基于B/S模式的實驗室管理系統設計和實現

摘要：為了解決傳統實驗室管理系統中存在的低召回率、差可靠性和局限性大等無法充分滿足實驗室管理信息化發展需求的問題，本文提出了一種基于B/S（Browser/Server）模式的實驗室管理系統設計方案。首先，分析了基于B/S結構的系統總體設計架構，接著介紹了系統的主要功能模塊，并選擇ADO方式實現系統與數據庫之間的連接，利用MD5加密技術對系統中保存的關鍵數據進行加密，以此提升管理系統的安全性。最后，經仿真測試結果證明，在實際應用過程中，基于B/S模式的實驗室管理系統具有良好的穩定性和可行性。

關鍵詞：實驗室管理；系統設計；B/S模式；射頻識別技術；MD5加密

一、引言

實驗室作為科研實驗研究、人才培養的基地，在信息技術快速發展的背景下，傳統的實驗室管理方式存在效率低和無法滿足信息化管理需求等問題。本文針對如何提升實驗室管理方式的工作效率展開了相應地研究。徐春成[1]等人提出了高職實驗室管理系統設計方案，有效解決了實驗室管理工作的低可靠性問題。鄭希望[2]等人提出了科研智能實驗室管理系統設計方案，通過增添智能門禁、智能上機和智能預約等個性化服務功能來解決傳統實驗室管理方式中存在的召回率差和能耗高等問題。基于這些研究，本文提出了基于B/S架構的實驗室管理系統，該系統的設計主要建立在B/S架構開發環境上，實現系統總體架構設計，并通過測試仿真分析證明了其在實驗室管理中的優越性能。

二、B/S架構及關鍵技術概述

（一）B/S架構模式

B/S架構模式（Browser/Server；瀏覽器/服務器模式）主要由三層結構組成：數據層、應用層和用戶層[3]，具體結構設計見圖1所示。

在實際應用過程中，通過在服務器端配置系統程序和數據庫，使得大部分的數據處理和應用邏輯都可以在服務器上實現運行，并借助互聯網技術向其他用戶提供相應的信息服務。Web瀏覽器的應用實現了用戶工作界面的設計，在實際應用過程中，用戶只需要通過利用瀏覽器就能夠訪問服務器的網址。此外，B/S模式具有高安全性、易維護性和良好的兼容性等特點。而Ajax技術在系統中的應用可以實現對頁面局部的刷新，提高了服務器的交互性，并有效降低了服務器的負擔。

（二）MD5加密技術

MD5加密技術的主要應用是通過采用任意長度的輸入信息和線性變換，將被加密的數據轉化成一個長為128位的新數據，該數據具有唯一性。因此，MD5加密技術在應用過程中能夠有效提高數據的安全性。

三、基于B/S模式的實驗室管理系統總體設計研究

（一）系統總體結構設計

B/S模式主要指瀏覽器/服務器結構。在應用過程中，用戶只需要借助web瀏覽器就能夠發送相關指令，并通過互聯網將數據傳輸到對應的數據服務器中，并將處理后的數據結果通過瀏覽器直接反饋到用戶界面上。該模式是一種常用的軟件開發架構技術，具有低維護成本和易升級等特點。為了實現實驗室管理系統的設計，本文選擇使用AQL Server數據庫和ASP.NET技術。ASP.NET是一種可擴展的程序開發平臺，其代碼層和表示層的分離可以為系統運行的安全性和穩定性提供保障。根據上述需求，針對管理系統的用戶設計可以分為學生、教師和實驗室管理員三種類型。然后，利用系統分別對每個角色配置對應的權限，系統設計主要包括用戶管理、實驗室查詢、用戶統計、設備管理和實驗室預約等五項功能，具體如圖2所示[4]。

（二）系統主要功能模塊設計

采用B/S模式設計的實驗室管理系統主要包含了系統管理模塊、用戶登錄模塊、實驗室預約模塊、總線控制模塊、人機界面交互模塊和數據采集模塊等6個模塊，該些模塊的設計實現了實驗室管理系統的人機界面交互功能以及數據信息采集和處理等功能，提升了實驗室的管理能力。

1.系統管理模塊設計

該模塊的設計主要由五項功能組成：系統安全功能、系統配置功能、分類管理功能、用戶管理功能和系統維護功能等。這些功能的設計為實驗室管理系統提供了相應的參數配置與管理員登錄、系統操作日志查詢和數據庫連接等管理功能。

2.用戶登錄模塊設計

用戶登錄模塊的設計允許學生、教師和實驗室管理員通過系統瀏覽器頁面輸入相應的用戶名和密碼來登錄管理系統。在登錄過程中，瀏覽器會檢查系統頁面數據的完整性，然后通過數據庫接口對用戶的個人信息進行驗證和提取。如果系統檢測到信息不完整，將不會進行下一步操作。此外，當控制器收到超出請求范圍的請求時，系統會禁止操作并顯示相應提示窗口。只有當輸入的信息能夠完全匹配數據庫中的信息時，用戶才能成功登錄系統并訪問相應的功能[5]。

3.實驗室預約模塊設計

實驗室預約模塊的設計主要為用戶提供線上預約功能，包括儀器設備和實驗所用藥品的預約。同時，也為學生提供實驗室可預約的分室、相關教師、實驗設備等詳細情況，幫助用戶快速完成預約。

4.總線控制模塊設計

該模塊作為實驗室管理模塊中的重要部分，主要由總線控制和交叉編譯控制兩個部分組成，通過總線控制和交叉編譯控制，實現總線控制模塊的設計。在實現總線控制模塊設計時，需要利用多模信息調度模型控制基于B/S模式的實驗室管理系統的組件。這種方式實現了實驗室管理系統中腳本和輸出組件的互聯，可以對系統進行優化控制，提高系統的信息管理能力和自適應調度能力。

5.人機界面交互模塊設計

人機界面交互模塊的設計主要結合了B/S架構系統的信息處理系統，將用戶所需的信息數據實時上傳到數據庫管理層。同時，結合Linux平臺對實驗室管理系統進行集成控制，通過總線協議控制環節，實現B/S模式和管理信息化調度設計，并利用Linux內核完成管理系統的應用程序環境開發和人機交互設計。最后，通過程序的交叉編譯控制，實現對實驗室管理系統的優化控制。

6.數據采集模塊設計

數據采集及處理模塊是整個實驗室管理系統的核心部分。首先，通過結合ISA/EISA/Micro Channel擴展總線的情況，設計了管理系統的無線通信功能。然后，通過B/S架構實現了系統的數據采集和處理模塊設計，使得系統可以對采集到的信息進行逐層處理，得到所需的目標信息。針對實驗室管理系統的控制命令設計，主要利用132Mbps的遠程控制方式來實現對信息處理的控制。同時，結合Linux開發環境和交叉編譯技術，完成管理系統的集成信息調度和管理，實現數據信息處理模塊的設計。最后，結合總線控制技術對系統進行編碼設計，從而得到相應的控制命令定義，并利用總線技術實現網絡數據傳輸[6]。

（三）數據庫設計

基于B/S模式的實驗室管理系統設計中離不開數據庫的支持。數據庫作為數據處理系統，通過為不同用戶分配角色和配置權限，可以使數據的組織更加協調。因此，在數據庫設計時，需要對數據進行規范化處理，以降低數據冗余并優化數據修改過程。數據庫的設計時針對關系的分解也不是盲目的，其目的是降低關系模式的規模，避免不必要的存儲和數據更新異常，并結合數據的形式確定模式規范等級的配置。通常根據屬性間的函數和程序復雜度來劃分數據庫中的度量標準（1NF、2NF等范式），等級越高，表示存儲同一類型數據時需要更多的表[7]。

因此，針對本文的數據庫選擇利用SQL Serveer數據庫為主，這樣既滿足范式理論的要求，又能有效保證數據庫的安全性，具體字段設計見表1。

四、系統測試及實現

本系統的Web服務器設計主要利用ASP編寫和VBscript腳本設計實現。在實際應用過程當中，用戶只需借助瀏覽器對Web服務器進行訪問就能夠登錄到系統通。而web服務器與數據庫服務器兩者之間主要選擇利用ADO對象進行連接，然后利用MD5加密算法來保障用戶的賬號密碼安全。為了更進一步驗證本系統的功能，下面給出了部分實現代碼。

（一）工作人員表插入功能實現

實驗室的超級管理員、教師和實驗室管理員主要由工作人員表的角色字段來表示。當在系統中插入或更新工作人員記錄時，若是不滿足教師屬性、超級管理員屬性和實驗室管理員屬性等三者之一時，系統就會根除錯誤及重新操作的提示，實現代碼如下[8]：

Create trigger Tab_gzry_updateinsert '在Tab_grzy表中創建更新、插入觸發器

On Tab_gzry for undate ， insert

As

Declare @role char（20）'定義局部變量@role

Select@role = role from inserted '將表inserted中的role字段讀到@role變量中

@role not in（“普通用戶”，“實驗室的管理員”，“超級管理員”）

Begin

RAISERROR（“角色只能是普通用戶、實驗室管理員或者超級管理員”，）'提示語

ROLLBACK TRANSACTION'回滾操作

End

（二）程序開發

在充分考慮實驗室管理系統的運行性能、開發成本、運行成本和安全性等因素后，本文選擇利用Mysql數據庫平臺來實現B/S模式的實驗室管理系統程序開發設計。這樣使得所開發的程序能夠支持大部分操作系統與數據庫，并且該程序還具有良好的擴展性和跨平臺性。

五、結束語

綜上所述，本文結合B/S架構技術，提出了實驗室管理系統，有效解決了傳統實驗室管理系統應用時存在的低召回率、差可靠性等問題。同時，給出了管理系統設計的需求分析、總體架構設計與系統實現等步驟，并采用無線傳感組網技術，實現管理系統的通信網絡設計。最后，經測試結果表明，本文提出的實驗室管理系統具有良好的穩定性。

作者單位：趙惠 金肯職業技術學院

參" 考" 文" 獻

[1]徐春成.高職院校實驗室管理系統的設計與實現[J].電腦編程技巧與維護，2022（12）：75-77.

[2]鄭希望，吳勇延，賈澤川，等.科研綜合智能管理系統的設計與實施[J].無線互聯科技，2021，18（18）：54-57，62.

[3]信海輝，張姍姍.實驗室智能管理系統的設計與實現[J].電子元器件與信息技術，2021，5（3）：210-211.

[4]王顯梅.基于高校實驗室信息化管理系統的設計與開發[J].電子測試， 2021（11）：79-80，116.

[5]劉琳.基于B/S結構的實驗室預約管理系統的設計[J].魅力中國，2020（39）：153.

[6]楊琳，馮婷婷，梁東云，等.基于Java的實驗室設備管理系統的設計與研究[J].計算機技術與發展，2020，30（2）：178-182.

[7]達德榮.基于B/S模式的實驗室管理系統的設計研究[J].甘肅科技， 2020，36（5）：16-17.

[8]唐葉劍.基于B/S模式的開放實驗室管理系統研究[J].蚌埠學院學報， 2020，9（2）：62-66.