劉超慧, 張 森, 聶 榮

(鄭州航空工業(yè)管理學院 計算機科學與應用系，河南 鄭州 450015)

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·儀器設備供應與管理·

基于RFID和開源框架的資產管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

劉超慧, 張 森, 聶 榮

(鄭州航空工業(yè)管理學院 計算機科學與應用系，河南 鄭州 450015)

根據(jù)資產管理信息化建設的需求和實踐，結合開源框架和RFID技術的優(yōu)點，提出了一種基于RFID和SSH架構的開發(fā)資產管理系統(tǒng)的方法。利用ExtJS和HighCharts框架的優(yōu)點，構建了多層Web應用框架ESSHR。介紹了資產管理的業(yè)務流程，闡述了資產管理系統(tǒng)的功能模塊，并對技術實現(xiàn)過程進行了詳細說明。實踐表明該資產管理系統(tǒng)能較大程度上提高資產的管理效率，而且系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和可移植性，具有較好的應用與推廣價值。

資產管理； RFID； SSH架構； HighCharts

0 引 言

隨著信息技術的發(fā)展，如何利用信息技術提高固定資產的利用率，保障固定資產的完整性，成為當前高校資產管理的重點。為此很多學者進行了富有成效的研究[1-4]，開發(fā)出來的系統(tǒng)提供了資產的存儲、查詢、統(tǒng)計和分析等功能。但是由于資產管理業(yè)務復雜，資產管理中的清點環(huán)節(jié)仍然采取手工方式、效率低下，對貴重設備無法提供跟蹤功能、流失嚴重，傳統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)維護成本較高，系統(tǒng)安全性差。

文章利用SSH等開源框架的優(yōu)點，結合RFID(Radio Frequency Identification)技術，構建了一種新的Web應用框架ESSHR框架，在此基礎上開發(fā)了固定資產管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了視圖層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)持久層的分離，提高了代碼的可重用性和可移植性，降低了系統(tǒng)的耦合性，克服了傳統(tǒng)資產管理系統(tǒng)開發(fā)面臨的問題，實現(xiàn)了資產的入庫、盤點及跟蹤的簡捷操作。

1 技術介紹

1.1 RFID技術

RFID射頻技術，又稱為電子標簽無線射頻識別，可通過無線電訊號識別特定目標，并讀取相關數(shù)據(jù)?；镜腞FID系統(tǒng)包括電子標簽(Tag)、讀寫器(Reader)和天線(Antenna)三部分[5]。其中電子標簽又稱為射頻標簽，由耦合元件(天線)及芯片組成，是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，每個標簽具有唯一電子編碼；讀寫器是讀寫標簽信息的設備，可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，以達到自動識別物體的目的；天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機的射頻信號接收或輻射出去的裝置，用在標簽和讀寫器間傳遞射頻信號。讀寫器通過天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當標簽進入天線輻射場時，產生感應電流從而獲得能量，發(fā)送自身編碼信息，讀寫器讀取并解碼后發(fā)送至服務器進行處理[6]。

1.2 開源框架技術

(1) ExtJS框架。一個用JavaScript編寫的，用于創(chuàng)建前端用戶界面的UI框架。與后臺語言無關，并提供了豐富的跨瀏覽器的UI組件，比如ExtJS的樹形組件功能強大而且美觀實用, 實現(xiàn)了拖動、排序、異步加載等功能。采用JSON/XML為交換格式，減輕了服務器端的負荷，提高了客戶端的響應速度[7]。

(2) SSH框架。SSH是Struts、Spring和Hibernate輕量級框架技術的組合，它方便開發(fā)人員更注重業(yè)務邏輯的設計，提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率[8]。

Struts是Apache組織的一個開源項目，是基于MVC模式的框架，用于實現(xiàn)Web項目中的表示層，主要采用Servlet和JSP技術實現(xiàn)，將JSP、Servlet、自定義標簽和信息資源整合到一起，開發(fā)人員只需開發(fā)相應的組件和類，就可使用Struts進行項目開發(fā)。

Spring是一個以依賴注入原則和面向切面編程思想(AOP)為基礎的輕量級框架。提供了Bean的配置基礎、JDBC的提取框架、AOP的支持和抽象事物支持等，是一個服務于所有層面的應用程序框架，實現(xiàn)了優(yōu)雅的MVC，降低了組建之間的耦合。

Hibernate是一個開源的對象/關系映射(ORM)框架，該框架通過對JDBC API進行輕量級的對象封裝，使開發(fā)人員能夠以面向對象的思維來操縱數(shù)據(jù)庫。它主要封裝了通過JDBC訪問數(shù)據(jù)庫的操作和向上層應用提供訪問面向對象數(shù)據(jù)訪問的API。

(3) Highcharts。是一個用Java腳本寫的矢量繪圖庫，繪圖機制采用SVG與VML實現(xiàn)，支持IE、Firefox等主流瀏覽器及iPhone手機或平板電腦桌面顯示[8]?？梢灾谱髡劬€圖、餅圖、柱狀圖和時速表等多樣圖表類型,并可把多類型圖表集成在一個圖表上顯示，具有提示功能、放大功能、兼容性、跨語言易用性等特征。

1.3 ESSHR架構

在SSH架構的基礎上，為克服SSH對AJAX支持不足和Web級圖表創(chuàng)建的缺點，結合RFID技術和ExtJS及HighCharts開源框架的優(yōu)點，并根據(jù)資產管理系統(tǒng)的實際需要，設計了ESSHR架構模型。該模型在結構上采用分層原理，從整體上分為六層，見圖1。

圖1 ESSHR框架結構圖

(1) View層。用JSP、ExtJS框架技術實現(xiàn)外觀設計，通過HighCharts完成Web級圖標的繪制，把用戶提交的數(shù)據(jù)轉給控制器進行處理。

(2) Controller層。負責控制業(yè)務邏輯層和表現(xiàn)層的交互，并以JSON為數(shù)據(jù)格式。根據(jù)用戶的請求調用Action，獲取用戶的請求參數(shù)，調用業(yè)務邏輯層，將返回的數(shù)據(jù)寫入Response，進而更新表現(xiàn)層，由Struts框架實現(xiàn)。

(3) BO層。負責業(yè)務邏輯處理操作，調用DAO 層的組件進行具體操作，并返回結果供其上層組件使用[9-10]。BO層位于Web的業(yè)務邏輯層，在該層中引入Spring，利用IoC容器對業(yè)務類進行裝配和管理，使類與類之間的耦合度降到最低，利用AOP框架對業(yè)務層中的事務進行聲明式管理。

(4) DAO層。負責與持久化對象交互，使用Hibernate框架訪問數(shù)據(jù)庫，并封裝數(shù)據(jù)的增、刪、查和改等操作，完成對數(shù)據(jù)的訪問操作，與數(shù)據(jù)庫的交互操作，實現(xiàn)持久化操作[11]。

(5) PO層。通過實體關系映射工具將關系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)映射成對象，PO是一個符合JavaBean規(guī)范的Java對象，包含了符合統(tǒng)一標準的屬性和方法，其屬性只可以通過自身的get和set方法訪問，這樣對外隱藏了內部實現(xiàn)的細節(jié)，很方便地實現(xiàn)以面向對象方式操作數(shù)據(jù)庫。

(6) WebService層。WebService是一種新型Web應用程序，具有自包含、自描述以及模塊化的特點。該層通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布應用程序，供手持機端查找調用。在WebService體系結構中，使用WSDL來描述服務，使用UDDI來發(fā)布、查找服務，利用SOAP來執(zhí)行服務調用，各模塊間及模塊內部消息以XML格式傳遞,由新一代的WebService引擎XFire框架實現(xiàn)[12-13]。

(7) HL層。硬件層主要由電子標簽、讀寫器和網(wǎng)絡設備組成，進行數(shù)據(jù)讀寫工作。在讀寫器中應用程序通過調用WebService同應用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換：一方面將標簽的ID送往應用系統(tǒng)，另一方面是將應用系統(tǒng)的信息寫入RFID標簽。

2 系統(tǒng)設計方案

2.1 系統(tǒng)需求分析

高校資產種類繁多、業(yè)務復雜，因此構建資產管理系統(tǒng)應全面考慮[14-15]。①系統(tǒng)功能應該包含資產管理的所有業(yè)務活動，具體包括資產的“入庫、借出、使用、折舊、查詢和監(jiān)控”等。②系統(tǒng)權限應清晰明確，對資產管理涉及的資產管理科、財務審計部門和院系部等不同部門能進行不同的權限分配。其中資產管理科負責固定資產臺賬和分類；財務審計部門對固定資產的管理起審核和監(jiān)督作用；院系部是資產使用部門，負責本單位資產業(yè)務的申請?zhí)峤患肮芾?。同時對同一部門的不同人員也可以進行不同的權限劃分。③系統(tǒng)應具備盤點、監(jiān)控、數(shù)據(jù)輸出及打印功能。信息系統(tǒng)具備對涉密及貴重設備的監(jiān)控防流失功能，并能夠進行數(shù)據(jù)輸出和打印，以保證電子賬目、賬務及帳卡的一致性。④系統(tǒng)應具備安全措施。應詳細記錄對系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作，能對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行備份等操作。

2.2 系統(tǒng)功能分析

系統(tǒng)圍繞固定資產的“進、出、用、控”等環(huán)節(jié)進行科學管理，提供對資產全生命周期的跟蹤管理[16]，為了系統(tǒng)的可擴展性和管理權限劃分，采用模塊化設計思想，每個模塊包括若干功能，其功能模塊圖見圖2。

圖2 資產管理系統(tǒng)功能模塊圖

系統(tǒng)劃分為計算機端子系統(tǒng)和手持機端子系統(tǒng)，計算機端子系統(tǒng)包括用戶賬戶、數(shù)據(jù)備份、資產管理等10個功能模塊。其中用戶賬戶、角色信息、組織結構三個模塊是對用戶信息進行管理，可以先建立組織機構，然后在該機構內創(chuàng)建用戶，根據(jù)不同的工作職責賦予不同的權限，并可以定制角色；數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)日志和通知公告三個模塊提供系統(tǒng)安全功能，可以發(fā)布新聞公告，并記錄對系統(tǒng)的各類操作、對數(shù)據(jù)庫信息進行備份等操作。資產管理、檔案資料、實驗耗材及統(tǒng)計報表四個模塊提供對各類資產的有效管理，包括常見的入庫、出庫及重點設備的監(jiān)控報警功能，可根據(jù)條件查詢、打印及導出報表。

手持機端子系統(tǒng)有用戶賬戶、檔案資料、資產管理和系統(tǒng)設置等四個模塊，其中用戶賬戶、檔案資料、資產管理三個模塊功能同計算機端子系統(tǒng)相同，而系統(tǒng)設置模塊主要是對連接數(shù)據(jù)庫地址、頻段和速率等RFID參數(shù)及盤點的相關信息進行設定。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

根據(jù)資產管理系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)選用Windows 2003 Server操作系統(tǒng)，利用MySQL5.1數(shù)據(jù)庫，選用Tomcat7.0服務器，在Eclipse開發(fā)環(huán)境中完成系統(tǒng)的實現(xiàn)。由于系統(tǒng)模塊較多，各模塊采用統(tǒng)一的架構方式，文中通過計算機端子系統(tǒng)中權限管理、統(tǒng)計報表模塊和手持機端子系統(tǒng)，介紹實現(xiàn)細節(jié)。

3.1 用戶權限功能

權限管理是系統(tǒng)重要的組成部分，涉及到所有功能模塊、權限、角色、部門和用戶的動態(tài)管理，對系統(tǒng)起到整體構架和引導作用。

(1) 表現(xiàn)層。利用Jsp技術構建index.js頁面，引入ExtJS的樣式文件resources/css/ext-all.css和基礎庫文件adapter/ext/ext-base.js及核心庫文件ext-all.js。用戶的請求通過ExtJSP發(fā)送到Countroller層，同時利用服務器返回的數(shù)據(jù)更新視圖。系統(tǒng)進行授權操作時，通過調用Ext.require(‘Common.PrivTree’,

function(){var entity = Ext.create(Common.PrivTree)

;} )，動態(tài)加載PrivTree.js，并向服務器提交該用戶ID，服務器以JSON格式返回信息，并以樹形式顯示。

(2) 業(yè)務邏輯層。添加權限的業(yè)務處理權限管理過程的業(yè)務邏輯，向上接受角色名稱、角色說明信息等表單數(shù)據(jù)，向下接受與傳遞數(shù)據(jù)持久層的數(shù)據(jù)，業(yè)務邏輯由Service實現(xiàn)類組成，并由Spring控制與注入[7]。授權模塊的注入方式如下：

@Resource(name ="privService")

public void setPrivService(PrivService

privService){this.privService= privService;}

用戶選中checkbox進行權限更改時，PrivAction調用邏輯層的grantPrivToUser函數(shù)，將用戶的ID與權限的ID進行關聯(lián)，并以json格式返回結果，改變checkbox的狀態(tài)。

(3) 數(shù)據(jù)持久層實現(xiàn)。用戶權限管理通過grantPrivDAOImpl類實現(xiàn)，該類繼承了HibernateDaoSupport，并依賴由Spring封裝的hibernateTemplate對象，hibernateTemplate依賴Hibernate的SessionFactory，由Spring容器生成，并通過@Resource(name="hibernateTemplate")注入到grantPrivDaoImpl中。

在用戶授權功能中，業(yè)務邏輯層會調用數(shù)據(jù)持久層的grantPrivToUser(int userId,int privId)，這個函數(shù)在DaoImpl中實現(xiàn)方法如下：

Query query=session.createSQLQuery("insert into user_priv(userId,privId) values(?,?)");

query.setInteger(0, userId);

query.setInteger(1, privId);

return query.executeUpdate();

3.2 統(tǒng)計報表功能

統(tǒng)計報表功能由Highcharts實現(xiàn)，Highcharts運行需要在html文件的head區(qū)引入所使用的jquery. min. js和highcharts. js框架文件[17]，js文件的引入方法如下：