基于Android +.NET 架構的開放性實驗室預約管理系統設計

韓麗娟 謝云芳 李志男 王賓賓

（ 1、河北農業大學 機電工程學院，河北 保定071001 2、石家莊軌道運輸職業技術學院，河北 石家莊050000 3、中鈔特種防偽科技有限公司，河北 保定071071）

隨著國家經濟發展進入新常態，積極推動大眾創業、萬眾創新對于高校創新型人才培養機制提出了更高的要求。高校理工類專業實驗室作為開展實踐教學和培養學生雙創意識的重要平臺，如何進一步創新管理機制同時提升信息化建設水平，已成為國內外專家學者研究的重要命題。

近年來，國內許多高校建立了理工類專業的開放性實驗室，對學生雙創意識的培養和創新實踐起到了積極作用，但學生實驗預約審批繁瑣、實驗資源利用率低、實驗室管理信息化管理水平低等問題仍是一些高校面臨的棘手問題。因此探索和建立與時俱進的開放性實驗室預約管理系統，對于降低實驗室管理成本、提高實驗資源利用率、滿足學生不斷增長的實踐創新需求是十分必要的。

在移動互聯網技術快速發展的時代背景下，本文在優化開放性實驗室預約管理流程的基礎上，對基于Android 平臺和.NET 架構的開放性實驗室預約管理系統進行設計，提高開放性實驗室預約管理效率及信息化水平。

1 開放性實驗室預約管理系統需求分析

圖1 系統總體用例圖

開放性實驗室預約管理系統的用戶主要分為：實驗申請人員、實驗室管理員和數據維護人員。實驗申請人員用戶群是系統中權限最少的用戶，可以使用系統進行個人信息注冊、個人信息管理、實驗室開放資源信息查詢、實驗室預約申請以及查看預約申請審核結果操作。實驗室管理員用戶群擁有實驗申請人員擁有的全部權限，同時還可以進行實驗室信息維護、實驗預約申請審批操作。數據維護人員用戶群主要負責對系統數據庫進行維護和管理，擁有對系統全部功能的管理權限。本設計使用UML（標準建模語言）用例圖進行系統功能性需求分析。系統總體用例圖如圖1 所示。

2 系統體系結構設計

目前主流的移動互聯網應用軟件系統體系結構主要分為兩種：C/S（客戶機/服務器）結構和B/S（瀏覽器/服務器）結構。綜合考慮開放性實驗室預約管理系統的使用需求以及服務器數據安全性防護的要求，本文選擇基于更為安全的C/S 系統體系結構進行系統設計開發。移動客戶端APP 程序安裝運行于Android 移動終端，預約管理系統服務器程序及數據庫管理軟件安裝運行于實驗室服務器。實驗申請人員和實驗室管理員可以通過Android 移動客戶端APP 通過移動通訊網絡或無線網絡接入WAN廣域互聯網，與預約管理系統服務器進行交互，實現開放性實驗室預約管理系統功能。

3 Android 移動客戶端程序設計

開放性實驗室預約管理系統Android 移動客戶端的用戶群包括實驗申請人員、實驗室管理員。實驗申請人員根據權限授權通過移動客戶端可以完成用戶賬號注冊/登錄、個人信息修改、實驗室開放資源信息查詢、實驗預約申請編輯以及查看預約申請審核結果操作。實驗室管理員根據權限授權，通過移動客戶端除了可以完成實驗申請人員的所有授權操作外，還可以進行實驗室開放資源信息維護以及實驗預約申請審批操作。

用戶打開Android 移動客戶端程序后，需要進行注冊/登錄才能進行預約管理操作?？蛻舳塑浖ㄟ^基于TCP/IP 協議的Socket構造器來連接服務器，服務器會根據登錄用戶的相應權限設置來使能和禁用APP 界面中的相應功能選項。Android 移動客戶端程序業務流程如圖2 所示。

4 基于.NET 架構的服務器程序設計

4.1 服務器程序業務流程設計

開放性實驗室預約管理系統服務器程序主要用于應答移動客戶端應用服務請求、網絡數據交互管理、實驗室開放資源數據管理、實驗室預約數據管理、用戶管理、系統設定以及數據庫維護。用戶群包括實驗室管理員和數據維護人員，實驗室管理員在服務器端操作權限與移動客戶端權限相同，數據維護人員擁有對系統全部功能的管理權限。

圖2 Android 移動客戶端程序業務流程圖

服務器程序通過網絡監聽應答移動客戶端服務請求，根據用戶注冊權限，管理客戶端程序數據交互權限，通過并發數據訪問控制以及定時數據庫備份確保系統數據安全。服務器程序業務流程如圖3 所示。

圖3 服務器程序業務流程圖

4.2 系統數據庫設計

開放性實驗室預約管理系統服務器數據庫主要存儲系統登錄用戶名、登錄密碼、用戶權限、實驗室信息、實驗預約信息等數據內容。本設計使用關系模型對存儲數據進行建模，通過E-R 圖（實體- 關系圖）對數據庫概念結構進行設計，通過對系統實體關系進行分析梳理，可以確定數據庫共包含五張數據表，分別為：用戶登錄表、用戶權限表、權限模塊表、實驗室數據表以及實驗預約數據表。系統數據庫實體關系E-R 圖如圖4 所示。

圖4 數據庫實體關系E-R 圖

4.3 開放性實驗室預約管理系統測試

本設計采用白盒測試與黑盒測試相結合的方法對開放性實驗室預約管理系統進行測試。從程序源代碼的層面對系統進行內部測試。在內部測試過程中，使用預先設計的測試用例先后進行了用戶注冊、登錄功能測試，實驗室預約申請、審批功能測試，數據管理功能測試以及相關系統設置功能測試。測試結果表明，系統軟件功能可以滿足開放性實驗室預約管理系統的應用需求。

5 結論

本文在探討開放性實驗室預約管理流程的基礎上，對開放性實驗室預約管理系統進行了深入地需求分析以及系統體系結構設計。結合需求分析對Android 移動客戶端程序和服務器程序進行功能結構設計、程序業務流程設計。對系統數據庫進行概念結構和物理結構設計。采用科學的軟件測試方法對系統功能進行測試，測試表明，本設計可以實現通過Android 移動客戶端進行實驗信息查詢、實驗預約申請、實驗預約管理等開放性實驗室預約、管理業務，有助于提高高校開放性實驗室預約管理效率及信息化水平。