基于小程序·云開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董傲通，文俊浩

基于小程序·云開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董傲通1，文俊浩2

（1.重慶大學(xué)新聞學(xué)院，重慶 401331；2. 重慶大學(xué) 大數(shù)據(jù)與軟件學(xué)院，重慶 401331）

該文設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套基于小程序·云開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)，在介紹小程序·云開發(fā)的基礎(chǔ)上給出了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及技術(shù)路線，并展示了系統(tǒng)的運(yùn)行效果。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)使實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理更加科學(xué)化和制度化，提高了設(shè)備的利用率，降低了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有成本低、易維護(hù)、開發(fā)門檻低、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的推廣價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備；管理系統(tǒng)；微信小程序；云開發(fā)

為了提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備資源利用率，很多高校開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的信息化管理[1-5]。當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)大多基于傳統(tǒng)Web網(wǎng)站或微信公眾號(hào)進(jìn)行開發(fā)[6-8]，搭建此類管理系統(tǒng)需要購置服務(wù)器、注冊(cè)及備案域名[9-11]，給高校實(shí)驗(yàn)室造成了一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，開發(fā)人員不僅需要開發(fā)業(yè)務(wù)功能模塊，還需要關(guān)注數(shù)據(jù)庫、文件服務(wù)、緩存服務(wù)等，開發(fā)周期長(zhǎng)，開發(fā)難度大；系統(tǒng)上線后，實(shí)驗(yàn)室管理員經(jīng)常被頻繁的服務(wù)器硬件故障和繁瑣的軟件系統(tǒng)安全問題牽扯大量時(shí)間精力。

鑒于此，本文設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套基于小程序·云開發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不需購置任何硬件設(shè)備，也無須注冊(cè)域名；系統(tǒng)開發(fā)人員只需熟悉JavaScript、CSS等前端開發(fā)技術(shù)即可完成該系統(tǒng)的開發(fā)；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理員可僅專注于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理的核心業(yè)務(wù)，不用擔(dān)心繁瑣的軟硬件系統(tǒng)安全問題；系統(tǒng)的運(yùn)行依托于微信平臺(tái)，依靠微信的社交網(wǎng)絡(luò)可以在師生用戶中迅速推廣。該系統(tǒng)具有成本低、開發(fā)周期短、開發(fā)門檻低、易維護(hù)、易推廣等優(yōu)點(diǎn)。

1 小程序·云開發(fā)

小程序·云開發(fā)是微信與騰訊云聯(lián)合開發(fā)的一種原生serverless云服務(wù)，終端客戶不需要部署、配置或管理服務(wù)器服務(wù)，代碼運(yùn)行所需要的服務(wù)器服務(wù)皆由云端平臺(tái)來提供。小程序·云開發(fā)可以讓開發(fā)者只專注于業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，而無須理會(huì)服務(wù)器搭建、域名注冊(cè)、后端數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)等繁縟末節(jié)，開發(fā)門檻更低，效率更高[12]。

小程序·云開發(fā)提供了云數(shù)據(jù)庫、云存儲(chǔ)及云函數(shù)3大基礎(chǔ)能力支持[12]。云數(shù)據(jù)庫是一種文檔型數(shù)據(jù)庫，包含多個(gè)近似于JSON數(shù)組的集合，數(shù)組中的對(duì)象格式為JSON文檔；云存儲(chǔ)為云端提供文件存儲(chǔ)空間，并且提供基于用戶身份的安全控制；云函數(shù)為一套操作接口，小程序端通過云函數(shù)可以方便地操作數(shù)據(jù)和文件資源。小程序·云開發(fā)的架構(gòu)原理見圖1。

圖1 小程序·云開發(fā)的架構(gòu)原理

云存儲(chǔ)、云數(shù)據(jù)庫及云函數(shù)等基礎(chǔ)資源的使用是免費(fèi)的，但有額度限制。小程序·云開發(fā)免費(fèi)提供了2 GB的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間和5 GB的文件存儲(chǔ)空間，基本能夠滿足用戶僅為本校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)的需求。如果基礎(chǔ)資源的初始額度不能滿足應(yīng)用的需要，用戶可以免費(fèi)申請(qǐng)額度調(diào)整。

2 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)整體架構(gòu)

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)主要依托微信小程序運(yùn)行，用戶通過微信小程序體驗(yàn)系統(tǒng)功能。系統(tǒng)功能主要分為用戶管理、設(shè)備管理、預(yù)約管理和消息管理4個(gè)模塊。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2.2 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)的用戶包含師生和管理員兩類用戶群體，兩類用戶群體的交互組成了系統(tǒng)的4大功能模塊的具體內(nèi)容。

（1）用戶管理。師生用戶通過小程序注冊(cè)用戶信息，管理員可根據(jù)師生提交的注冊(cè)信息在線審核；同時(shí)，管理員還可以對(duì)班級(jí)信息進(jìn)行管理，并對(duì)師生用戶賬戶執(zhí)行角色變更、鎖定、刪除和密碼重置等操作；師生用戶及管理員可對(duì)個(gè)人姓名、專業(yè)、手機(jī)號(hào)等個(gè)人信息進(jìn)行維護(hù)。

（2）設(shè)備管理。管理員用戶可通過系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備添加、刪除和更新操作，也可以對(duì)設(shè)備存放地點(diǎn)進(jìn)行管理。師生用戶通過小程序查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)。

（3）預(yù)約管理。師生根據(jù)需求對(duì)空閑狀態(tài)下的設(shè)備申請(qǐng)預(yù)約，設(shè)備管理員根據(jù)預(yù)約申請(qǐng)準(zhǔn)備設(shè)備。設(shè)備準(zhǔn)備完畢，管理員以模板消息的形式通知師生領(lǐng)取設(shè)備。設(shè)備使用完畢，師生以模板消息形式通知管理員歸還設(shè)備，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)約隊(duì)列智能排序向下一位預(yù)約者發(fā)送通知。

（4）消息管理。系統(tǒng)使用微信開放平臺(tái)提供的模板消息作為管理員與師生用戶之間信息交流的載體。管理員審核師生注冊(cè)信息后，可將審核結(jié)果以模板消息的形式通知師生。在設(shè)備預(yù)約流程中，師生和管理員之間也以模板消息形式發(fā)送通知進(jìn)行交互。

3 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)路線

基于小程序·云開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)使用小程序·云開發(fā)框架進(jìn)行開發(fā)。小程序·云開發(fā)框架包含小程序自己定義的WXML和WXSS語言、微信小程序原生接口、云函數(shù)及云端SDK。WXML語言類似于傳統(tǒng)Web前端開發(fā)語言HTML，主要負(fù)責(zé)搭建小程序界面組件結(jié)構(gòu)；WXSS語言類似于CSS語言，主要負(fù)責(zé)定義界面組件的樣式；小程序原生接口、云函數(shù)及云端SDK均使用JavaScript語言編寫，主要用于實(shí)現(xiàn)小程序的業(yè)務(wù)功能。

系統(tǒng)使用了3層架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，3層架構(gòu)分別為表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和持久層，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

（1）表現(xiàn)層。表現(xiàn)層主要包含了小程序界面，由WXML和WXSS實(shí)現(xiàn)；WXML負(fù)責(zé)編寫界面結(jié)構(gòu)組件，WXSS則負(fù)責(zé)定義結(jié)構(gòu)組件的樣式。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層是系統(tǒng)的核心，包含系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能模塊，使用小程序原生接口實(shí)現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，系統(tǒng)用戶主要包含師生用戶和管理員用戶。在系統(tǒng)中，師生用戶可注冊(cè)賬戶、管理自己的個(gè)人信息、查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)及預(yù)約設(shè)備；管理員用戶可管理師生用戶以及自己的個(gè)人信息、管理設(shè)備及對(duì)師生用戶的預(yù)約操作進(jìn)行管理。師生和管理員以模板消息的方式進(jìn)行交互。

圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

（3）持久層。持久層包含了系統(tǒng)數(shù)據(jù)及文件資源的存儲(chǔ)功能；文件資源存儲(chǔ)功能是指系統(tǒng)的圖片及文件資源持久化至云存儲(chǔ)，主要使用了云端SDK實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能則需由小程序原生接口、云函數(shù)及云端SDK三者配合實(shí)現(xiàn)。小程序原生接口不支持?jǐn)?shù)據(jù)的批量寫和批量刪除，批量寫和批量刪除需通過原生接口調(diào)用云函數(shù)，云函數(shù)再調(diào)用云端SDK實(shí)現(xiàn)。

3.2 系統(tǒng)運(yùn)行效果

（1）系統(tǒng)主界面。根據(jù)角色的不同，用戶登錄 系統(tǒng)之后顯示的界面也不相同，系統(tǒng)主界面如圖4 所示。

圖4 系統(tǒng)主界面

（2）用戶管理。管理員根據(jù)在校學(xué)生的年級(jí)、專業(yè)、班級(jí)情況管理班級(jí)信息。師生用戶在系統(tǒng)上注冊(cè)之后，管理員用戶可以對(duì)師生用戶的賬戶進(jìn)行角色變更、刪除、鎖定及密碼重置等操作。

（3）設(shè)備管理。在添加設(shè)備數(shù)據(jù)之前，管理員需根據(jù)設(shè)備存放地點(diǎn)添加地點(diǎn)數(shù)據(jù)。設(shè)備管理模塊使用了條形碼技術(shù)，為每臺(tái)設(shè)備都生成了一個(gè)唯一的條形碼。通過掃描設(shè)備上粘貼的條形碼，設(shè)備管理員可以進(jìn)行設(shè)備信息編輯和設(shè)備刪除等操作。

（4）預(yù)約管理。師生用戶根據(jù)自己的需求，查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)信息，對(duì)空閑的設(shè)備進(jìn)行預(yù)約，實(shí)驗(yàn)室管理員可以對(duì)師生的預(yù)約申請(qǐng)進(jìn)行審批。審批通過之后，系統(tǒng)以模板消息的形式通知預(yù)約申請(qǐng)發(fā)起者，通知其前來領(lǐng)取設(shè)備。系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了“掃碼借出”和“掃碼歸還”功能。管理員點(diǎn)擊“掃碼”按鈕掃描設(shè)備上粘貼的條形碼，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)約流程的節(jié)點(diǎn)智能執(zhí)行借出和歸還操作。

（5）消息管理。在賬戶注冊(cè)審批流程中，管理員對(duì)賬戶注冊(cè)信息進(jìn)行審批之后，系統(tǒng)將審批結(jié)果以模板消息的形式發(fā)送至師生用戶。在設(shè)備預(yù)約流程中，師生預(yù)約申請(qǐng)發(fā)出后，系統(tǒng)向設(shè)備管理員發(fā)送模板消息以通知管理員進(jìn)行審批；管理員審批之后，系統(tǒng)會(huì)將審批結(jié)果以模板消息的形式發(fā)送給師生用戶。模板消息會(huì)顯示在微信的服務(wù)通知中。

4 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理更加科學(xué)化和制度化，降低了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，方便了師生預(yù)約設(shè)備，提高了設(shè)備的利用率。該系統(tǒng)具有投資少、易維護(hù)、開發(fā)周期短、易推廣等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過測(cè)試和運(yùn)行，收到了良好的效果，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

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Design and realization of laboratory equipment management system based on mini-program and cloud development

DONG Aotong1, WEN Junhao2

(1. School of Journalism, Chongqing University, Chongqing 401331, China; 2. School of Big Data and Software Engineering, Chongqing University, Chongqing 401331, China)

This paper designs and develops a laboratory equipment management system based on small program and cloud development. On the basis of introducing the mini-program and cloud development, the overall design scheme and technical route of the system are presented, and the operation effect of the system is shown. Practice shows that the system makes the management of laboratory equipment more scientific and institutionalized, improves the utilization rate of equipment, reduces the labor intensity of managers, and has the advantages of low cost, easy maintenance, low development threshold and short development cycle, which has certain popularization value.

laboratory equipment; management system; Wechat mini-program; cloud development

F251；G482

A

1002-4956(2019)10-0282-03

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.069

2019-03-04

重慶市重點(diǎn)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（162004）

董傲通（1985—），男，山東單縣，碩士，工程師，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)室管理與相關(guān)軟件開發(fā)。E-mail: dongaotong@qq.com