實(shí)驗室危險化學(xué)品管理系統(tǒng)網(wǎng)站設(shè)計 ①

寧一凡， 肖 可， 李 崢

(淮北師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院，安徽 淮北 235000)

0 引 言

近年來多發(fā)的實(shí)驗室安全事故暴露出實(shí)驗室危險化學(xué)品傳統(tǒng)管理的弊端，尤其是化學(xué)危險品實(shí)驗室[1]。化學(xué)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(xué)品本身就存在有毒性、有害性、不穩(wěn)定性，因此對于危險化學(xué)品的安全管理應(yīng)當(dāng)值得關(guān)注。為降低學(xué)生在實(shí)驗過程中使用危險化學(xué)品時的風(fēng)險，提高高校對實(shí)驗室危險化學(xué)品的監(jiān)管能力，設(shè)計了一種使用兼管理的危險化學(xué)品管理平臺。通過這個平臺，教師或?qū)W生只需要登錄網(wǎng)站，對所需危險化學(xué)品進(jìn)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(shè)計通過手機(jī)端或者電腦端皆可使用，僅需要通過瀏覽器便可操作。

1 網(wǎng)頁界面設(shè)計

實(shí)驗室危險化學(xué)品管理系統(tǒng)軟件設(shè)計包括用戶賬號授權(quán)、用戶信息管理、門禁系統(tǒng)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(quán)，考慮到實(shí)際應(yīng)用，領(lǐng)取相關(guān)危險化學(xué)品的使用人員為教師或者學(xué)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(fā)給用戶，而用戶則需要完整其身份信息來完成注冊。包括學(xué)號/工號、職位、手機(jī)號等真實(shí)信息，不同的是，學(xué)生注冊時需要導(dǎo)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(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，同時門禁系統(tǒng)會收到來自網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)信息，并存儲在外部存儲器。

圖1 網(wǎng)頁界面框圖

1.2 門禁系統(tǒng)管理

門禁系統(tǒng)采用指紋識別、射頻識別和人臉識別作為登錄模塊，當(dāng)用戶在終端進(jìn)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(wǎng)頁與終端通過WIFI模塊進(jìn)行通信，并獲取WIFI模塊的IP地址，每個安全柜對應(yīng)唯一的IP地址[2]。之后，終端通過TCP/IP協(xié)議與Web網(wǎng)頁進(jìn)行通信，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)包的IP地址，即可得知數(shù)據(jù)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(dāng)安全柜信息按如下流程配置完畢，即可在Web網(wǎng)頁實(shí)時更新在數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)

2.1 軟件開發(fā)工具及語言簡介

2.1.1 Eclipse

設(shè)計的開發(fā)工具選擇Eclipse，Eclipse擁有良好的集成開發(fā)環(huán)境。在編譯過程中，它可以自動生成構(gòu)造器以及set、get方法等，提高了代碼編寫效率。編譯時產(chǎn)生BUG，會在控制臺顯示，方便解決。

2.1.2 MySQL

MySQL是一款免費(fèi)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，與Java兼容性好[3]。在MySQL中可以創(chuàng)建多個表，表對應(yīng)的是項目中的實(shí)體，各個表之間既可以是獨(dú)立的，也可以是相互關(guān)聯(lián)的，用于保存實(shí)體數(shù)據(jù)。在設(shè)計中，需要對教師或者學(xué)生的信息進(jìn)行存儲，包括其姓名，工號或者學(xué)號，照片資料等。

2.2 MVC思想

在MVC架構(gòu)出來之前，Java的網(wǎng)站開發(fā)經(jīng)歷了Model1和Model2兩個過程[4]。Model1模式下，JSP頁面既要顯示用戶數(shù)據(jù)，又要控制邏輯，增大了項目開發(fā)和維護(hù)的難度。Model2模式，即MVC，控制邏輯部分不再用JSP去實(shí)現(xiàn)，而是單獨(dú)將控制層作為一個模塊去開發(fā)，而JSP頁面僅作為顯示用戶數(shù)據(jù)使用。在該模式下，Servlet請求轉(zhuǎn)發(fā)控制，JavaBean做業(yè)務(wù)處理。

由圖3可以看到，MVC思想將一個應(yīng)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(tǒng)時，可以在Html網(wǎng)頁界面完成注冊，登錄等基本操作，但視圖中不發(fā)生數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)；而View層和Controller層都依賴Model。通過將Model和View層代碼的分離實(shí)現(xiàn)前后端代碼的分離，在編寫代碼時，不需要同時關(guān)注內(nèi)容和頁面，提高了代碼的編寫效率和可移植性。

圖3 MVC架構(gòu)圖

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

通過JDBC技術(shù)可以將MySQL中的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容讀取到網(wǎng)頁[5]，并對MySQL進(jìn)行增刪改查操作。為了能提高數(shù)據(jù)庫的性能，可以采用連接池的技術(shù)，連接池包含了驅(qū)動和獲取與數(shù)據(jù)庫連接步驟，即預(yù)先創(chuàng)建連接在連接池中，當(dāng)需要連接數(shù)據(jù)庫時，直接從連接池中取得連接，完成數(shù)據(jù)庫操作之后，再將連接放回到連接池中。設(shè)計采用c3p0連接池技術(shù)[6]，通過配置xml文件來管理連接。

2.4 業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行軟件核心業(yè)務(wù)邏輯的處理[7]，在這里創(chuàng)建數(shù)據(jù)訪問層對象，來對操作數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。因為整個項目業(yè)務(wù)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(hù)和開發(fā)比較麻煩，程序邏輯不清晰，所以把需求寫在Service層里面，當(dāng)需求改動時，可直接在這里進(jìn)行代碼的修改。

2.5 使用Action完成數(shù)據(jù)的交互

在整個項目開發(fā)中，實(shí)現(xiàn)了AdminAction，負(fù)責(zé)管理員的登錄，可以對用戶信息進(jìn)行增、刪、查、改操作；TeacherAction，負(fù)責(zé)教師的登錄；StudentAction，負(fù)責(zé)學(xué)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(diào)用TeacherAction中的login方法，判斷該用戶是否在數(shù)據(jù)庫中，如果存在，方法返回“success”,到struts.xml查找相應(yīng)的返回結(jié)果，如果result中的屬性值和login方法返回值相同，然后頁面會轉(zhuǎn)到“message/teacehr.jsp”用戶頁面，把用戶所需要使用的數(shù)據(jù)在頁面顯示。

2.6 頁面設(shè)計

系統(tǒng)的網(wǎng)頁部分由Html5和JavaScript技術(shù)共同實(shí)現(xiàn)。首先，使用Html技術(shù)完成頁面的布局，Html是Web開發(fā)的基礎(chǔ)，它可以使Web網(wǎng)頁可以實(shí)現(xiàn)一些基本簡單的交互效果。然后在Html中使用JavaScript語言完善網(wǎng)頁的實(shí)時、動態(tài)交互功能。由于JavaScript的跨平臺性，學(xué)生或者老師都可以對其正確執(zhí)行。

3 系統(tǒng)調(diào)試

(1)將項目部署到Tomcat服務(wù)器中,運(yùn)行服務(wù)器。在瀏覽器中輸入地址即可跳轉(zhuǎn)到登錄界面。用戶登錄系統(tǒng)后，則可對所要使用的危險化學(xué)品名稱及克數(shù)進(jìn)行申請。登錄界面如圖4所示，用戶在登錄時需詳細(xì)閱讀實(shí)驗室管理準(zhǔn)則，準(zhǔn)則中則介紹了實(shí)驗室使用時的操作細(xì)則。

圖4 用戶登錄界面

(2)管理員在系統(tǒng)中作為主要負(fù)責(zé)人，除了對用戶的管理外，還要對使用情況進(jìn)行定期監(jiān)測，保證服務(wù)器與終端的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，當(dāng)物品數(shù)量或重量低于某設(shè)定值時，網(wǎng)頁會彈出補(bǔ)充提醒對話框，及時補(bǔ)充相關(guān)危險化學(xué)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(jié) 語

設(shè)計了一種基于Java技術(shù)實(shí)驗室危險化學(xué)品管理網(wǎng)站，通過服務(wù)器與終端的數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)化了教師與學(xué)生使用危險化學(xué)品時的操作流程，使管理員的管理更加輕松方便。經(jīng)過實(shí)際測試表明：該網(wǎng)站能過實(shí)現(xiàn)所需功能，終端數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確在Web網(wǎng)頁顯示，可維護(hù)性良好，可以有效完成高校對危險化學(xué)品的智能化、遠(yuǎn)程化管理。