基于Android +.NET 架构的开放性实验室预约管理系统设计

韩丽娟 谢云芳 李志男 王宾宾

（ 1、河北农业大学 机电工程学院，河北 保定071001 2、石家庄轨道运输职业技术学院，河北 石家庄050000 3、中钞特种防伪科技有限公司，河北 保定071071）

随着国家经济发展进入新常态，积极推动大众创业、万众创新对于高校创新型人才培养机制提出了更高的要求。高校理工类专业实验室作为开展实践教学和培养学生双创意识的重要平台，如何进一步创新管理机制同时提升信息化建设水平，已成为国内外专家学者研究的重要命题。

近年来，国内许多高校建立了理工类专业的开放性实验室，对学生双创意识的培养和创新实践起到了积极作用，但学生实验预约审批繁琐、实验资源利用率低、实验室管理信息化管理水平低等问题仍是一些高校面临的棘手问题。因此探索和建立与时俱进的开放性实验室预约管理系统，对于降低实验室管理成本、提高实验资源利用率、满足学生不断增长的实践创新需求是十分必要的。

在移动互联网技术快速发展的时代背景下，本文在优化开放性实验室预约管理流程的基础上，对基于Android 平台和.NET 架构的开放性实验室预约管理系统进行设计，提高开放性实验室预约管理效率及信息化水平。

1 开放性实验室预约管理系统需求分析

图1 系统总体用例图

开放性实验室预约管理系统的用户主要分为：实验申请人员、实验室管理员和数据维护人员。实验申请人员用户群是系统中权限最少的用户，可以使用系统进行个人信息注册、个人信息管理、实验室开放资源信息查询、实验室预约申请以及查看预约申请审核结果操作。实验室管理员用户群拥有实验申请人员拥有的全部权限，同时还可以进行实验室信息维护、实验预约申请审批操作。数据维护人员用户群主要负责对系统数据库进行维护和管理，拥有对系统全部功能的管理权限。本设计使用UML（标准建模语言）用例图进行系统功能性需求分析。系统总体用例图如图1 所示。

2 系统体系结构设计

目前主流的移动互联网应用软件系统体系结构主要分为两种：C/S（客户机/服务器）结构和B/S（浏览器/服务器）结构。综合考虑开放性实验室预约管理系统的使用需求以及服务器数据安全性防护的要求，本文选择基于更为安全的C/S 系统体系结构进行系统设计开发。移动客户端APP 程序安装运行于Android 移动终端，预约管理系统服务器程序及数据库管理软件安装运行于实验室服务器。实验申请人员和实验室管理员可以通过Android 移动客户端APP 通过移动通讯网络或无线网络接入WAN广域互联网，与预约管理系统服务器进行交互，实现开放性实验室预约管理系统功能。

3 Android 移动客户端程序设计

开放性实验室预约管理系统Android 移动客户端的用户群包括实验申请人员、实验室管理员。实验申请人员根据权限授权通过移动客户端可以完成用户账号注册/登录、个人信息修改、实验室开放资源信息查询、实验预约申请编辑以及查看预约申请审核结果操作。实验室管理员根据权限授权，通过移动客户端除了可以完成实验申请人员的所有授权操作外，还可以进行实验室开放资源信息维护以及实验预约申请审批操作。

用户打开Android 移动客户端程序后，需要进行注册/登录才能进行预约管理操作。客户端软件通过基于TCP/IP 协议的Socket构造器来连接服务器，服务器会根据登录用户的相应权限设置来使能和禁用APP 界面中的相应功能选项。Android 移动客户端程序业务流程如图2 所示。

4 基于.NET 架构的服务器程序设计

4.1 服务器程序业务流程设计

开放性实验室预约管理系统服务器程序主要用于应答移动客户端应用服务请求、网络数据交互管理、实验室开放资源数据管理、实验室预约数据管理、用户管理、系统设定以及数据库维护。用户群包括实验室管理员和数据维护人员，实验室管理员在服务器端操作权限与移动客户端权限相同，数据维护人员拥有对系统全部功能的管理权限。

图2 Android 移动客户端程序业务流程图

服务器程序通过网络监听应答移动客户端服务请求，根据用户注册权限，管理客户端程序数据交互权限，通过并发数据访问控制以及定时数据库备份确保系统数据安全。服务器程序业务流程如图3 所示。

图3 服务器程序业务流程图

4.2 系统数据库设计

开放性实验室预约管理系统服务器数据库主要存储系统登录用户名、登录密码、用户权限、实验室信息、实验预约信息等数据内容。本设计使用关系模型对存储数据进行建模，通过E-R 图（实体- 关系图）对数据库概念结构进行设计，通过对系统实体关系进行分析梳理，可以确定数据库共包含五张数据表，分别为：用户登录表、用户权限表、权限模块表、实验室数据表以及实验预约数据表。系统数据库实体关系E-R 图如图4 所示。

图4 数据库实体关系E-R 图

4.3 开放性实验室预约管理系统测试

本设计采用白盒测试与黑盒测试相结合的方法对开放性实验室预约管理系统进行测试。从程序源代码的层面对系统进行内部测试。在内部测试过程中，使用预先设计的测试用例先后进行了用户注册、登录功能测试，实验室预约申请、审批功能测试，数据管理功能测试以及相关系统设置功能测试。测试结果表明，系统软件功能可以满足开放性实验室预约管理系统的应用需求。

5 结论

本文在探讨开放性实验室预约管理流程的基础上，对开放性实验室预约管理系统进行了深入地需求分析以及系统体系结构设计。结合需求分析对Android 移动客户端程序和服务器程序进行功能结构设计、程序业务流程设计。对系统数据库进行概念结构和物理结构设计。采用科学的软件测试方法对系统功能进行测试，测试表明，本设计可以实现通过Android 移动客户端进行实验信息查询、实验预约申请、实验预约管理等开放性实验室预约、管理业务，有助于提高高校开放性实验室预约管理效率及信息化水平。