高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文｜張琴

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字化校園已成為高校信息化建設(shè)發(fā)展的迫切需求，同時(shí)，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)室管理工作日趨復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備、試劑耗材的科技含量高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了更好地集中統(tǒng)一管理，提高實(shí)驗(yàn)室資源使用率，這就要求提高實(shí)驗(yàn)室管理與開(kāi)放效率，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室智能信息化管理。目前，市面上的管理系統(tǒng)存在很多弊端。一方面，實(shí)驗(yàn)室信息無(wú)法有效共享，實(shí)踐教學(xué)課程無(wú)法有效落實(shí)，無(wú)法統(tǒng)一安排管理；另一方面，實(shí)驗(yàn)員的實(shí)驗(yàn)室管理工作效率低，實(shí)驗(yàn)室資源使用率低，資源沒(méi)有得到充分利用。綜上所述，一款適配性高、功能全面、高效易用的實(shí)驗(yàn)室管理軟件是目前高校迫切需要的。

一、高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

（一）Web前端開(kāi)發(fā)技術(shù)

項(xiàng)目利用web開(kāi)發(fā)技術(shù)，研發(fā)出高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。一方面，系統(tǒng)運(yùn)用了Adobe Photoshop CC軟件設(shè)計(jì)網(wǎng)站所用到的各種圖片，Adobe Photoshop CC平臺(tái)是美工功能最強(qiáng)大的平臺(tái)；另一方面，它也利用WebStorm軟件作為前端編程與測(cè)試的工具，WebStorm是JetBrains公司旗下一款JavaScript 開(kāi)發(fā)工具。已經(jīng)被廣大中國(guó)JS開(kāi)發(fā)者譽(yù)為"Web前端開(kāi)發(fā)神器"。項(xiàng)目采用性能穩(wěn)定、安全、擴(kuò)展性強(qiáng)的前端框架Vue ,搭配餓了么研發(fā)的ElementUI的前端技術(shù)框架，此外，還通過(guò)HTML技術(shù)、CSS技術(shù)、JAVASCRIPT技術(shù)，搭建了系統(tǒng)的前端。

（二）Web后端開(kāi)發(fā)技術(shù)

項(xiàng)目利用Springboot框架作為后端開(kāi)發(fā)的主要框架，Spring Boot是由Pivotal團(tuán)隊(duì)提出的全新框架，其設(shè)計(jì)目的是用來(lái)簡(jiǎn)化新Spring應(yīng)用的初始搭建以及開(kāi)發(fā)過(guò)程。該框架通過(guò)特定的方式來(lái)進(jìn)行配置，從而使開(kāi)發(fā)人員不再需要“定義樣板化”的配置。通過(guò)這種方式，Spring Boot致力于成為在蓬勃發(fā)展的快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

（三）MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

該項(xiàng)目中采用Mysql作為高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它用來(lái)保存相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。

MySql是一種關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各個(gè)表中，并不是把一切數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在同一張表中，所以，這樣子提高了靈活度和速度。它可以使用原生的SQL語(yǔ)句去操作數(shù)據(jù)庫(kù)。他的特點(diǎn)是體積小、速度高、成本低。最大的優(yōu)點(diǎn)是它是一種開(kāi)源免費(fèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)。它有以下幾種應(yīng)用架構(gòu)：

（1）單點(diǎn)（Single），用于小規(guī)模的應(yīng)用；

（2）復(fù)制（Replication），用于中小規(guī)模的應(yīng)用；

（3）集群（Cluster），用于大規(guī)模的應(yīng)用

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

（一）總體方案概述

如圖1所示，本系統(tǒng)主要包括二級(jí)學(xué)院分類、實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)室資源管理、實(shí)驗(yàn)預(yù)定系統(tǒng)管理、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作量統(tǒng)計(jì)/查詢、實(shí)驗(yàn)室安全管理及權(quán)限管理7大模塊。

圖1 高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)功能框架圖

（二）各模塊功能

1.二級(jí)學(xué)院分類模塊

二級(jí)學(xué)院分類模塊包含所有二級(jí)學(xué)院，可進(jìn)行增刪查改操作。在增加二級(jí)學(xué)院時(shí)，首先，可以顯示二級(jí)學(xué)院教師人數(shù)、學(xué)生人數(shù)、專業(yè)類型等，根據(jù)這些條件規(guī)劃可以分配對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室；其次，在每學(xué)期分配資源的時(shí)候可以隨時(shí)進(jìn)行修改調(diào)整，這樣后續(xù)做學(xué)生安排時(shí)，就可以避免很多資源紛爭(zhēng)問(wèn)題的發(fā)生；最后，它可以讓實(shí)驗(yàn)管理員了解對(duì)應(yīng)二級(jí)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室資源情況，讓管理員迅速掌握熟悉工作。

2.實(shí)驗(yàn)室管理模塊

實(shí)驗(yàn)室管理模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各二級(jí)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室種類進(jìn)行管理，比如：信息工程學(xué)院主要用到的是電腦室機(jī)房，可以根據(jù)專業(yè)細(xì)化分成不同類型的機(jī)房。同時(shí)還可以對(duì)該學(xué)院的機(jī)房進(jìn)行增刪查改。

3.實(shí)驗(yàn)室資源管理模塊

如圖2所示，該模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房中各項(xiàng)物品分類管理。比如：硫酸屬于重要化學(xué)物品、易腐蝕物品，管理員則在系統(tǒng)上會(huì)重點(diǎn)標(biāo)記該化學(xué)物品的儲(chǔ)存方法、使用方式、使用有效期等情況，通過(guò)這些詳細(xì)標(biāo)記，可以幫助管理員及時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室的危險(xiǎn)物品的使用情況，及時(shí)處理過(guò)期的化學(xué)物品，減少實(shí)驗(yàn)室事故的發(fā)生。如果實(shí)驗(yàn)室物品屬于可以被借調(diào)的種類，比如相機(jī)、教材用具，該模塊則顯示使用人、物品、所屬地的情況，以便管理員對(duì)物品的追蹤，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化管理。

圖2 修改化學(xué)實(shí)驗(yàn)室某試劑的原型圖

4.實(shí)驗(yàn)室預(yù)訂系統(tǒng)

如圖3所示，該系統(tǒng)模塊一般應(yīng)用在這個(gè)場(chǎng)景：如果有想申請(qǐng)調(diào)課的老師，想要使用機(jī)房，那么老師就可以在該系統(tǒng)上申請(qǐng)預(yù)訂，一旦該時(shí)間段被這個(gè)老師預(yù)訂，其他教師便不可預(yù)訂。同時(shí)，也可以使用學(xué)生賬號(hào)預(yù)訂。

圖3 申請(qǐng)預(yù)訂界面圖

5.實(shí)驗(yàn)室工作量統(tǒng)計(jì)/查詢

該模塊主要功能是：實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的使用情況進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)室的使用率是否足夠大，協(xié)助管理員對(duì)教師工作量、實(shí)驗(yàn)室的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以及后續(xù)實(shí)驗(yàn)室的使用安排。

6.實(shí)驗(yàn)室安全管理

實(shí)驗(yàn)室安全管理模塊主要功能是：高校的安全管理。首先，系統(tǒng)把歷年以來(lái)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室事件統(tǒng)計(jì)出來(lái)，可做一個(gè)預(yù)警功能，減少實(shí)驗(yàn)室危害；其次，對(duì)于一些危險(xiǎn)的物品可在此進(jìn)行重點(diǎn)講解；最后，本系統(tǒng)可以作為管理員巡查的記錄平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室檢查追蹤、實(shí)驗(yàn)室智能監(jiān)控視頻追蹤。

7.權(quán)限管理模塊

權(quán)限管理是系統(tǒng)的重要組成部分，角色可分為管理員、二級(jí)學(xué)院管理員、教師、學(xué)生，教師身份以職工號(hào)登錄，學(xué)生以學(xué)號(hào)登錄，不同的身份可以進(jìn)行不同的設(shè)置，管理員有所有模塊的使用權(quán)限，二級(jí)學(xué)院管理員僅可對(duì)該二級(jí)學(xué)院進(jìn)行操作，教師和學(xué)生就有預(yù)訂實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)室學(xué)生教育、?；氛J(rèn)識(shí)功能的部分權(quán)限。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的復(fù)雜化、實(shí)驗(yàn)室預(yù)定的管理流程也錯(cuò)綜復(fù)雜的情況頻繁發(fā)生，高校必須借助信息化的手段優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室管理方法。高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)能幫助管理員、老師、學(xué)生有效地利用設(shè)備，管理實(shí)驗(yàn)室。不過(guò)，本高校實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)還需要進(jìn)一步完善，后續(xù)得加入實(shí)驗(yàn)室資源借調(diào)、儀器故障維修等功能，同時(shí)，隨著微信小程序等App的出現(xiàn)，也應(yīng)該考慮將系統(tǒng)挪至微信端，使用戶更加方便地使用該系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室信息化標(biāo)志著管理更加的規(guī)范，他將更好地分配資源，使得實(shí)驗(yàn)室更好地服務(wù)學(xué)生和老師。