高職院校實驗室信息管理平臺的研究與實現

周葉華 桑世慶 孫 霞 邵志平

（嘉興職業技術學院，浙江 嘉興314000）

高校實驗設備的管理繁瑣且復雜，設備種類繁多、使用人群多且不固定，隨著時間的推移有些設備使用率低下，設備的維修維護、借用登記信息難以及時傳遞給管理人員[1]。傳統的實驗室管理工作往往采用人工表格登記的方式，存在管理分散、容易出錯、統計困難等問題[2]。為了有效解決管理落后、資源浪費、配置不合理等一系列現象，使實驗室資產管理逐步規范化、科學化、制度化，進一步提高實驗員工作效率，需要加快開發一套行之有效的，具備完善功能的實驗室管理系統。

1 系統概述

基于互聯網技術，設計實現實驗室信息管理系統。通過系統實現實驗室信息化展示和資源優化配置的綜合服務平臺，實現實驗室、實驗人員、實驗教學、實驗設備的統籌規劃，提升實驗室服務能力[3]。系統能夠實現實驗員人員管理，實驗實訓設備信息快速讀取，實驗實訓設備維修維護及時記錄、方便查詢，實現實驗室使用情況統計分析，實現與其他平臺數據共享等功能，并且實現通過智能終端快速查詢實驗設備，快速存取維修記錄等功能。該系統分為兩個部分，即Web 端系統平臺，方便在計算機上操作，錄入查詢信息；手機端App，實現移動辦公功能。

WEB 端系統基于微軟ASP.net（C#）+ SQL Server，完全模塊化設計，擴容性強，采用工作流管理、文件管理、圖形化的流程設計，使信息化管理更清晰、查詢統計更方面。

手機端App 以Java 為開發語言，以AndroidStudio 開發工具為開發平臺。擁有強大的UI 編輯器，集合了Eclipse+ADT 的優點，并且能更實時的展示界面布局效果。整合了Gradle 構建工具，在配置、編譯、打包方面更為靈活。

本系統將對各部門信息進行收集整理，建立實驗室基礎數據庫，數據來源為學院內資產管理系統、教務系統數據導入，由于系統未開放接口，因而采用定期導入文本的方式導入基礎數據，系統成熟后，考慮開發數據接口，實現實時數據共享。系統具備完全可升級的Web 結構體系，以保證最佳的WebServices特性。國內外均有非常成功的實驗室管理系統，有成熟的理論和技術作為本系統的技術支撐。

2 系統分析與設計

2.1 系統開發語言及工具選擇

通過分析職業院校的網絡、實施環境以及技術基礎、確定本系統的技術實現平臺[4]。WEB 端系統以Asp.net 為開發語言，以Sql Server 為后臺數據庫支持技術，以Vs2010 工具系統為開發平臺，使用ADO.Net 和工廠模式設計實現通用數據庫訪問類，實現Sql Server 數據庫訪問類。在業務邏輯上采用WebService 技術實現。

手機端App 以Java 為開發語言，以AndroidStudio 開發工具為開發平臺。通過Internet，客戶以調用Web 服務的方式使用服務端上業務邏輯功能，采用JSON 作為數據交互格式，進行數據封裝和解析，實現客戶端與服務端間的數據通訊。手機端用戶同樣可以通過瀏覽器的方式直接訪問信息管理平臺。

2.2 系統體系結構

Web 端系統采用三層結構設計軟件，系統擴容性強大，二次開發結構清晰、簡單。支持圖形化工作流定義，工作流條件設置，條件分支定義。用戶可自定義表單,表單字段權限控制。支持部門分級,角色權限可以分配到具體操作，如修改，刪除等。支持資產、耗材管理，支持實驗室相關人員管理。

考慮到適合經濟、節約、維護成本小的需求，本軟件采用Browser/Server（B/S）體系結構，使用輕便快捷。采用B/S 體系結構也適應Internet 普遍使用的大壞境。該結構支持表示層、業務邏輯層、數據層的三層體系結構。前臺客戶可通過便捷的瀏覽器來實現系統操作，可移植性強。系統體系結構如圖1 所示。

圖1 系統體系結構圖

2.3 用戶用例圖

系統的用戶主要分為三類，即系統管理員、實驗員、普通教師，不同的用戶權限不同，系統管理擁有最高權限，可通過系統設置來確定每個類別用戶的使用權限。系統管理員還需要負責基礎數據的生成，即其他系統數據的導入，完成系統基本信息的生成，包含人員信息、部門信息等。實驗員主要負責日常管理信息的錄入，并擁有查詢統計各模塊的信息權限。普通教師主要擁有各類信息查詢的權限，以及耗材申請、設備借用申請的權限。用戶用例圖如圖2 所示。

圖2 用戶用例圖

2.4 系統功能模塊

通過前期需求整理分析，本系統總體上來說包含兩個子系統，即為Web 端子系統及手機端子系統。總體上主要包含六大模塊，主要有基本信息管理、設備管理、維修管理、設備借還管理、日常統計。

（1）基本信息管理模塊主要包含人員管理、實驗室信息管理管理、個人信息管理、密碼修改、通知公告等等。

（2）日產管理模塊主要包括三個子模塊，包含安全、衛生、巡查信息的記錄。記錄日常實驗室的管理現狀。

（3）資產管理模塊，主要包括設備增加、設備信息更新、資產查詢。其中基本數據信息來源于資產管理系統，初期進行數據導入，并且每月進行更新，由于資產數據變動較小，不開發實時更新的模塊。設備增加，主要增加資產管理系統中沒有的一些設備信息，設備信息更新和類型管理，主要用于學院內部資產查詢管理中需要特殊處理的信息。資產查詢主要用于日常資產維護過程中，查詢資產信息。設備借還管理，主要設備借出登記、歸還登記、借用查詢。主要用于記錄固定資產的借用情況，方便查詢統計。

（4）維修管理，主要記錄發生過的故障、維護記錄等，用于比對，及幫助實驗員快速處理故障。主要包含維修登記、維修處理、維修查詢統計。維修登記模塊主要用戶為使用機房的教師及學生，可通過本系統進行快速報修。維修處理主要用于記錄維修維護過程。查詢統計，用于障礙報修記錄完成后，生成相關數據，并顯示常見問題，方便實驗員快速找到處理方法。

（5）耗材管理模塊包含四個子模塊，入庫、出庫、查詢、以及盤點。根據現有管理辦法開發此模塊。出入庫主要由管理員進行信息錄入。

（6）查詢統計模塊，分別分布在六大模塊中，比如實驗室使用情況統計分析，主要包含實驗室使用頻率，可按學期、年度或多年度使用情況進行統計分析。維修維護統計分析，用于各實驗室或設備發生故障頻率及處置情況的統計分析。

從模塊分布來看，手機端和Web 端模塊總體相同，但手機端無數據導入，基本信息管理的模塊。

2.5 數據庫設計

信息系統的數據以數據庫為核心，數據設計非常重要。根據業務需求，分析各功能模塊，采用面向對象的設計方法完成數據庫設計[5]。為確保系統的可擴展性，需要預留一定的數據空間，方便業務信息擴展所用[6]。以下為數據庫主要業務表單的相關內容。

部門教研室表（部門ID，名稱，級別，標識，地點，上級部門）

用戶表（用戶編號，用戶名，密碼，真實姓名，性別，年齡，聯系電話，所屬部門，是否有效，備注）

實驗室信息（實驗室ID，名稱，地址，面積，資產總值，建立時間，實驗室簡介，負責人，狀態）

耗材（耗材編碼，采購編號，類型，名稱，型號規格，數量，品牌，說明）

耗材領用表（耗材編號，領用人，領用數量，時間，用途，發放人員）

資產表（資產編號，名稱，類型，型號規格，數量，單價，購買時間，所屬部門，存放地點，現狀，是否外借，資產管理員編號）

資產借用表（資產編號，數量，借用人員，借用開始時間，借用結束時間，用途，管理人員編號，歸還時間，歸還狀態）

衛生檢查表（檢查編號，檢查人員，檢查日期，場地，問題記錄，其他備注）

安全檢查表（檢查編號，檢查人員，檢查日期，場地，消防設施狀態，問題記錄，其他備注）

維修上報表（維修上報編號，資產編號，所在場地，上報人員編號，上報時間，問題描述，現場照片）

維修記錄表（維修記錄編號，維修上報編號，維修人員，維修時間，維修結果，狀態，故障分析）

3 系統的實現

3.1 WEB 端系統

本系統實現了設備與耗材的類別、信息的管理、借用、維修的登記、設備狀態的顯示，查詢統計等功能。系統界面采用統一的設計風格，通過在css 文件中定義控件的大小、寬度、高度、顏色、位置等。方便簡潔、并且需要修改風格時候，只需修改css 代碼即可。判斷所在部門、用戶權限、彈出的對話框消息等寫成公共類，提供調用接口，每個功能模塊可直接使用。

3.2 Web 端系統界面

系統界面主要分成三個部分，上方狀態欄，左側導航欄，右側功能區域。狀態欄上主要由日期時間、系統桌面、重新登錄、修改密碼、幫助等組成。左側是系統全部的導航菜單，可以點擊對應項目展開或者折疊，點擊對應功能，右側內容區將顯示對應的內容顯示。右側內容區顯示的是當前的功能模塊的內容，下圖所示為信息添加頁面，同類別的控件，屬性設置相同，整體頁面以整潔干凈為主，相關功能按鈕設置在頁面最下方。具體界面設計圖如圖3 所示。

圖3 系統界面

查詢更新界面，進入相關模塊，即可列出相關所有信息。頁面上方是相關條件的設定，可以根據需求填寫，中間為條件設定后的查詢按鈕。下面是顯示所有信息的類別點擊列表中“操作”列中的詳情，即可進入相關信息的修改界面。頁面的最下方為翻頁按鈕。具體界面設計如圖4 所示。

圖4 查詢更新界面

3.3 公共類和控件

公共類主要有用戶是否登錄、用戶權限的判斷、網頁消息對話框、鏈接數據的類，這些公共類用的地方別多，幾乎每個頁面都會用到，提煉出來后，代碼量大幅度減少，且規范整潔，不容易出錯。

日期控件等通過書寫js 代碼，直接在頁面中引用，達到頁面統一的效果，并簡潔明了。

翻頁按鈕等則創建一個用戶控件ascx，需要使用此控件時把用戶控件ascx 嵌入至aspx 頁面。可減少重復書寫Html 部分代碼和cs 文件中的代碼。

3.4 手機端App

實驗室信息管理系統手機端App 使用AndroidStudio 工具開發。AndroidStudio 使用XML 布局文件控制UI 界面，簡單明了，并通過關聯Activity 文件與用戶交互。布局界面的代碼和邏輯控制的Java 代碼分離，使得程序的結構更加清晰明了。系統總體采用APP 常用的三段式結構，頂部為標題，中間為內容，底部為選擇按鈕，整個界面實現由View 實現[7]。客戶端與服務器采用Http 協議進行數據交互[8]。使用POST 方法獲取JSON 數據，通過解析后在客戶端顯示。最終的登錄界面和功能模塊界面分別如圖5、圖6 和圖7 所示。

4 結論

傳統的管理系統只有Web 版系統，往往需要使用計算機，才是完成數據的錄入和查詢，新版本的Web 系統可以直接在智能終端通過網頁的方式進行訪問，同時也可手機端軟件APP 隨時隨地錄入數據、查詢數據。傳統的系統往往只注重數據的錄入和數據的保存，本系統不僅提供便捷的錄入方式，更加注重數據的查詢和管理。將移動職能終端應用于高校實驗室管理，方便了教師對實驗室的使用[8]。

圖5

圖6

圖7

基于Android 的實驗中心信息管理系統滿足了老師們隨時隨地查看實驗場地、實驗設備、耗材信息等要求，所有信息是信息在手機端顯示，實現Android 化，具有良好的兼容性和動態擴展性，后續可以將其他系統的信息進行整合，以擴展到學生也可使用[7]。

本系統的設計符合當前移動端用戶的使用習慣，簡潔易用，處理流程簡單，方面日后推廣應用。解決規范化管理流程的同時，不增加工作量，提高工作效率。由于用戶的使用習慣大不相同，界面的友好性會存在各種各樣的缺陷，需要經過不斷的調整磨合，改版。