基于WEB自動化創客實驗室管理系統

孟芳芳, 李珊紅， 衛 明

(合肥學院 電子信息與電氣工程系, 安徽 合肥 230601)

0 引 言

基于“創客”模式的自動化專業大學生創客實驗室建設計劃立足于本校自動化專業大學生群體，建立開源、創新、協作、共享的線上交互平臺及線下實體實驗室，讓大學生分享創意、完善創意、實現創意[1]，使其成為本校自動化專業技術創新活動開展和交流的場所，技術積累的場所,創意產生、實現和交易的場所，以及創業集散地，促進了本專業人才培養與社會經濟發展，實現創業、就業需求緊密對接[2]。自動化創客實驗室的管理是一項較繁瑣復雜的工作[3]，管理人員需花費大量的時間來做，如到實驗室學習的學生信息，電子元器件的入庫、出庫、報廢等，實驗室設備的入庫、報修、報廢等統計工作[4-5]。運用計算機和網絡來對實驗室管理比手工管理有更多的優點，如查詢速度快、便于大數據分析處理、保密性好、精確性高、成本低廉等優勢[6]。因此，本專業的創客實驗室亟需基于計算機和WEB開發一個自動化創客實驗室管理系統，從而可以為自動化創客實驗室的管理節省大量的人力物力，提高其運行效率，為師生提供更好的服務。

1 自動化創客實驗室管理系統的總體設計

自動化創客實驗室管理系統主要包括管理員部分和學生部分,其系統功能總體框圖如圖1所示。

圖1 系統功能總體框圖

管理員部分包括學生信息管理、儀器設備管理、登錄密碼管理等模塊。學生部分包括儀器設備借用模塊和登錄密碼設置模塊。其中管理員部分，在學生信息管理模塊中，管理員可以添加、修改和刪除登陸網站的學生信息；在儀器設備管理模塊中，管理員可以對整個實驗室的儀器設備進行管理，并對學生借用儀器設備等情況進行處理；在登錄密碼管理模塊中，管理員可以對所有人員的登錄密碼進行變更管理，方便處理緊急情況。學生部分中，在儀器設備借用模塊中，學生可以查看儀器設備信息，并可以借用和歸還儀器設備；在登陸密碼模塊中，學生能夠自主更改密碼。

自動化創客實驗室管理系統總體軟件流程如圖2所示。

圖2 系統軟件流程

打開系統，登錄人員首先輸入自己的賬號密碼，管理系統執行并判斷輸入信息是否正確。若錯誤，返回重新輸入；若正確，判斷是否為學生，是則進入學生界面，否則進入管理員界面。

自動化創客實驗室管理系統程序分為數據庫和用戶界面兩大塊，本設計采用MYSQL編寫數據庫程序， HTML、CSS+DIV和Java服務器頁面JSP等編寫用戶界面程序。其中HTML是超文本標記語言， DIV用來布局，CSS控制HTML中內容的樣式。我們可以形象地理解為：HTML是房子，div是房間，CSS用來修飾房間。CSS+DIV與傳統的TABLE頁面構造布局相比，具有表現和內容相互分離、提高頁面瀏覽速度、提高搜索引擎對網頁的索引效率、更加易于維護和改版、代碼更加精簡等優點。JSP在傳統的html文件中插入Java程序，從而形成了jsp文件(*.jsp)，開發者可以直接在jsp文件中編寫html代碼。整個系統軟件編寫均在sublime text3軟件上完成，其中sql數據庫導入Navicat for Mysql上，用戶界面程序導入myeclipse 2016上，并將2個軟件建立鏈接，完成交互，從而實現系統功能。

2 數據庫設計

自動化創客實驗室管理系統的數據庫主要包括管理員信息、儀器設備信息和學生信息數據庫。添加、修改、刪除一個數據庫的流程圖分別如圖3～圖5所示。

圖3 添加數據庫流程圖 圖4 修改數據庫流程圖 圖5 刪除數據庫流程圖

2.1 管理員信息數據庫的設計

2.1.1 數據庫屬性定義

管理員信息表t_admin的結構見表1。

表1 管理員信息表t_admin

管理員的基本信息要素：管理員adminid、用戶名username、密碼password、姓名name、性別sex、號碼tel，及其用戶類型、寬度、是否賦值等。

2.1.2 數據庫設計

自動化創客實驗室管理系統的管理員信息數據庫用來存儲管理員用戶名、密碼、性別、手機號等管理員的基本信息，設計的管理員信息數據庫如圖6所示。

圖6 管理員信息數據庫

2.2 儀器設備信息數據庫的設計

儀器設備信息表mange包含儀器設備的基本信息要素：編碼ID、名稱name、日期date、設備狀態信息msg、設備號number、入庫時間wxdate、維修后情況信息wxwhy、維修時間bfdate等，及其用戶類型、寬度、是否賦值。建立的儀器設備信息數據庫如圖7所示,包括儀器設備的名稱、入庫時間、是否損壞、維修情況和損壞原因等，便于學生借用儀器時了解相關儀器設備借用情況等基本信息。

圖7 儀器設備信息數據庫

2.3 儀器設備借用信息數據庫的設計

儀器設備借用信息數據庫用來存儲記錄借用學生的基本信息、儀器設備基本信息和借用歸還時間等。儀器設備借用信息表t_student包括學生的基本信息要素：設備名稱userName、密碼password、借用人宿舍號dormBuildId、借用人姓名name、借用人性別sex、借用人電話tel、借用時間date、設備基本情況beizhu等，及其用戶類型、寬度、是否賦值。設計的儀器設備借用信息數據庫如圖8所示。

圖8 儀器設備借用信息數據庫

2.4 學生信息數據庫的設計

學生信息表t_student包括學生的基本信息要素：學生編碼studentID、用戶名stunum、密碼password、姓名name等，及其用戶類型、寬度、是否賦值。設計的學生信息數據庫如圖9所示。

圖9 學生信息數據庫

學生信息數據庫用來存儲使用自動化創客實驗室的學生的基本信息，包括用戶名、密碼、姓名、電話、性別等。

2.5 學生班級信息數據庫

學生班級信息數據庫用來存儲使用自動化創客實驗室的學生的專業、班級等信息，設計的學生班級信息數據庫如圖10所示。

圖10 學生班級信息數據庫

3 自動化創客實驗室管理系統的用戶界面設計

自動化創客實驗室管理系統用戶界面包括系統登錄用戶界面，管理員用戶界面及其子模塊，學生用戶界面及其子模塊。自動化創客實驗室管理系統采用html、css、jsp、jql等來編寫用戶界面程序。

3.1 系統登錄用戶界面的設計

管理員和學生首先都通過自動化創客實驗室管理系統的登錄界面登錄，設計的系統登錄用戶界面如圖11所示。

圖11 登錄用戶界面

登錄時需要輸入賬號和密碼，完成輸入后，選擇是系統管理員或學生然后進行登錄，若點擊“記住我”，下次登錄會記住上次登錄賬號。

3.2 管理員用戶界面設計

管理員輸入用戶名密碼成功登陸后，則可進入設計的管理員用戶界面，管理員在此界面中可以進行學生儀器借用管理、學生管理和所有密碼管理，從而維護整個系統的運行，對學生借用儀器設備進行審批，人員信息密碼出現錯誤時進行改正[7]。點擊管理員用戶界面中的“管理員管理”即可進入設計的的管理員管理用戶界面，如圖12所示。

圖12 管理員管理用戶界面

該界面可錄入借出人姓名、電話、班級、借出設備、借還時間及設備狀況等詳細信息。在學生借還儀器設備時，管理員可以在管理員管理用戶界面直接進行操作：點擊該用戶界面中的“修改”，進入修改設備信息用戶界面，添加或者修改相應的數據，從而完成儀器設備借還,如圖13所示。

圖13 修改設備信息用戶界面

從管理員用戶界面點擊“學生管理”即可進入設計的學生管理用戶界面，如圖14所示。

圖14 學生管理用戶界面

該界面包括學生的學號、姓名、電話等基本信息，管理員可以對這些基本信息進行實時修改和刪除。另外，在學生管理用戶界面附加了查找功能，管理員可以直接在搜索框中輸入所需的信息，點擊搜索即可查找所需信息。

3.3 學生用戶界面設計

當學生在自動化創客實驗室管理系統輸入賬號和密碼成功登陸后，即可進入設計的學生用戶界面。學生用戶界面具有查看設備詳情、申請借還儀器設備和修改密碼等功能[8]。在學生用戶界面中點擊“設備詳情”即可進入設計的設備詳情用戶界面，如圖15所示。

圖15 設備詳情用戶界面

設備詳情用戶界面中學生可以查看所需設備的實時信息，如設備出現問題情況、維修情況、報廢原因或者已被借出儀器的信息等。當儀器設備空置時，學生可以點擊“借出”，此時管理員若批準，則可以借用儀器設備。

4 結 語

為了給自動化創客實驗室的日常管理提供更好的服務，本設計運用html、css、jsp、jql等構建了一個管理便捷和利于操作的自動化創客實驗室管理系統，使實驗室管理更加便捷，并大大減輕了管理員的負擔，也使得相關信息的準確率明顯增加，并使得相關信息更易于統計和分析處理。自動化創客實驗室管理系統的試運行結果表明，所設計的自動化創客實驗室管理系統能夠實現自動化創客實驗室的日常管理，并且比手工管理更方便、高效。

[1] M Lille. Evaluating the success of markerspace in a public library: the case of Narva city library makerLab in Estonia[J]. New Library World,2016,117(9/10):587-595.

[2] 陳俊霖,孟增輝.基于WEB的開放式實驗室管理系統的設計與實現[J].電子制作,2015(11):93-94.

[3] 劉紅.基于WEB的實驗室管理系統的設計與實現[J].電腦知識與技術,2013(5X):3226-3228.

[4] 喻晗,劉威.實驗室管理系統的設計與實現[J].電子設計工程,2017,25(1):1-5.

[5] 曹課興,田棟.基于WEB的榆林學院開放實驗室管理系統的設計與開發[J].電子設計工程,2013,21(19):19-22.

[6] 劉林濤,蔡瑜珩.基于Web技術的開放式實驗室管理系統的研究與開發[J].實驗室科學,2014,17(4):187-192.

[7] 畢海婷,任大偉.MODBUS總線PLC冷庫自動化控制系統[J].長春工業大學學報:自然科學版，2014，35(1):101-105.

[8] 管雪梅，戴天虹，王鐵濱.高校虛擬實驗平臺的設計及教學應用研究[J].哈爾濱師范大學學報:自然科學版，2015(1)：88-90.