基于RFID和開(kāi)源框架的資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉超慧, 張 森, 聶 榮

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用系，河南 鄭州 450015)

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·儀器設(shè)備供應(yīng)與管理·

基于RFID和開(kāi)源框架的資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉超慧, 張 森, 聶 榮

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用系，河南 鄭州 450015)

根據(jù)資產(chǎn)管理信息化建設(shè)的需求和實(shí)踐，結(jié)合開(kāi)源框架和RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種基于RFID和SSH架構(gòu)的開(kāi)發(fā)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的方法。利用ExtJS和HighCharts框架的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建了多層Web應(yīng)用框架ESSHR。介紹了資產(chǎn)管理的業(yè)務(wù)流程，闡述了資產(chǎn)管理系統(tǒng)的功能模塊，并對(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)踐表明該資產(chǎn)管理系統(tǒng)能較大程度上提高資產(chǎn)的管理效率，而且系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和可移植性，具有較好的應(yīng)用與推廣價(jià)值。

資產(chǎn)管理； RFID； SSH架構(gòu)； HighCharts

0 引 言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，如何利用信息技術(shù)提高固定資產(chǎn)的利用率，保障固定資產(chǎn)的完整性，成為當(dāng)前高校資產(chǎn)管理的重點(diǎn)。為此很多學(xué)者進(jìn)行了富有成效的研究[1-4]，開(kāi)發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)提供了資產(chǎn)的存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)和分析等功能。但是由于資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)復(fù)雜，資產(chǎn)管理中的清點(diǎn)環(huán)節(jié)仍然采取手工方式、效率低下，對(duì)貴重設(shè)備無(wú)法提供跟蹤功能、流失嚴(yán)重，傳統(tǒng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)維護(hù)成本較高，系統(tǒng)安全性差。

文章利用SSH等開(kāi)源框架的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)，構(gòu)建了一種新的Web應(yīng)用框架ESSHR框架，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了視圖層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層的分離，提高了代碼的可重用性和可移植性，降低了系統(tǒng)的耦合性，克服了傳統(tǒng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)面臨的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了資產(chǎn)的入庫(kù)、盤點(diǎn)及跟蹤的簡(jiǎn)捷操作。

1 技術(shù)介紹

1.1 RFID技術(shù)

RFID射頻技術(shù)，又稱為電子標(biāo)簽無(wú)線射頻識(shí)別，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)，并讀取相關(guān)數(shù)據(jù)?；镜腞FID系統(tǒng)包括電子標(biāo)簽(Tag)、讀寫(xiě)器(Reader)和天線(Antenna)三部分[5]。其中電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽，由耦合元件(天線)及芯片組成，是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一電子編碼；讀寫(xiě)器是讀寫(xiě)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，以達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的；天線是一種以電磁波形式把無(wú)線電收發(fā)機(jī)的射頻信號(hào)接收或輻射出去的裝置，用在標(biāo)簽和讀寫(xiě)器間傳遞射頻信號(hào)。讀寫(xiě)器通過(guò)天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入天線輻射場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送自身編碼信息，讀寫(xiě)器讀取并解碼后發(fā)送至服務(wù)器進(jìn)行處理[6]。

1.2 開(kāi)源框架技術(shù)

(1) ExtJS框架。一個(gè)用JavaScript編寫(xiě)的，用于創(chuàng)建前端用戶界面的UI框架。與后臺(tái)語(yǔ)言無(wú)關(guān)，并提供了豐富的跨瀏覽器的UI組件，比如ExtJS的樹(shù)形組件功能強(qiáng)大而且美觀實(shí)用, 實(shí)現(xiàn)了拖動(dòng)、排序、異步加載等功能。采用JSON/XML為交換格式，減輕了服務(wù)器端的負(fù)荷，提高了客戶端的響應(yīng)速度[7]。

(2) SSH框架。SSH是Struts、Spring和Hibernate輕量級(jí)框架技術(shù)的組合，它方便開(kāi)發(fā)人員更注重業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率[8]。

Struts是Apache組織的一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，是基于MVC模式的框架，用于實(shí)現(xiàn)Web項(xiàng)目中的表示層，主要采用Servlet和JSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)，將JSP、Servlet、自定義標(biāo)簽和信息資源整合到一起，開(kāi)發(fā)人員只需開(kāi)發(fā)相應(yīng)的組件和類，就可使用Struts進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。

Spring是一個(gè)以依賴注入原則和面向切面編程思想(AOP)為基礎(chǔ)的輕量級(jí)框架。提供了Bean的配置基礎(chǔ)、JDBC的提取框架、AOP的支持和抽象事物支持等，是一個(gè)服務(wù)于所有層面的應(yīng)用程序框架，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)雅的MVC，降低了組建之間的耦合。

Hibernate是一個(gè)開(kāi)源的對(duì)象/關(guān)系映射(ORM)框架，該框架通過(guò)對(duì)JDBC API進(jìn)行輕量級(jí)的對(duì)象封裝，使開(kāi)發(fā)人員能夠以面向?qū)ο蟮乃季S來(lái)操縱數(shù)據(jù)庫(kù)。它主要封裝了通過(guò)JDBC訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作和向上層應(yīng)用提供訪問(wèn)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)訪問(wèn)的API。

(3) Highcharts。是一個(gè)用Java腳本寫(xiě)的矢量繪圖庫(kù)，繪圖機(jī)制采用SVG與VML實(shí)現(xiàn)，支持IE、Firefox等主流瀏覽器及iPhone手機(jī)或平板電腦桌面顯示[8]。可以制作折線圖、餅圖、柱狀圖和時(shí)速表等多樣圖表類型,并可把多類型圖表集成在一個(gè)圖表上顯示，具有提示功能、放大功能、兼容性、跨語(yǔ)言易用性等特征。

1.3 ESSHR架構(gòu)

在SSH架構(gòu)的基礎(chǔ)上，為克服SSH對(duì)AJAX支持不足和Web級(jí)圖表創(chuàng)建的缺點(diǎn)，結(jié)合RFID技術(shù)和ExtJS及HighCharts開(kāi)源框架的優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了ESSHR架構(gòu)模型。該模型在結(jié)構(gòu)上采用分層原理，從整體上分為六層，見(jiàn)圖1。

圖1 ESSHR框架結(jié)構(gòu)圖

(1) View層。用JSP、ExtJS框架技術(shù)實(shí)現(xiàn)外觀設(shè)計(jì)，通過(guò)HighCharts完成Web級(jí)圖標(biāo)的繪制，把用戶提交的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)給控制器進(jìn)行處理。

(2) Controller層。負(fù)責(zé)控制業(yè)務(wù)邏輯層和表現(xiàn)層的交互，并以JSON為數(shù)據(jù)格式。根據(jù)用戶的請(qǐng)求調(diào)用Action，獲取用戶的請(qǐng)求參數(shù)，調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層，將返回的數(shù)據(jù)寫(xiě)入Response，進(jìn)而更新表現(xiàn)層，由Struts框架實(shí)現(xiàn)。

(3) BO層。負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯處理操作，調(diào)用DAO 層的組件進(jìn)行具體操作，并返回結(jié)果供其上層組件使用[9-10]。BO層位于Web的業(yè)務(wù)邏輯層，在該層中引入Spring，利用IoC容器對(duì)業(yè)務(wù)類進(jìn)行裝配和管理，使類與類之間的耦合度降到最低，利用AOP框架對(duì)業(yè)務(wù)層中的事務(wù)進(jìn)行聲明式管理。

(4) DAO層。負(fù)責(zé)與持久化對(duì)象交互，使用Hibernate框架訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并封裝數(shù)據(jù)的增、刪、查和改等操作，完成對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)操作，與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互操作，實(shí)現(xiàn)持久化操作[11]。

(5) PO層。通過(guò)實(shí)體關(guān)系映射工具將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)映射成對(duì)象，PO是一個(gè)符合JavaBean規(guī)范的Java對(duì)象，包含了符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的屬性和方法，其屬性只可以通過(guò)自身的get和set方法訪問(wèn)，這樣對(duì)外隱藏了內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，很方便地實(shí)現(xiàn)以面向?qū)ο蠓绞讲僮鲾?shù)據(jù)庫(kù)。

(6) WebService層。WebService是一種新型Web應(yīng)用程序，具有自包含、自描述以及模塊化的特點(diǎn)。該層通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布應(yīng)用程序，供手持機(jī)端查找調(diào)用。在WebService體系結(jié)構(gòu)中，使用WSDL來(lái)描述服務(wù)，使用UDDI來(lái)發(fā)布、查找服務(wù)，利用SOAP來(lái)執(zhí)行服務(wù)調(diào)用，各模塊間及模塊內(nèi)部消息以XML格式傳遞,由新一代的WebService引擎XFire框架實(shí)現(xiàn)[12-13]。

(7) HL層。硬件層主要由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)工作。在讀寫(xiě)器中應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用WebService同應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：一方面將標(biāo)簽的ID送往應(yīng)用系統(tǒng)，另一方面是將應(yīng)用系統(tǒng)的信息寫(xiě)入RFID標(biāo)簽。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)需求分析

高校資產(chǎn)種類繁多、業(yè)務(wù)復(fù)雜，因此構(gòu)建資產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)全面考慮[14-15]。①系統(tǒng)功能應(yīng)該包含資產(chǎn)管理的所有業(yè)務(wù)活動(dòng)，具體包括資產(chǎn)的“入庫(kù)、借出、使用、折舊、查詢和監(jiān)控”等。②系統(tǒng)權(quán)限應(yīng)清晰明確，對(duì)資產(chǎn)管理涉及的資產(chǎn)管理科、財(cái)務(wù)審計(jì)部門和院系部等不同部門能進(jìn)行不同的權(quán)限分配。其中資產(chǎn)管理科負(fù)責(zé)固定資產(chǎn)臺(tái)賬和分類；財(cái)務(wù)審計(jì)部門對(duì)固定資產(chǎn)的管理起審核和監(jiān)督作用；院系部是資產(chǎn)使用部門，負(fù)責(zé)本單位資產(chǎn)業(yè)務(wù)的申請(qǐng)?zhí)峤患肮芾?。同時(shí)對(duì)同一部門的不同人員也可以進(jìn)行不同的權(quán)限劃分。③系統(tǒng)應(yīng)具備盤點(diǎn)、監(jiān)控、數(shù)據(jù)輸出及打印功能。信息系統(tǒng)具備對(duì)涉密及貴重設(shè)備的監(jiān)控防流失功能，并能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出和打印，以保證電子賬目、賬務(wù)及帳卡的一致性。④系統(tǒng)應(yīng)具備安全措施。應(yīng)詳細(xì)記錄對(duì)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作，能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份等操作。

2.2 系統(tǒng)功能分析

系統(tǒng)圍繞固定資產(chǎn)的“進(jìn)、出、用、控”等環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)管理，提供對(duì)資產(chǎn)全生命周期的跟蹤管理[16]，為了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和管理權(quán)限劃分，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，每個(gè)模塊包括若干功能，其功能模塊圖見(jiàn)圖2。

圖2 資產(chǎn)管理系統(tǒng)功能模塊圖

系統(tǒng)劃分為計(jì)算機(jī)端子系統(tǒng)和手持機(jī)端子系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)端子系統(tǒng)包括用戶賬戶、數(shù)據(jù)備份、資產(chǎn)管理等10個(gè)功能模塊。其中用戶賬戶、角色信息、組織結(jié)構(gòu)三個(gè)模塊是對(duì)用戶信息進(jìn)行管理，可以先建立組織機(jī)構(gòu)，然后在該機(jī)構(gòu)內(nèi)創(chuàng)建用戶，根據(jù)不同的工作職責(zé)賦予不同的權(quán)限，并可以定制角色；數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)日志和通知公告三個(gè)模塊提供系統(tǒng)安全功能，可以發(fā)布新聞公告，并記錄對(duì)系統(tǒng)的各類操作、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行備份等操作。資產(chǎn)管理、檔案資料、實(shí)驗(yàn)耗材及統(tǒng)計(jì)報(bào)表四個(gè)模塊提供對(duì)各類資產(chǎn)的有效管理，包括常見(jiàn)的入庫(kù)、出庫(kù)及重點(diǎn)設(shè)備的監(jiān)控報(bào)警功能，可根據(jù)條件查詢、打印及導(dǎo)出報(bào)表。

手持機(jī)端子系統(tǒng)有用戶賬戶、檔案資料、資產(chǎn)管理和系統(tǒng)設(shè)置等四個(gè)模塊，其中用戶賬戶、檔案資料、資產(chǎn)管理三個(gè)模塊功能同計(jì)算機(jī)端子系統(tǒng)相同，而系統(tǒng)設(shè)置模塊主要是對(duì)連接數(shù)據(jù)庫(kù)地址、頻段和速率等RFID參數(shù)及盤點(diǎn)的相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)定。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)選用Windows 2003 Server操作系統(tǒng)，利用MySQL5.1數(shù)據(jù)庫(kù)，選用Tomcat7.0服務(wù)器，在Eclipse開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。由于系統(tǒng)模塊較多，各模塊采用統(tǒng)一的架構(gòu)方式，文中通過(guò)計(jì)算機(jī)端子系統(tǒng)中權(quán)限管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊和手持機(jī)端子系統(tǒng)，介紹實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

3.1 用戶權(quán)限功能

權(quán)限管理是系統(tǒng)重要的組成部分，涉及到所有功能模塊、權(quán)限、角色、部門和用戶的動(dòng)態(tài)管理，對(duì)系統(tǒng)起到整體構(gòu)架和引導(dǎo)作用。

(1) 表現(xiàn)層。利用Jsp技術(shù)構(gòu)建index.js頁(yè)面，引入ExtJS的樣式文件resources/css/ext-all.css和基礎(chǔ)庫(kù)文件adapter/ext/ext-base.js及核心庫(kù)文件ext-all.js。用戶的請(qǐng)求通過(guò)ExtJSP發(fā)送到Countroller層，同時(shí)利用服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)更新視圖。系統(tǒng)進(jìn)行授權(quán)操作時(shí)，通過(guò)調(diào)用Ext.require(‘Common.PrivTree’,

function(){var entity = Ext.create(Common.PrivTree)

;} )，動(dòng)態(tài)加載PrivTree.js，并向服務(wù)器提交該用戶ID，服務(wù)器以JSON格式返回信息，并以樹(shù)形式顯示。

(2) 業(yè)務(wù)邏輯層。添加權(quán)限的業(yè)務(wù)處理權(quán)限管理過(guò)程的業(yè)務(wù)邏輯，向上接受角色名稱、角色說(shuō)明信息等表單數(shù)據(jù)，向下接受與傳遞數(shù)據(jù)持久層的數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)邏輯由Service實(shí)現(xiàn)類組成，并由Spring控制與注入[7]。授權(quán)模塊的注入方式如下：

@Resource(name ="privService")

public void setPrivService(PrivService

privService){this.privService= privService;}

用戶選中checkbox進(jìn)行權(quán)限更改時(shí)，PrivAction調(diào)用邏輯層的grantPrivToUser函數(shù)，將用戶的ID與權(quán)限的ID進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并以json格式返回結(jié)果，改變checkbox的狀態(tài)。

(3) 數(shù)據(jù)持久層實(shí)現(xiàn)。用戶權(quán)限管理通過(guò)grantPrivDAOImpl類實(shí)現(xiàn)，該類繼承了HibernateDaoSupport，并依賴由Spring封裝的hibernateTemplate對(duì)象，hibernateTemplate依賴Hibernate的SessionFactory，由Spring容器生成，并通過(guò)@Resource(name="hibernateTemplate")注入到grantPrivDaoImpl中。

在用戶授權(quán)功能中，業(yè)務(wù)邏輯層會(huì)調(diào)用數(shù)據(jù)持久層的grantPrivToUser(int userId,int privId)，這個(gè)函數(shù)在DaoImpl中實(shí)現(xiàn)方法如下：

Query query=session.createSQLQuery("insert into user_priv(userId,privId) values(?,?)");

query.setInteger(0, userId);

query.setInteger(1, privId);

return query.executeUpdate();

3.2 統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能

統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能由Highcharts實(shí)現(xiàn)，Highcharts運(yùn)行需要在html文件的head區(qū)引入所使用的jquery. min. js和highcharts. js框架文件[17]，js文件的引入方法如下：