基于微信小程序的教学设备维护系统设计与实现

廖 勇，于金法

（中国民用航空飞行学院空中交通管理学院，广汉 618307）

0 引言

随着我校空管学院学生规模的不断扩大，加之民航总局对在校空管学生模拟训练的要求越来越高，为了满足要求，学院大幅增加了模拟机的教学课时量。为了保障正常的教学任务，空管学院投入了大量的实践教学设备，众多的实践教学设备对维护管理工作提出了较高要求，特别是设备能否及时得到维护关系着教学任务的正常开展。

设备维护的现状：教学工作量大、实践室设备工作负荷重，设备故障时有发生。设备组成复杂，实践教学设备由各种服务器（如语音服务器、视景服务器、数据库服务器等等），各种终端（语音终端、视景终端等等）以及各种外围设备（如鼠标、键盘、电源等等）组成，可靠性低，加之使用多年，设备老化严重，故障率高。设备故障上报不及时或者漏报，导致设备未能及时得到维修，影响了正常教学。设备维护记录复杂，使用传统的纸质登记表进行管理，设备管理方式落后。

针对以上问题，开发一套基于互联网的空管实践教学设备维护系统，不仅可以加快设备维护速度，还可以提高设备利用率，减少对教学的影响，从而提高教学质量。

1 需求分析

需求分析是系统开发的第一步，总体而言，需要开发一个教学设备维护系统，该系统能够收集学生、教师上报的设备故障信息并进行保存，能对设备故障进行分类供维修人员查看，引导维修人员进行维修。设备管理人员对维修结果审核后，可修改设备的故障状态。设备的故障信息和维修信息通过维护系统在教师、学生、维修人员和管理人员之间进行快速、准确、方便的传递，从而达到设备维护的高效运行。

1.1 用户需求

用户需求从学生、设备管理员和设备维修人员角度进行分析。学生通过维护系统了解设备当前的运行状态，上报设备故障。设备管理员登录维护系统后接收查看后台推送的设备故障问题，并联系设备维护人员进行维护，同时还能够跟踪设备维修进度。设备维修人员可以查看上报的故障信息，提前做好维修准备工作，提高设备维修效率。不同的用户对设备故障数据的需求如图1所示。

图1 用户需求

1.2 功能性需求

功能性需求是指为了满足用户的需要，设备维护系统应该具备的基本功能，本系统的功能性需求如图2所示。设备维护系统的本质是实现设备故障信息的无纸化保存、查询、修改、更新、添加。因此必须具备数据管库的功能，实现对故障信息的管理。同时要实现故障信息在不同用户之间的交换，系统必须支持信息在移动互联网中的不同用户之间进行传输。同时不同的用户具有不同的角色，不同的角色对数据的访问具有不同的权限，因此系统应该具备角色分配和权限分配的功能。为了便于用户的使用，要求系统可以在不同的设备和不同的操作系统上运行。

图2 功?能性需求分析

1.3 非功能性需求

非功能性需求是指为满足用户业务需求系统必须具有除功能需求以外的特性，设备维护系统非功能需求包括系统应该具备良好的稳定性、较高的可靠性、系统界面的友好性、系统维护简单、易于使用等特性。

2 开发技术的选择

可用于设备维护系统开发的常规技术主要分成两类：基于B/S架构的网页报修系统和基于手机APP的应用软件。这两种方式都能实现设备维护系统的功能，达到降低设备管理员工作负担的目的。但网页系统的使用需要用户手动输入网址，需要搭建自己的服务器，用户使用不方便，开发者系统搭建不便捷。手机APP开发成本高，不同手机操作系统需要开发不同版本的APP，开发投入大。微信小程序的兴起，为系统的实现提供了新的思路。小程序不需要安装，可直接通过扫二维码的方式自动打开，方便了用户的使用。一个版本的小程序能够适应不同操作系统的手机，减少了开发的成本。

微信小程在各行各业获得了广泛的应用，如在医疗卫生领域，袁希武开发了一套基于微信服务号和唯一二维码索引开发的医疗设备管理系统，高效的提高了设备利用率、降低了运营成本。在工程维护方面，张雪云设计了基于微信小程序的电源监测管理系统，以实时地采集和发布电源采集器数据。在生活领域，邓斌权提出了基于云开发和微信小程序的垃圾分类系统，使大家自觉进行垃圾分类，提高了垃圾分类意识。叶叶设计了基于微信小程序的开放实践室预约系统，有效满足了学生的学习需求，提升了开放实践室运行效率。针对实践室设备类型和数量繁多，造成设备管理工作复杂而繁琐、实践室管理人员的工作强度高和压力大等问题，陈静娴提出了基于二维码技术及微信小程序的实践室设备管理系统。

基于微信小程序的应用在医疗设备管理，工程维护、垃圾分类等方面取得了不错的效果。因此采用微信小程序开发空管实践设备维护系统，完成对实践设备的报修，维护和管理是可行的。

3 系统设计

3.1 系统架构设计

基于微信小程序的实践教学设备维护系统总体系统架构分为客户端、服务器和数据库三大部分。客户端主要基于手机移动设备，利用微信web服务器进行数据的交换处理，利用云数据库存储、上传和下载数据。系统总体架构如图3所示。

图3 系统总体架构

3.2 系统功能模块设计

设备维护系统的功能模块主要包括故障上报、故障查看和设备维护三大模块，除此之外还有其他辅助功能。三个功能分布在三个用户页面，使用者通过扫描系统生成的二维码进入设备维护系统。进入系统后，不同的使用者因为权限的不同使用的功能也不同，系统功能模块如图4所示。

图4 系统功能模块

3.2.1 故障上报模块

当设备出现故障需要上报时，扫描二维码进入维护系统进行上报。为了使上报流程更加简便，主页为上报功能页面。上报功能不需要登录，用户在完成一系列选择后便可以提交上报设备故障问题。

3.2.2 故障查看模块

设备故障问题上报成功之后，设备维修员可以通过系统查看设备故障信息，做出初步判断，提前准备维修工具和维修元器件，根据系统的引导对故障设备进行维修，从而提高设备维修的效率，避免漏修、元器件准备不足等问题。

3.2.3 设备维护模块

出于对实践设备安全的考虑，维护模块的使用需要登录验证。设备维护人员登录系统后，查看故障设备的故障状态和维修状态，并进行现场核查。在故障解决后，删除故障信息。

3.3 数据库设计

本系统使用mongodb存储和管理数据，mongodb是基于文档的数据结构，如图5所示。使用“机房号+席位类别+席位号”作为具有唯一性的id，“fix”为用户选择的常见设备故障汇总信息，“labC”为机房号，“otherproblem”为用户手动填写的设备故障信息。“picA”为用户上传的设备故障信息图片地址，“posC”为席位类别，“posN”为席位号。

图5 数据库结构

4 系统实现

本系统使用腾讯公司官方发布的微信小程序开发者工具进行系统开发。使用js文件控制小程的逻辑，使用wxml文件添加系统元素，使用wxss文件控制各个元素的外观和布局，使用云开发实现数据库功能。经开发调试并上线后，用户可直接扫描图6中的二维码快速进入微信小程序。

图6 实践教学设备维护系统二维码

4.1 上报功能

用户首次使用设备维护系统需要扫描二维码，再次使用时在微信最近使用功能中即可找到。进入维护系统后主页是上报功能页面，上报功能主要供学生和教师上报设备故障信息使用，其页面包括空管实践教学设备所有的机房，如图7所示。

图7 上报功能的实现

维护系统的上报界面包括席位类别选择和席位编号选择按钮，同时包含实践教学设备常见的一些故障，如鼠标不能正常使用、键盘不能使用等问题。具体上报流程为：扫描维护系统生成的二维码，进入空管实践教学设备维护系统，在依次选择完机房号，席位编号和席位类别后，选择填写设备出现的故障问题。为了便于设备维护人员在接到维护通知后迅速做出判断，找出故障原因，用户还可以把拍摄的设备故障图片进行上传，提交成功后页面会显示问题上报成功的提示。

4.2 查看功能

在查看功能中设备维修人员可以查看空管实践教学设备目前的运行状况，查看机房内是否有设备出现了故障从而影响正常使用。查看功能的使用流程：进入系统后，点击查看功能，点击选择要查看的机房，选择机房后选择席位编号，便可以查看到该席位编号下管制席、监控席、机长席位设备运行状况，同时还可以查看到用户上报的设备故障问题，如图8所示。

图8 查看功能的实现

4.3 维护功能

维护功能主要供设备管理者和维护人员使用，为了设备数据的安全性需要使用者登录进入页面。进入页面用户选择机房后，只需选择相应的席位编号，系统将会显示所选编号席位中监控席、管制席和机长席设备出现的故障问题。例如：用户上报的鼠标不能正常使用的问题，如图9所示。

图9 维护功能的实现

设备管理员或者维护人员现场核实，设备故障得到维修并解决后，可删除该设备的故障信息。设备故障数据删除的方式有两种：一种是只删除机房中某一具体席位故障数据，此时可以在维护功能中对应的席位下选择删除选项进行删除。也可在维护功能机房选择界面中选择某一个机房，把整个机房的故障信息删除。

5 结语

传统的设备维护通过人工管理方式进行设备故障登记管理，存在故障上报不规范、故障查看不方便、故障登记册易丢失等问题，导致设备不能得到及时的维护，从而影响了正常的教学。本文基于微信小程序开发了一套空管实践教学设备维护系统，通过该系统，实现了设备故障信息的上报、存储、修改等功能。通过移动互联网让设备故障信息在不同用户之间的快速传递，减少了中间环节，加快了设备维护速度，降低设备故障率，减少对教学的影响，促进教学质量的提升。