韓麗娟 謝云芳 李志男 王賓賓

（ 1、河北農(nóng)業(yè)大學 機電工程學院，河北 保定071001 2、石家莊軌道運輸職業(yè)技術(shù)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(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，積極推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新對于高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機制提出了更高的要求。高校理工類專業(yè)實驗室作為開展實踐教學和培養(yǎng)學生雙創(chuàng)意識的重要平臺，如何進一步創(chuàng)新管理機制同時提升信息化建設(shè)水平，已成為國內(nèi)外專家學者研究的重要命題。

近年來，國內(nèi)許多高校建立了理工類專業(yè)的開放性實驗室，對學生雙創(chuàng)意識的培養(yǎng)和創(chuàng)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(tǒng)，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(chuàng)新需求是十分必要的。

在移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的時代背景下，本文在優(yōu)化開放性實驗室預約管理流程的基礎(chǔ)上，對基于Android 平臺和.NET 架構(gòu)的開放性實驗室預約管理系統(tǒng)進行設(shè)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(tǒng)需求分析

圖1 系統(tǒng)總體用例圖

開放性實驗室預約管理系統(tǒng)的用戶主要分為：實驗申請人員、實驗室管理員和數(shù)據(jù)維護人員。實驗申請人員用戶群是系統(tǒng)中權(quán)限最少的用戶，可以使用系統(tǒng)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(jié)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(quán)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(shù)據(jù)維護人員用戶群主要負責對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行維護和管理，擁有對系統(tǒng)全部功能的管理權(quán)限。本設(shè)計使用UML（標準建模語言）用例圖進行系統(tǒng)功能性需求分析。系統(tǒng)總體用例圖如圖1 所示。

2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前主流的移動互聯(lián)網(wǎng)應用軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主要分為兩種：C/S（客戶機/服務器）結(jié)構(gòu)和B/S（瀏覽器/服務器）結(jié)構(gòu)。綜合考慮開放性實驗室預約管理系統(tǒng)的使用需求以及服務器數(shù)據(jù)安全性防護的要求，本文選擇基于更為安全的C/S 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)。移動客戶端APP 程序安裝運行于Android 移動終端，預約管理系統(tǒng)服務器程序及數(shù)據(jù)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(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡接入WAN廣域互聯(lián)網(wǎng)，與預約管理系統(tǒng)服務器進行交互，實現(xiàn)開放性實驗室預約管理系統(tǒng)功能。

3 Android 移動客戶端程序設(shè)計

開放性實驗室預約管理系統(tǒng)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(jù)權(quán)限授權(quán)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(jié)果操作。實驗室管理員根據(jù)權(quán)限授權(quán)，通過移動客戶端除了可以完成實驗申請人員的所有授權(quán)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(xié)議的Socket構(gòu)造器來連接服務器，服務器會根據(jù)登錄用戶的相應權(quán)限設(shè)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(yè)務流程如圖2 所示。

4 基于.NET 架構(gòu)的服務器程序設(shè)計

4.1 服務器程序業(yè)務流程設(shè)計

開放性實驗室預約管理系統(tǒng)服務器程序主要用于應答移動客戶端應用服務請求、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交互管理、實驗室開放資源數(shù)據(jù)管理、實驗室預約數(shù)據(jù)管理、用戶管理、系統(tǒng)設(shè)定以及數(shù)據(jù)庫維護。用戶群包括實驗室管理員和數(shù)據(jù)維護人員，實驗室管理員在服務器端操作權(quán)限與移動客戶端權(quán)限相同，數(shù)據(jù)維護人員擁有對系統(tǒng)全部功能的管理權(quán)限。

圖2 Android 移動客戶端程序業(yè)務流程圖

服務器程序通過網(wǎng)絡監(jiān)聽應答移動客戶端服務請求，根據(jù)用戶注冊權(quán)限，管理客戶端程序數(shù)據(jù)交互權(quán)限，通過并發(fā)數(shù)據(jù)訪問控制以及定時數(shù)據(jù)庫備份確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。服務器程序業(yè)務流程如圖3 所示。

圖3 服務器程序業(yè)務流程圖

4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

開放性實驗室預約管理系統(tǒng)服務器數(shù)據(jù)庫主要存儲系統(tǒng)登錄用戶名、登錄密碼、用戶權(quán)限、實驗室信息、實驗預約信息等數(shù)據(jù)內(nèi)容。本設(shè)計使用關(guān)系模型對存儲數(shù)據(jù)進行建模，通過E-R 圖（實體- 關(guān)系圖）對數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，通過對系統(tǒng)實體關(guān)系進行分析梳理，可以確定數(shù)據(jù)庫共包含五張數(shù)據(jù)表，分別為：用戶登錄表、用戶權(quán)限表、權(quán)限模塊表、實驗室數(shù)據(jù)表以及實驗預約數(shù)據(jù)表。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系E-R 圖如圖4 所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系E-R 圖

4.3 開放性實驗室預約管理系統(tǒng)測試

本設(shè)計采用白盒測試與黑盒測試相結(jié)合的方法對開放性實驗室預約管理系統(tǒng)進行測試。從程序源代碼的層面對系統(tǒng)進行內(nèi)部測試。在內(nèi)部測試過程中，使用預先設(shè)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(shù)據(jù)管理功能測試以及相關(guān)系統(tǒng)設(shè)置功能測試。測試結(jié)果表明，系統(tǒng)軟件功能可以滿足開放性實驗室預約管理系統(tǒng)的應用需求。

5 結(jié)論

本文在探討開放性實驗室預約管理流程的基礎(chǔ)上，對開放性實驗室預約管理系統(tǒng)進行了深入地需求分析以及系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)計、程序業(yè)務流程設(shè)計。對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行概念結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計。采用科學的軟件測試方法對系統(tǒng)功能進行測試，測試表明，本設(shè)計可以實現(xiàn)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(yè)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。