實驗室危險化學品管理系統網站設計 ①

寧一凡， 肖 可， 李 崢

(淮北師范大學物理與電子信息學院，安徽 淮北 235000)

0 引 言

近年來多發的實驗室安全事故暴露出實驗室危險化學品傳統管理的弊端，尤其是化學危險品實驗室[1]。化學危險品，種類多而往往用的很少，儲存便成了一種問題。不僅如此，許多危險化學品本身就存在有毒性、有害性、不穩定性，因此對于危險化學品的安全管理應當值得關注。為降低學生在實驗過程中使用危險化學品時的風險，提高高校對實驗室危險化學品的監管能力，設計了一種使用兼管理的危險化學品管理平臺。通過這個平臺，教師或學生只需要登錄網站，對所需危險化學品進行申請即可。既簡化了使用者的操作流程，更讓管理員處理工作時更加游刃有余。設計通過手機端或者電腦端皆可使用，僅需要通過瀏覽器便可操作。

1 網頁界面設計

實驗室危險化學品管理系統軟件設計包括用戶賬號授權、用戶信息管理、門禁系統管理、記錄查詢、消息列表。界面框圖如圖1所示。

1.1 用戶管理

首先是用戶賬號授權，考慮到實際應用，領取相關危險化學品的使用人員為教師或者學生，因此，管理員可使用“增加”操作來增加用戶賬號，并將賬號分發給用戶，而用戶則需要完整其身份信息來完成注冊。包括學號/工號、職位、手機號等真實信息，不同的是，學生注冊時需要導入校園卡信息，教師需要完成指紋注冊。注冊完成后，即將其身份信息導入數據庫中，同時門禁系統會收到來自網絡的授權信息，并存儲在外部存儲器。

圖1 網頁界面框圖

1.2 門禁系統管理

門禁系統采用指紋識別、射頻識別和人臉識別作為登錄模塊，當用戶在終端進行身份識別時，如果身份信息成功讀取，則開啟門鎖。此外，Web網頁與終端通過WIFI模塊進行通信，并獲取WIFI模塊的IP地址，每個安全柜對應唯一的IP地址[2]。之后，終端通過TCP/IP協議與Web網頁進行通信，根據獲取的數據包的IP地址，即可得知數據來自于哪一個安全柜。其安全柜信息配置流程圖如圖2所示。當安全柜信息按如下流程配置完畢，即可在Web網頁實時更新在數據庫中獲取到的安全柜信息。

圖2 安全柜信息配置流程圖

2 軟件實現

2.1 軟件開發工具及語言簡介

2.1.1 Eclipse

設計的開發工具選擇Eclipse，Eclipse擁有良好的集成開發環境。在編譯過程中，它可以自動生成構造器以及set、get方法等，提高了代碼編寫效率。編譯時產生BUG，會在控制臺顯示，方便解決。

2.1.2 MySQL

MySQL是一款免費的關系型數據庫管理系統，與Java兼容性好[3]。在MySQL中可以創建多個表，表對應的是項目中的實體，各個表之間既可以是獨立的，也可以是相互關聯的，用于保存實體數據。在設計中，需要對教師或者學生的信息進行存儲，包括其姓名，工號或者學號，照片資料等。

2.2 MVC思想

在MVC架構出來之前，Java的網站開發經歷了Model1和Model2兩個過程[4]。Model1模式下，JSP頁面既要顯示用戶數據，又要控制邏輯，增大了項目開發和維護的難度。Model2模式，即MVC，控制邏輯部分不再用JSP去實現，而是單獨將控制層作為一個模塊去開發，而JSP頁面僅作為顯示用戶數據使用。在該模式下，Servlet請求轉發控制，JavaBean做業務處理。

由圖3可以看到，MVC思想將一個應用分成Model(模型層)、View(視圖層)和Controller(控制層)三個層次：通過View視圖層，用戶在使用本系統時，可以在Html網頁界面完成注冊，登錄等基本操作，但視圖中不發生數據的處理操作；Controller控制層，如果接收到查詢或者申請等來自使用者的輸入，針對性地選擇View視圖來顯示請求返回的數據；而View層和Controller層都依賴Model。通過將Model和View層代碼的分離實現前后端代碼的分離，在編寫代碼時，不需要同時關注內容和頁面，提高了代碼的編寫效率和可移植性。

圖3 MVC架構圖

2.3 數據庫設計

通過JDBC技術可以將MySQL中的數據庫內容讀取到網頁[5]，并對MySQL進行增刪改查操作。為了能提高數據庫的性能，可以采用連接池的技術，連接池包含了驅動和獲取與數據庫連接步驟，即預先創建連接在連接池中，當需要連接數據庫時，直接從連接池中取得連接，完成數據庫操作之后，再將連接放回到連接池中。設計采用c3p0連接池技術[6]，通過配置xml文件來管理連接。

2.4 業務邏輯層

業務邏輯層進行軟件核心業務邏輯的處理[7]，在這里創建數據訪問層對象，來對操作數據庫進行操作。因為整個項目業務需求比較多，把這些需求全寫在控制層，控制層代碼量特別大，后期維護和開發比較麻煩，程序邏輯不清晰，所以把需求寫在Service層里面，當需求改動時，可直接在這里進行代碼的修改。

2.5 使用Action完成數據的交互

在整個項目開發中，實現了AdminAction，負責管理員的登錄，可以對用戶信息進行增、刪、查、改操作；TeacherAction，負責教師的登錄；StudentAction，負責學生的登錄。這三個類繼承ActionSupport類，來處理頁面上的請求。

以教師登錄為例，調用TeacherAction中的login方法，判斷該用戶是否在數據庫中，如果存在，方法返回“success”,到struts.xml查找相應的返回結果，如果result中的屬性值和login方法返回值相同，然后頁面會轉到“message/teacehr.jsp”用戶頁面，把用戶所需要使用的數據在頁面顯示。

2.6 頁面設計

系統的網頁部分由Html5和JavaScript技術共同實現。首先，使用Html技術完成頁面的布局，Html是Web開發的基礎，它可以使Web網頁可以實現一些基本簡單的交互效果。然后在Html中使用JavaScript語言完善網頁的實時、動態交互功能。由于JavaScript的跨平臺性，學生或者老師都可以對其正確執行。

3 系統調試

(1)將項目部署到Tomcat服務器中,運行服務器。在瀏覽器中輸入地址即可跳轉到登錄界面。用戶登錄系統后，則可對所要使用的危險化學品名稱及克數進行申請。登錄界面如圖4所示，用戶在登錄時需詳細閱讀實驗室管理準則，準則中則介紹了實驗室使用時的操作細則。

圖4 用戶登錄界面

(2)管理員在系統中作為主要負責人，除了對用戶的管理外，還要對使用情況進行定期監測，保證服務器與終端的數據傳輸穩定，當物品數量或重量低于某設定值時，網頁會彈出補充提醒對話框，及時補充相關危險化學品，其使用情況查詢界面如圖5所示。

圖5 使用情況查詢界面

4 結 語

設計了一種基于Java技術實驗室危險化學品管理網站，通過服務器與終端的數據傳輸，優化了教師與學生使用危險化學品時的操作流程，使管理員的管理更加輕松方便。經過實際測試表明：該網站能過實現所需功能，終端數據能準確在Web網頁顯示，可維護性良好，可以有效完成高校對危險化學品的智能化、遠程化管理。