实验室开放预约系统设计与实现

李鹍　张勇　杨蕾新　柳叶飞

摘 要：随着互联网的高速发展，学生群体的微信使用率达到百分之八十八点七。结合我校实验教学中心的实际需求，以及微信公众平台的优势特点，完成系统的设计与开发，解决我校同学实际问题。

实验室开放预约系统采用B/S结构架构，根据微信公众平台的API文档进行开发，采用高版本PHP，使用NGINX搭建反向代理系统中高并发情况带来的服务器压力，使用MYSQL进行数据存储。

关键词：实验室开放预约系统；实验室；提高管理效率

一、 引言

伴随着微信在大学生群体使用率的疯狂提升，微信公众平台也逐渐体现出其便利性，这也是实验室开放预约系统对接微信公众号的重要原因。

为使我校实验室资源可以被充分利用，确保学生可以规范有序地使用开放教学实验室。实验室开放预约系统及其背后开发团队协助我校实验教学中心做好实验室开放工作。让学生可以进入开放教学实验室完成相关设计或科研项目。

实验室开放预约系统可以在微信公众号网站中将实验室的各类信息直观地呈现在师生面前，让师生可以根据自身情况来选择实验室，不需要再奔走于各个实验室之间，同时减少实验员的工作量，提高实验室的管理以及利用效率。

实验室开放预约系统包括学生、教师、实验员三个类型用户，系统主要提供实验室信息查询、实验室课表查询、实验室在线预约、退订、实验室基础信息管理维护以及实验室使用记录等其他数据分析功能。

二、 实验室预约系统的需求分析

（一） 开放式实验教学的优势

1. 有利于提高学生的综合能力和素质。对于开放式实验教学，学生是直接受益者。除一定的必修课程外，学生可以根据个人兴趣爱好、专业发展方向选择性地进行实验项目。

2. 有利于培养一支高素质的实验队伍。开放式实验教学对于实验员的素质提出了更高的要求，要求他们不断地进行实验教学内容的改革。

3. 充分使用实验室的现有设备，提高现有设备的使用率。

（二） 开放式实验室教学弊端

由于实验内容的不确定性，使得实验时间的安排无法按照传统方式进行，或按照传统方式运行，需要花费大量的人力配置，所以需要计算机系统支持解决上述问题，需要一个能与当前实际需求相适应的、高效的实验室管理系统。

三、 实验室开放预约系统的设计开发

实验室开放预约系统以微信公众平台网站作为入口，即无须考虑系统兼容以及浏览器版本兼容问题，降低本系统的开发时间成本。系统采用高版本的PHP、NGINX以及MYSQL数据库等技术。

（一） 技术特性

1. PHP 7.1简介及新特性

PHP是一个开源脚本语言，主要使用与WEB开发领域。PHP支持几乎所有流行的数据库以及操作系统，并且PHP可以使用C、C++进行拓展，例如Swoole-面向生產环境的PHP异步网络通信引擎PHP 7.1在性能上优于PHP5.6版本3倍之多。对于数据库操作中，PHP 7.1依然优于5.6版本。PHP 7.1版本在开启zend Opcache 拓展后相较于PHP5.6提升近乎20倍。

2. NGINX简介及反向代理功能

NGINX是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，其优点主要在于占用内存少，并发能力强。

反向代理是指通过缓冲经常被请求的页面来缓解服务器的工作量，将客户机请求转发给内部网络上的目标服务器；并将从服务器上返回的结果返回给客户端，而代理服务器与目标主机对外表现为一个服务器。

（二） 系统设计

1. 系统功能

（1）登陆/注册/找回密码；

（2）实验室预约/取消预约；

（3）实验室课表及信息查询；

（4）实验室课表及信息维护；

（5）实验室预约数据管理/分析。

2. 系统架构

本系统采用MVC模式进行开发，实现各层之间在互不干扰的情况下进行本层的开发，缩短系统开发周期，降低程序后期维护成本，降低系统耦合度；采用NGINX服务器搭建并配置负载均衡/反向代理，解决单一服务器压力过大以应对高并发情况；前端使用WEUI与微信UI风格统一，提高用户体验。

四、 实验室开放预约系统的实现

系统瞄准微信平台上手简单等特点，降低开发难度以及开发使用成本，用户可以随时随地访问实验室预约系统，用户无须下载APP，通过独有的微信OPENID验证以及账户绑定机制，一次登录终身使用。

实验室预约系统在开发完成后，在云服务器上搭建后，历经了应用测试、二次开发、云环境托管三个状态，系统目前运行稳定，响应迅速，操作流畅，无任何请求失败或宕机的故障发生，先后有约一千人次进行预约，便捷实用，深受师生好评，由此说明，实验室预约系统在一定程度上达到了最初的设计要求，大致满足了用户需求。

五、 结束语

本文对基于PHP开发的沈阳师范大学实验室开放预约系统开发的基本原理和系统结构进行大致阐述，并介绍实验室开放预约系统的主要模块及其功能。根据当下的信息发展方向，结合我校实验教学中心需求，设计并实现了实验室开放预约系统。该系统提供实验室信息查询、实验室课表查询、实验室预约、实验室退订、实验室预约记录管理、实验室使用记录等数据分析、实验室评估等功能。提高了我校在实验教学环节的规范性和信息化程度，成功地减少实验员的工作量，成功提高了实验室管理效率。由于开发成员的技术能力、项目时间等限制，实验室开放预约系统仍存在一定的不足，需要持续不断地更新和提升。

参考文献：

[1]肖鹏博.高校开放实验室管理系统的设计和实现[D].大连理工大学，2008.

[2]王柳婷，等.基于高校科研业绩考评系统微信运维平台开发与实践[J].考试周刊，2017（85）.

作者简介：

李鹍，张勇，杨蕾新，辽宁省沈阳市，沈阳师范大学科信软件学院；

柳叶飞，辽宁省沈阳市，沈阳师范大学实验教学中心。