邱國(guó)慶 胡 順

[關(guān)鍵字] 實(shí)驗(yàn)設(shè)備；移動(dòng)終端；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

1 引言

手機(jī)的使用已相當(dāng)普遍，特別在大學(xué)生群體，手機(jī)已經(jīng)是每個(gè)人必備的學(xué)習(xí)、生活工具。如果能在實(shí)驗(yàn)室管理工作中，利用手機(jī)的便利，提高工作效率，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，那將是極具積極意義的事。如何適應(yīng)當(dāng)前情況，將設(shè)備的借還操作在移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)，特別是手機(jī)上實(shí)現(xiàn)，使其在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理上發(fā)揮更大的作用，就變得迫在眉睫了。

2 現(xiàn)狀分析

目前，廣西師范大學(xué)教育學(xué)部實(shí)驗(yàn)設(shè)備的借還方式主要還是靠手工記錄，再由管理員擇時(shí)統(tǒng)一將記錄輸入電腦后進(jìn)行電子存檔。這種方式不僅不符合時(shí)代發(fā)展，效率低下，而且還極其容易出錯(cuò)，甚至出現(xiàn)電子檔漏登記的情況。同時(shí)，由于電子文檔與實(shí)際紙質(zhì)登記情況有滯后性，經(jīng)常出現(xiàn)某些設(shè)備已經(jīng)借出，但在電子檔里查出結(jié)果與實(shí)際不符的情況；有的設(shè)備已經(jīng)歸還，但電子文檔未及時(shí)更新，導(dǎo)致設(shè)備閑置。這些情況，嚴(yán)重妨礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，降低了實(shí)驗(yàn)室管理效率，加大了實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作強(qiáng)度。

在信息化高速發(fā)展的今天，社會(huì)的通訊代價(jià)已經(jīng)非常低廉，國(guó)內(nèi)幾大運(yùn)營(yíng)商針對(duì)在校大學(xué)生，更是有很優(yōu)惠的推廣套餐，大學(xué)生們經(jīng)濟(jì)上能夠承受學(xué)習(xí)過(guò)程中使用手機(jī)的消費(fèi)。站在時(shí)代前沿的大學(xué)生認(rèn)為，這種做法非常符合他們身份，況且這還極大提高了他們的學(xué)習(xí)效率，所以較容易被廣泛接受。

綜上所述，無(wú)論是從環(huán)境、費(fèi)用、需求等各方面來(lái)講，開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)終端的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備借還系統(tǒng)是符合當(dāng)前現(xiàn)狀的做法。同時(shí)，如果系統(tǒng)也可以兼容電腦使用，將更加方便實(shí)驗(yàn)設(shè)備的日常管理工作。

3 系統(tǒng)模式與整體架構(gòu)

系統(tǒng)基于O2O（線上對(duì)線下，Online To Offline）模式，需要學(xué)生和管理員通過(guò)線上申請(qǐng)、審核，線下借還、核查的模式完成整個(gè)借還工作，如圖1所示。線上和線下工作結(jié)合，提高管理效率，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理的信息化。本文將重點(diǎn)探討線上的功能實(shí)現(xiàn)，對(duì)于線下的操作，不再詳細(xì)討論，因此后文提到的系統(tǒng)僅指線上系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)的O2O模式

系統(tǒng)使用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)上，通過(guò)對(duì)廣西師范大學(xué)教育學(xué)部學(xué)生及實(shí)驗(yàn)室管理人員的需求采集歸納，線上借還系統(tǒng)從邏輯上可細(xì)劃分為五層——硬件設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、應(yīng)用框架層、應(yīng)用層、顯示層，具體架構(gòu)方式如圖2。其中，顯示層對(duì)應(yīng)B/S基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的B（Browser，瀏覽器）端，其他層屬于S（Server，服務(wù)器）端。

圖2 系統(tǒng)B/S結(jié)構(gòu)及五層架構(gòu)

硬件設(shè)施層主要包含服務(wù)器硬件、安全設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還要配置好系統(tǒng)所需的系統(tǒng)軟件，搭建Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的各種軟件及其他所需的中間件。數(shù)據(jù)資源層提供數(shù)據(jù)庫(kù)管理操作、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，主要包括學(xué)生信息、管理員信息、設(shè)備信息、借還記錄和系統(tǒng)日志等數(shù)據(jù)。應(yīng)用框架層提供基礎(chǔ)的應(yīng)用功能模塊，包括用戶管理、權(quán)限管理、身份認(rèn)證、設(shè)備管理、借還管理等基本框架功能。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的交互功能，包括設(shè)備信息錄入、設(shè)備信息查詢、在線借還申請(qǐng)、借還申請(qǐng)審核、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能。最后通過(guò)顯示層的移動(dòng)端網(wǎng)頁(yè)瀏覽器、微信公眾號(hào)、電腦端瀏覽器展示給用戶。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用了MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，MySQL是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一，在Web應(yīng)用方面，MySQL是最好的RDBMS(Relational Database Management System，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng))應(yīng)用軟件，同時(shí)搭配PHP和Apache可組成良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，這也是非常符合我們系統(tǒng)整體構(gòu)架的選擇。從性能上來(lái)看，MySQL有足夠的能力處理我們所需的操作。整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包括學(xué)生信息表、管理員信息表、設(shè)備信息表、借還記錄和系統(tǒng)日志，其中系統(tǒng)日志表采取標(biāo)準(zhǔn)日志記錄，不再詳細(xì)介紹。

4.1 學(xué)生信息表

學(xué)生信息表主要記錄學(xué)生基本信息情況，包括學(xué)號(hào)、姓名、系科、年級(jí)、手機(jī)號(hào)碼、密碼、狀態(tài)等，數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)詳情見(jiàn)表1。學(xué)生信息可直接從已有數(shù)據(jù)導(dǎo)入，也可以采取固定時(shí)間開(kāi)放注冊(cè)，再審批的方式。異常賬戶可修改狀態(tài)數(shù)據(jù)，屏蔽用戶登入系統(tǒng)操作；對(duì)即將畢業(yè)學(xué)生或極個(gè)別學(xué)生可通過(guò)設(shè)置特定狀態(tài)數(shù)據(jù)，限制其借入申請(qǐng)。

表1 學(xué)生信息表

4.2 管理員信息表

管理員信息表主要記錄管理員基本信息情況，包括工號(hào)、姓名、手機(jī)號(hào)碼、密碼和權(quán)限，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表2。為實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，可通過(guò)權(quán)限值確定管理員權(quán)限，如系統(tǒng)管理員擁有最高的操作權(quán)限，而學(xué)生管理員則只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的借還審核確認(rèn)等操作。

表2 管理員信息表

4.3 設(shè)備信息表

設(shè)備信息表主要記錄實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本信息情況，包括設(shè)備編碼、設(shè)備名、總數(shù)量、庫(kù)存數(shù)量、設(shè)備描述、設(shè)備狀態(tài)，數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)詳情見(jiàn)表3。

表3 設(shè)備信息表

4.4 借還記錄表

借還記錄表主要記錄借還操作情況，包括記錄號(hào)、借還的設(shè)備編碼、借還操作的學(xué)生、經(jīng)手的管理員工號(hào)、操作類型、借還數(shù)量、借還時(shí)間、備注，數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)詳情見(jiàn)表4。該表是核心記錄表，所有的借還操作都將在此表中記錄下來(lái)，以備隨時(shí)查詢、統(tǒng)計(jì)。備注字段可存儲(chǔ)與借還相關(guān)的信息，如借還時(shí)設(shè)備損壞情況描述、約定借還期限、管理員的提醒話語(yǔ)等信息。

表4 借還記錄表

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)使用PHP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，申請(qǐng)了個(gè)人發(fā)微信公眾號(hào)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以完全滿足移動(dòng)終端的使用，又不增加開(kāi)發(fā)的技術(shù)成本。開(kāi)發(fā)過(guò)程中我們選擇了最優(yōu)化的軟硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境，以提高效率。由于篇幅所限，我們?cè)谖闹谐苏f(shuō)明所需硬軟件環(huán)境外，只討論在線借還申請(qǐng)和微信公眾號(hào)開(kāi)發(fā)的具體實(shí)現(xiàn)。

5.1 軟硬件環(huán)境

為了縮短開(kāi)發(fā)周期，Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器直接使用了WAMPServer進(jìn)行架設(shè)，它是Windows下的Apache+PHP+MySQL集成環(huán)境，能夠提供HTTP服務(wù)、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、PHP等所需的圖形管理環(huán)境，非常便利。由于服務(wù)器處在校園內(nèi)，服務(wù)器安全部署方面，除了直接依賴學(xué)?，F(xiàn)有的硬件防火墻外，我們通過(guò)安裝服務(wù)器安全狗軟件，配合Windows自帶防火墻來(lái)實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)化安全配置，關(guān)閉不需要的端口和服務(wù)。

應(yīng)用框架層使用當(dāng)前成熟的Yii2框架，它是一個(gè)高性能的，適用于開(kāi)發(fā)Web 2.0應(yīng)用的PHP框架。該框架擁有一套嚴(yán)格的安全校驗(yàn)方案，能很好地維護(hù)系統(tǒng)安全。它遵循了MVC（Model View Controller，模式-視圖-控制器）模式，確保了清晰分離邏輯層和表示層，非常有利于后期的擴(kuò)展和維護(hù)，也可大大提高開(kāi)發(fā)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期。

另外，Yii2框架可非常方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)客戶端的支持，幾乎不需要做額外工作，就能讓系統(tǒng)既支持電腦端，又能在手機(jī)、平板等移動(dòng)端完美展示。對(duì)于微信公眾號(hào)的服務(wù)，只需要申請(qǐng)好公眾號(hào)，設(shè)置好服務(wù)菜單，即可直接跳轉(zhuǎn)到原始界面，在微信里提供服務(wù)。因此，使用Yii2框架可無(wú)縫開(kāi)發(fā)既符合電腦，又符合移動(dòng)端瀏覽器，還符合微信公眾號(hào)的顯示層界面。使用Yii2框架的GII模塊，我們可快速完成應(yīng)用框架層的用戶管理、權(quán)限管理、身份認(rèn)證、設(shè)備管理、借還管理功能的開(kāi)發(fā)，這對(duì)于熟悉Yii2框架的開(kāi)發(fā)者，都能輕松實(shí)現(xiàn)。

5.2 在線借還申請(qǐng)

在線借還申請(qǐng)由用戶發(fā)出，系統(tǒng)進(jìn)行身份認(rèn)證后，初步查詢?cè)O(shè)備情況，若符合借出條件，將由系統(tǒng)暫行接受學(xué)生申請(qǐng)，提交進(jìn)入系統(tǒng)審核等待階段，學(xué)生到達(dá)實(shí)驗(yàn)室后，再由線下實(shí)驗(yàn)室管理員核查設(shè)備后，實(shí)施借還，再進(jìn)行線上的最后確認(rèn)，最后打印出紙質(zhì)文件，簽字確認(rèn)后存檔，才算完成借還過(guò)程，具體流程如圖3。

圖3 在線借還申請(qǐng)流程

5.3 微信公眾號(hào)開(kāi)發(fā)

直接從微信公眾平臺(tái)申請(qǐng)后，即可進(jìn)入該平臺(tái)進(jìn)行微信公眾號(hào)的功能開(kāi)發(fā)。微信公眾號(hào)設(shè)置了三大功能：設(shè)備查詢、借還申請(qǐng)、借還查詢。設(shè)備查詢界面，學(xué)生可以輸入設(shè)備名的關(guān)鍵字，查閱所需設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，掌握此設(shè)備即時(shí)的庫(kù)存信息，即可發(fā)起借還申請(qǐng)。借還查詢可查閱自己發(fā)起的借還申請(qǐng)及審核情況，掌握自己的借還信息。

通過(guò)公眾號(hào)的服務(wù)器環(huán)境設(shè)置，我們可共享后臺(tái)已經(jīng)在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)了的功能，微信公眾平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)顯示層功能即界面的開(kāi)發(fā)。目前微信公眾平臺(tái)主要依靠H5（HTML5，超文本標(biāo)記語(yǔ)言）來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了更好、更高效地實(shí)現(xiàn)微信公眾號(hào)的界面開(kāi)發(fā)，我們直接選取了第三方的H5制作工具。這些第三方工具與官方提供的相比，有更多的元素、更美的資源、更時(shí)髦的排版、更便利的操作方式。例如，某些第三方平臺(tái)直接提供模板化的場(chǎng)景，一鍵即可完成微信文章的排版、美化等功能，非常方便。

6 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)完成后，還需進(jìn)行各方面的測(cè)試。我們主要完成了功能測(cè)試、性能測(cè)試、兼容性測(cè)試和安全測(cè)試。功能測(cè)試需測(cè)試所有鏈接、表單、數(shù)據(jù)是否有效，各模塊是否正常實(shí)現(xiàn)，微信公眾號(hào)能否正常使用。性能測(cè)試除了需要測(cè)試網(wǎng)站及公眾號(hào)的連接速度外，還要進(jìn)行系統(tǒng)壓力測(cè)試。兼容測(cè)試需完成當(dāng)前電腦端主流網(wǎng)頁(yè)瀏覽器的兼容測(cè)試，如IE內(nèi)核、Firefox內(nèi)核、Safari內(nèi)核的各種瀏覽器，還需要完成不同系統(tǒng)，如Windows、Android和IOS系統(tǒng)下的瀏覽效果測(cè)試。安全測(cè)試，除了要做好服務(wù)器操作系統(tǒng)安全設(shè)置，及時(shí)打好系統(tǒng)補(bǔ)丁，安裝專用防火墻外，還要進(jìn)行第三方的安全檢測(cè)（例如360網(wǎng)站安全檢測(cè)），安全問(wèn)題關(guān)鍵還是在平時(shí)系統(tǒng)使用過(guò)程中，多注意檢查系統(tǒng)漏洞，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能。

7 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的借還管理都是一項(xiàng)繁瑣的工作任務(wù)，給實(shí)驗(yàn)室管理人員帶來(lái)諸多工作壓力，也給學(xué)生造成許多學(xué)習(xí)阻礙。通過(guò)開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)終端的借還系統(tǒng)，能大大緩解以上矛盾，提高工作效率。另外，自主開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)可隨時(shí)根據(jù)自身需求進(jìn)行功能上的完善，適應(yīng)未來(lái)實(shí)驗(yàn)室管理的工作模式。