實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其Java實(shí)現(xiàn)

江唯青

關(guān)鍵詞：Swing；JavaBean；MySQL；實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，大數(shù)據(jù)已逐漸進(jìn)入人們的生活以及工作中，各種信息的記錄備份已經(jīng)漸漸脫離了用紙和筆記錄，對(duì)于高校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理而言，隨著教學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，設(shè)備的更新?lián)Q代必然帶來的就是過大信息量的存儲(chǔ)和管理問題。目前，由于實(shí)驗(yàn)室工作繁雜、資料眾多，很多高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理工作還存在著許多問題。如實(shí)驗(yàn)室缺乏統(tǒng)一管理、人員信息不完善、設(shè)備調(diào)度記錄上存在重復(fù)等不規(guī)范現(xiàn)象；設(shè)備信息的透明度低，致使利用率不高；由于歷史或人為的因素，致使設(shè)備賬目不相符等問題。解決這些問題的關(guān)鍵在于要充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，建立一個(gè)完善的設(shè)備信息化管理系統(tǒng)，使設(shè)備的管理規(guī)范化，從而提高高校的設(shè)備信息管理的效率[1]。

1 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)功能分析

實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理通常需要滿足三個(gè)大方面的需求，即消息提醒、設(shè)備管理、系統(tǒng)管理。其中，消息管理主要為了在設(shè)備維護(hù)和更新過程中能夠及時(shí)提醒管理人員；設(shè)備管理主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備本身信息的維護(hù)；系統(tǒng)管理主要實(shí)現(xiàn)基于角色和用戶的管理權(quán)限控制。針對(duì)三個(gè)方面的需求，本文設(shè)計(jì)了三個(gè)對(duì)應(yīng)的模塊，每個(gè)功能模塊進(jìn)行了細(xì)分功能的設(shè)計(jì)，具體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 消息提醒模塊

該模塊主要包括三個(gè)模塊，即申請(qǐng)、待審核和已審核。每個(gè)實(shí)驗(yàn)員在進(jìn)行設(shè)備管理操作前先需要提出申請(qǐng)，申請(qǐng)信息會(huì)自動(dòng)提交到系統(tǒng)管理員處審核。當(dāng)實(shí)驗(yàn)員對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理操作時(shí)（領(lǐng)用、借用、報(bào)廢、報(bào)修），需要經(jīng)過管理員審批（審核通過或者駁回），當(dāng)實(shí)驗(yàn)員提交調(diào)度申請(qǐng)后，管理員可在待審核界面查看具體的申請(qǐng)信息，然后進(jìn)行審批，填寫審批意見。當(dāng)管理員對(duì)實(shí)驗(yàn)員提交的設(shè)備調(diào)度申請(qǐng)審批完成后，可在已審核界面查看自己的審核記錄。實(shí)驗(yàn)員提交了設(shè)備調(diào)度申請(qǐng)后，可在“我的申請(qǐng)”界面查看自己提交的申請(qǐng)。

1.3 設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理是系統(tǒng)的核心模塊，包括的管理操作有設(shè)備錄入、設(shè)備領(lǐng)取、設(shè)備借用、設(shè)備保修、設(shè)備報(bào)廢。其中，每個(gè)設(shè)備都設(shè)置了相應(yīng)的二維碼進(jìn)行高效、快捷管理及跟蹤。

1） 設(shè)備錄入：設(shè)備錄入界面可對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行增（添加設(shè)備）、刪（刪除設(shè)備）、改（編輯設(shè)備）、查（根據(jù)查詢文本框中輸入的內(nèi)容查詢?cè)O(shè)備信息）以及設(shè)備信息的導(dǎo)入導(dǎo)出操作。

2） 設(shè)備領(lǐng)取：由于新錄入的設(shè)備存在于實(shí)驗(yàn)室中，只有在需要時(shí)進(jìn)行領(lǐng)取才會(huì)分配到對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室中，對(duì)于管理員和實(shí)驗(yàn)員在此界面顯示的信息有所不同，管理員可在此界面審核所有的領(lǐng)用申請(qǐng)，實(shí)驗(yàn)員則在此頁面進(jìn)行領(lǐng)取申請(qǐng)，填寫領(lǐng)取信息。

3） 設(shè)備借用：管理員在此界面查看所有實(shí)驗(yàn)員的設(shè)備借用申請(qǐng)信息，填寫審批意見，進(jìn)行審批，判斷是否同意借用，同意借用則標(biāo)記設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)為借用中，駁回則標(biāo)記當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)為未領(lǐng)取，并給申請(qǐng)人發(fā)送消息，實(shí)驗(yàn)員可在此界面進(jìn)行設(shè)備借用申請(qǐng)。

4） 設(shè)備報(bào)修：管理員在此界面查看所有實(shí)驗(yàn)員的設(shè)備報(bào)修申請(qǐng)信息，填寫審批意見，進(jìn)行審批，判斷是否同意借用，同意報(bào)修則標(biāo)記設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)為報(bào)修中，駁回則標(biāo)記當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)為報(bào)修前的狀態(tài)，并給申請(qǐng)人發(fā)送消息，實(shí)驗(yàn)員可在此界面進(jìn)行設(shè)備報(bào)修申請(qǐng)。

5） 設(shè)備報(bào)廢：管理員在此界面查看所有實(shí)驗(yàn)員的設(shè)備報(bào)廢申請(qǐng)信息，填寫審批意見，進(jìn)行審批，判斷是否同意借用，同意報(bào)廢則標(biāo)記設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)為已報(bào)廢，駁回則標(biāo)記當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)為報(bào)廢前的狀態(tài)，并給申請(qǐng)人發(fā)送消息，實(shí)驗(yàn)員可在此界面進(jìn)行設(shè)備報(bào)廢申請(qǐng)。

6） 設(shè)備二維碼：按自定義協(xié)議模式生成二維碼的技術(shù)，在很多實(shí)際場(chǎng)景中得到廣泛應(yīng)用，尤其是應(yīng)用于設(shè)備管理中[2]。文利用二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)，對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)管理進(jìn)行跟蹤。二維碼設(shè)計(jì)如圖2所示。

生成該二維碼的協(xié)議字符串格式為“實(shí)驗(yàn)室名稱| 設(shè)備名稱|設(shè)備編號(hào)|啟用時(shí)間”，圖2示例表示的內(nèi)容為“1號(hào)實(shí)驗(yàn)室|臺(tái)式電腦|16|2023-5-12”。

1.4 系統(tǒng)管理模塊

1） 實(shí)驗(yàn)室管理：對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息的管理，主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息進(jìn)行增刪改查。

2） 角色管理：對(duì)角色信息進(jìn)行增刪改，將用戶劃分為不同角色，在界面顯示中根據(jù)用戶所屬角色不同進(jìn)行不同信息顯示。系統(tǒng)角色分為兩類：管理員、實(shí)驗(yàn)室主任和實(shí)驗(yàn)員。

3） 人員管理：實(shí)現(xiàn)查看所有人員信息，添加人員、編輯人員信息、刪除人員和按條件查詢相應(yīng)用戶。

4） 權(quán)限管理：系統(tǒng)中涉及多種角色，每種角色對(duì)應(yīng)多個(gè)用戶，每種角色用戶對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理具有不同的權(quán)限。本文采用了RBAC的模式進(jìn)行了權(quán)限控制設(shè)計(jì)[3]，對(duì)系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行動(dòng)態(tài)權(quán)限管理。

2 數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫分析

數(shù)據(jù)庫是信息的集合，一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫可以大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因此在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)應(yīng)該注意：在概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)遵守第三范式，降低范式標(biāo)準(zhǔn)的工作放到物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)考慮，嚴(yán)格遵守?cái)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，合理地減少數(shù)據(jù)冗余。

2.2 數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的需求分析，本系統(tǒng)主要包括五個(gè)實(shí)體型，分別為用戶、角色、功能權(quán)限、實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備。根據(jù)各實(shí)體型之間的語義關(guān)系，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫概念模型，如圖3所示，其中各實(shí)體型不僅給出了主要屬性，同時(shí)給出了實(shí)體型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

本文基于RBAC模式的權(quán)限控制設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，將系統(tǒng)中的每種操作設(shè)計(jì)成權(quán)限，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一種角色，每個(gè)角色包含多個(gè)用戶。系統(tǒng)功能權(quán)限與角色之間是多對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)角色包含多個(gè)功能權(quán)限，一種權(quán)限可對(duì)應(yīng)多個(gè)角色，用戶的權(quán)限來自相應(yīng)的角色。設(shè)備和用戶之間是管理關(guān)系，每個(gè)用戶可根據(jù)權(quán)限操作多個(gè)設(shè)備，設(shè)備在不同時(shí)間可由不同用戶進(jìn)行操作。

2.3 數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)

由數(shù)據(jù)庫概念模型生成邏輯模型，最終生成物理模型和數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中包含8 張表，如表1 所示。

由于全部表中字段信息較多，這里僅以設(shè)備信息表為例，給出具體的字段設(shè)計(jì)描述，如表2所示。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

本文實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)采用圖形化用戶界面設(shè)計(jì)，對(duì)于用戶而言圖形化界面視覺上更容易接受。Swing是開發(fā)Java圖形化界面程序的工具包。提供了創(chuàng)建圖形化界面的組件，使用Swing開發(fā)只需用少量的代碼就可以利用Swing的模塊化組件來創(chuàng)建內(nèi)容豐富、美觀的用戶操作界面[4-5]。

系統(tǒng)開發(fā)語言采用Java語言。Java語言是由sun 公司開發(fā)而成的新一代編程語言，采用面向?qū)ο蟮乃枷隱6]，Java語言編寫的項(xiàng)目可以在不同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，真正意義上實(shí)現(xiàn)了一次編程到處執(zhí)行的構(gòu)想。

系統(tǒng)后臺(tái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采用MySQL數(shù)據(jù)庫，它是一種關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是一個(gè)開放源碼的小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。MySQL的高并發(fā)存取能力較好，安裝以及使用簡(jiǎn)便快捷[7]。

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理的三大模塊按照軟件工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)，本文給出2個(gè)代表功能實(shí)現(xiàn)，即系統(tǒng)主界面和消息提醒中的設(shè)備操作維護(hù)中的審核界面，分別如圖4和圖5所示。

系統(tǒng)操作首頁主要由三部分組成，分別是：頭部容器（TopPanel） 、左部容器（LeftPanel） 、右部容器（RightJpanel） 。

1） 頭部容器：主要是顯示當(dāng)前日期及動(dòng)態(tài)時(shí)間，當(dāng)前登錄的用戶名，退出、重新登錄和修改密碼組成。頭部頁面信息是固定的，不會(huì)隨著不同的操作而變化。

2） 左部容器：通過JTree組件顯示樹形操作提示菜單，操作菜單會(huì)根據(jù)當(dāng)前登錄人所屬角色不同顯示不同菜單選項(xiàng)。

3） 右部容器：主要對(duì)左部樹形操作提示菜單中選中的操作進(jìn)行響應(yīng)，顯示對(duì)應(yīng)的設(shè)備或人員信息，菜單欄中選中的操作會(huì)在右部容器頂部顯示。

設(shè)備每次維護(hù)和管理，如領(lǐng)用、報(bào)修、報(bào)廢等操作需要實(shí)驗(yàn)員提交系統(tǒng)管理員審核。在設(shè)備管理維護(hù)記錄中選中一條記錄，點(diǎn)擊審核按鈕，則彈出審核設(shè)備信息頁面供管理員查看申請(qǐng)信息，填寫審核相應(yīng)的審核意見，如圖5所示。

同時(shí)，為方便數(shù)據(jù)維護(hù)，系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel表格中。

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)設(shè)備作為高校固定資產(chǎn)的一個(gè)重要組成部分，實(shí)現(xiàn)高效、便捷的信息化管理有重要意義和價(jià)值。本文在系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，利用Java語言中圖形化界面設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)。其中，利用二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備維護(hù)和管理的跟蹤，提高了實(shí)際管理的效率和便捷性。