎20倍。

2. NGINX簡介及反向代理功能

NGINX是一個高性能的HTTP和反向代理服務器，其優點主要在于占用內存少，并發能力強。

反向代理是指通過緩沖經常被請求的頁面來緩解服務器的工作量，將客戶機請求轉發給內部網絡上的目標服務器；并將從服務器上返回的結果返回給客戶端，而代理服務器與目標主機對外表現為一個服務器。

（二） 系統設計

1. 系統功能

（1）登陸/注冊/找回密碼；

（2）實驗室預約/取消預約；

（3）實驗室課表及信息查詢；

（4）實驗室課表及信息維護；

（5）實驗室預約數據管理/分析。

2. 系統架構

本系統采用MVC模式進行開發，實現各層之間在互不干擾的情況下進行本層的開發，縮短系統開發周期，降低程序后期維護成本，降低系統耦合度；采用NGINX服務器搭建并配置負載均衡/反向代理，解決單一服務器壓力過大以應對高并發情況；前端使用WEUI與微信UI風格統一，提高用戶體驗。

四、 實驗室開放預約系統的實現

系統瞄準微信平臺上手簡單等特點，降低開發難度以及開發使用成本，用戶可以隨時隨地訪問實驗室預約系統，用戶無須下載APP，通過獨有的微信OPENID驗證以及賬戶綁定機制，一次登錄終身使用。

實驗室預約系統在開發完成后，在云服務器上搭建后，歷經了應用測試、二次開發、云環境托管三個狀態，系統目前運行穩定，響應迅速，操作流暢，無任何請求失敗或宕機的故障發生，先后有約一千人次進行預約，便捷實用，深受師生好評，由此說明，實驗室預約系統在一定程度上達到了最初的設計要求，大致滿足了用戶需求。

五、 結束語

本文對基于PHP開發的沈陽師范大學實驗室開放預約系統開發的基本原理和系統結構進行大致闡述，并介紹實驗室開放預約系統的主要模塊及其功能。根據當下的信息發展方向，結合我校實驗教學中心需求，設計并實現了實驗室開放預約系統。該系統提供實驗室信息查詢、實驗室課表查詢、實驗室預約、實驗室退訂、實驗室預約記錄管理、實驗室使用記錄等數據分析、實驗室評估等功能。提高了我校在實驗教學環節的規范性和信息化程度，成功地減少實驗員的工作量，成功提高了實驗室管理效率。由于開發成員的技術能力、項目時間等限制，實驗室開放預約系統仍存在一定的不足，需要持續不斷地更新和提升。

參考文獻：

[1]肖鵬博.高校開放實驗室管理系統的設計和實現[D].大連理工大學，2008.

[2]王柳婷，等.基于高校科研業績考評系統微信運維平臺開發與實踐[J].考試周刊，2017（85）.

作者簡介：

李鹍，張勇，楊蕾新，遼寧省沈陽市，沈陽師范大學科信軟件學院；

柳葉飛，遼寧省沈陽市，沈陽師范大學實驗教學中心。