摘" 要：基于JavaWeb的SSH框架，对现有系统的问题进行分析，提出了一系列改进方案，包括引入开源技术、优化用户界面和改进数据管理等。并设计了基于JavaWeb的SSH高校实验室设备管理系统，其采用模块化设计和分布式架构，提高了系统的可扩展性和稳定性。实验结果表明，该系统具有更高的效率和易用性，能够有效管理高校实验室的各类设备，为教学科研工作提供了良好的支持。该研究为高校实验室设备管理系统的改进提供了新的设计思路和方法，具有一定的理论和实践意义。
关键词：高校实验室；SSH框架；设备管理；模块化设计
中图分类号：TP311" 文献标识码：A" 文章编号：2096-4706（2024）21-0067-06
Design of SSH University Laboratory Equipment Management System Based on JavaWeb
YANG Haiming， ZHANG Wenhao
（Shandong Huayu University of Technology， Dezhou" 253034， China）
Abstract： Based on the SSH framework of JavaWeb， this paper analyzes the problems of existing systems and proposes a series of improvement solutions， including introducing open source technology， optimizing user interfaces， and improving data management. At the same time， it designs the SSH university laboratory equipment management system based on JavaWeb， which adopts modular design and distributed architecture to improve the scalability and stability of the system. The experimental results show that the system has higher efficiency and ease of use， and can effectively manage various equipment in university laboratories， providing good support for teaching and research work. This study provides new design ideas and methods for the improvement of university laboratory equipment management systems， which has certain theoretical and practical significance.
Keywords： university laboratory; SSH framework; equipment management; modular design
0" 引" 言
随着信息技术的飞速发展，高校实验室设备的管理日益显得重要[1-4]。传统的管理方式面临着许多挑战，包括设备信息不全、借还流程烦琐、数据统计困难等问题。为了提高实验室设备的利用率、保障实验教学的顺利进行，开发一套基于JavaWeb的SSH高校实验室设备管理系统势在必行。
1" 研究背景
1.1" 研究目的
本论文旨在设计与实现一套高效、便捷、安全的实验室设备管理系统，通过技术手段解决传统管理方式存在的诸多问题，提升设备管理的效率与质量。具体目标包括：实现设备的全生命周期管理，包括借用、归还、维护、报废等环节的管理；提供友好的界面与便捷的操作流程，减轻管理人员的负担；提高设备利用率，节约实验室资源，促进科研教学的顺利开展；探索实验室设备管理系统在高校及其他领域的应用前景与发展空间[5-10]。
1.2" 系统概述与功能特点
本系统基于JavaWeb技术开发，采用SSH（Struts2＋Spring＋Hibernate）框架，实现了实验室设备的全方位管理。主要功能特点包括：1）通知公告管理。实现借还提醒、维护通知等功能，提高管理效率；2）用户管理。支持用户信息的录入、查询、修改与删除，以及权限管理等功能；3）借还管理。提供借用申请、审批、归还等流程，实现借用记录的统计与管理；4）设备管理。实现设备信息的录入、查询、修改与删除，支持设备分类、状态监控等功能；5）设备维修管理。支持设备维护计划的制定与执行，提供维护记录的查看与管理；6）数据统计。提供各类统计分析功能，生成设备利用率、维护情况等报表。
通过进行以上功能设计，以期本系统为高校实验室设备管理带来便捷、高效的解决方案，推动实验室管理工作的现代化与信息化发展。
2" 相关技术与理论
2.1" JavaWeb技术介绍
JavaWeb技术是一套用于开发Web应用程序的技术体系，其核心是Java语言。JavaWeb技术具有跨平台性、安全性和可移植性等优点，广泛应用于企业级应用开发领域。其主要技术包括Servlet、JSP、JavaBean、JDBC等。
Servlet是在服务器端运行的Java程序，用于处理客户端请求并生成动态内容。JSP（JavaServer Pages）是一种动态网页技术，允许在HTML页面中嵌入Java代码。JavaBean是一种可重用的Java组件，用于封装业务逻辑。JDBC（Java Database Connectivity）是Java语言访问数据库的标准接口。
2.2" SSH框架概述
SSH框架是一种基于Java的开源Web应用程序开发框架，由Struts2、Spring和Hibernate三个成熟的框架整合而成。Struts2是一种MVC（Model-View-Controller）模式的Web应用程序框架，用于处理用户请求和管理应用程序的控制流程。Spring是一个轻量级的IoC（Inversion of Control）和AOP（Aspect-Oriented Programming）框架，提供了依赖注入和面向切面编程的功能。Hibernate是一个开源的对象关系映射（ORM）框架，用于将Java对象映射到数据库表。
SSH框架的优点包括了Struts2的良好的Web请求处理能力、Spring的依赖注入和面向切面编程的特性，以及Hibernate的对象关系映射功能，使得开发人员可以更加方便地开发和管理Web应用程序。
2.3" 实验室设备管理理论概述
实验室设备管理是对实验室中的各类设备进行有效管理和维护，以保障实验室的正常运行和科研教学的顺利进行。其主要内容包括设备的采购、入库、借用、归还和维护等环节。传统的设备管理方式通常依靠人工操作，存在信息不全、流程烦琐、效率低下等问题，因此需要借助信息技术手段进行现代化管理。
基于信息技术的实验室设备管理系统能够实现设备信息的集中管理、借还流程的自动化、维护计划的智能化等功能，从而提高设备管理的效率和质量。该系统还可以通过数据统计和分析功能，为实验室设备的合理配置和资源优化提供支持，为实验室管理工作的现代化和信息化发展奠定基础。
3" 需求分析
3.1" 功能需求分析
3.1.1" 通知公告管理功能
借用提醒：系统向用户发送设备借用提醒通知，提醒用户借用设备的情况。
维护提醒：系统向管理员发送设备维护提醒通知，提醒管理员对设备进行维护。
3.1.2" 用户管理功能
用户信息录入：管理员可以录入新用户的基本信息，包括用户名、密码、权限等。
用户信息查询：用户可以根据条件查询用户信息，以便了解用户的基本情况。
用户信息修改：管理员可以修改用户的基本信息，如密码、权限等。
用户信息删除：管理员可以删除无效或不必要的用户信息。
3.1.3" 借还管理功能
借用申请：用户可以提交设备借用申请，包括借用数量、借用时间、归还时间等信息。
借用审批：管理员可以对借用申请进行审批，包括批准、拒绝等操作。
借用归还：用户在借用期限结束后应按时归还设备。
借用记录查询：用户可以查询自己的借用记录，包括借用时间、归还时间、借用状态等信息。
归还确认：管理员确认用户归还的设备，并更新设备状态。
归还提醒：系统向用户发送设备归还提醒通知，以保证设备按时归还。
3.1.4" 设备管理功能
设备信息录入：管理员可以录入新设备的详细信息，包括设备名称、型号、规格、数量、状态等。
设备信息查询：用户可以根据条件查询设备信息，以便了解设备的基本情况。
设备信息修改：管理员可以修改设备的基本信息，如状态、位置等。
设备信息删除：管理员可以删除无效或报废的设备信息。
3.1.5" 设备维修管理功能
维护计划制定：管理员可以制定设备的维护计划，包括维护时间、维护内容等。
维护执行：管理员按照维护计划对设备进行定期维护，并记录维护情况。
维护记录查询：用户可以查询设备的维护记录，了解设备的维护情况。
3.1.6" 数据统计功能
设备利用率统计：系统可以统计设备的借用次数、借用时长等信息，生成设备利用率报表。
维护情况统计：系统可以统计设备的维护次数、维护时长等信息，生成维护情况报表。
3.2" 非功能性需求分析
3.2.1" 性能需求
响应时间：系统对用户请求的响应时间应尽量短，提高用户体验。
并发能力：系统应具备较强的并发处理能力，能够同时处理多个用户的请求。
稳定性：系统应具备较高的稳定性，能够长时间稳定运行而不出现故障。
3.2.2" 安全需求
用户认证：系统对用户进行身份认证，确保只有合法用户才能进行操作。
数据保护：系统对用户的个人信息和操作数据进行保护，防止泄露和篡改。
权限控制：系统根据用户的角色和权限控制用户对系统资源的访问权限，保障系统安全。
3.2.3" 可靠性需求
可用性：系统应具备较高的可用性，能够随时随地提供服务。
容错性：系统应具备一定的容错能力，能够在出现异常情况时自动恢复或提供备份方案。
3.2.4" 可维护性需求
可扩展性：系统应具备良好的可扩展性，能够方便地进行功能扩展和系统升级。
易维护性：系统的代码结构清晰，易于理解和维护，降低系统维护成本。
4" 系统设计与架构
4.1" 系统总体架构设计
本系统根据角色权限分为三大模块，即使用对象分为实验室管理教师、普通教师与学生三大模块。系统功能模块图如图1所示。
4.2" 数据库设计
本系统采用关系型数据库管理系统，设计了以下数据库表格。
用户表（User）：存储用户的基本信息，如用户名、密码、权限等，如表1所示。
设备表（Equipment）：存储设备的详细信息，如设备名称、型号、状态等，如表2所示。
借还记录表（BorrowRecord）：存储设备的借还记录，包括借用时间、归还时间、借用状态等，如表3所示。
维修记录表（MaintenanceRecord）：存储设备的维护记录，包括维护时间、维护内容等，如表4所示。
4.3" 技术选型
前端技术：采用HTML、CSS和JavaScript等前端技术实现用户界面，使用Bootstrap框架提高界面美观性和响应性。
后端技术：采用Java语言开发后端业务逻辑，使用Struts2框架实现MVC架构，Spring框架实现依赖注入和AOP，Hibernate框架实现数据持久化。
数据库：选择MySQL作为数据库管理系统，用于存储用户信息、设备信息和各种记录数据。
开发工具：使用Eclipse作为集成开发环境，使用Maven进行项目依赖管理，使用Git进行版本控制。
5" 存在的问题及解决措施
5.1" 需求变更和调整
需求在开发过程中可能会发生变化，导致项目延迟或需求不匹配。采用了敏捷开发方法，频繁与客户沟通，及时调整需求。同时，建立灵活的开发流程和团队合作机制，以应对需求变更。
5.2" 数据库设计问题
数据库设计不合理可能导致性能问题或数据一致性问题。在设计阶段进行充分的需求分析和数据库规划，采用标准化的数据库设计原则，避免冗余数据和不一致性。定期进行数据库性能优化和数据清理。
5.3" 安全性漏洞
未经授权的访问、数据泄露或其他安全漏洞可能导致系统风险。实施严格的访问控制和身份验证机制，对用户输入进行严格验证和过滤，定期进行安全漏洞扫描和漏洞修复。
5.4" 技术选型和集成
选择不合适的技术栈或集成问题可能导致开发效率低下或系统不稳定。在项目初期进行技术评估和选型，选择成熟稳定的技术和工具。在集成阶段进行充分的测试和调试，确保各组件之间的兼容性和稳定性。
5.5" 测试和质量控制
测试覆盖不全面、质量控制不严格可能导致系统稳定性和性能问题。制定完善的测试计划和用例，包括功能测试、性能测试、安全测试等。引入自动化测试工具和持续集成工具，提高测试效率和覆盖率。同时，建立质量控制流程，确保代码质量和系统稳定性。
6" 系统实现
6.1" 系统模块设计
在本系统中，采用了基于JavaWeb的系统设计，系统主要包括以下模块：
通知公告模块：负责借还提醒、维护通知等功能。
用户管理模块：负责用户信息的录入、查询、修改和删除等功能。
借还管理模块：负责借用申请、审批、归还等流程的管理。
设备管理模块：负责设备信息的录入、查询、修改和删除等功能。
设备维修管理模块：负责维护计划制定、执行和记录等功能。
数据统计模块：负责生成设备利用率、维护情况等报表。
6.2" 系统实现功能展示
根据系统总体设计，基于JavaWeb的SSH高校实验室设备管理系统的功能模块得以实现，系统使用流畅，界面较为简洁美观。系统登录页面效果图如图2所示。
实验室教师实验室管理页面效果图如图3所示。实验室教师用户管理页面效果图如图4所示。
6.3" 系统实现部分代码
为了实现更加美观准确的高校实验室设备管理系统，系统的设计使用了Java编程语言和MySQL数据库管理系统，构建了一个完整的高校实验室设备管理系统。系统实现部分代码如下：
public Integer getLaboratoryId（） {
return laboratoryId;
}
public void setLaboratoryId（Integer laboratoryId） {
this.laboratoryId = laboratoryId;
}
}
public class EquipmentLogAction extends Action-Support implements ModelDrivenlt;EquipmentLoggt; {
private EquipmentService equipmentService;
String realPath = request.getServletContext（）.getRealPath（\"excel\"）;
FileOutputStream out = 1;
String fileName = \"sorry：导出异常\";
try {
fileName = System.currentTimeMillis（） + \".xls\";
out = new FileOutputStream（realPath + \"/\" + fileName）;
wb.write（out）;
} catch （IOException e） {
System.out.println（e.toString（））;
} finally {
try {
out.close（）;
} catch （IOException e） {
System.out.println（e.toString（））;
}
}
return \"excel/\" + fileName;
}
}
public String edit（） {
Equipment bean = equipmentService.findById（equipment.getId（））;
Pagerlt;Laboratorygt; pagers2 = laboratoryService.getList（1）;
ActionContext.getContext（）.put（\"pagers2\"， pagers2）;
ActionContext.getContext（）.put（\"bean\"， bean）;
return SUCCESS;
}
public void updateSh（） throws IOException {
equipment.setFwTime（new Date（））;
equipment.setIsFw（1）;
equipmentService.updates（equipment）;
map.put（\"flag\"， true）;
map.put（\"url\"， \"equipment_dataList.do\"）;
JsonUtils.toJson（map）;
}
public String dataList3（） {
private Date bxTime;
private Date endTime;
private String wz;
private Equipment equipment;
public void export（） throws IOException {
Listlt;RepairLoggt; list = repairLogService.getList（repairLog）.getDatas（）;
HSSFWorkbook wb = new HSSFWorkbook（）;
Sheet sheet = wb.createSheet（\"Sheet\"）;
Integer CountColumnNum = 6;
Cell[] firstCell = new Cell[CountColumnNum];
String[] firstCellNames = new String[CountColumnNum];
firstCellNames[0] = \"设备型号\";
firstCellNames[1] = \"标题\";
firstCellNames[2] = \"保修时间\";
firstCellNames[3] = \"保修结束时间\";
firstCellNames[4] = \"设备位置\";
Row firstRow = sheet.createRow（0）;
for （int j = 0; j lt; CountColumnNum; j++） {
firstCell[j] = firstRow.createCell（j）;
firstCell[j].setCellValue（new HSSFRichTextString（firstCellNames[j]））;
}
6.4" 系统测试
以下是对高校实验室设备管理系统用户管理、借还管理和设备管理等功能的测试，通过测试确保所设计的系统可以正常运行，满足使用者的需求。以下是功能测试的子过程和相关测试项。系统测试结果如表5所示。
系统的所有功能测试结果均通过，表明系统在功能上具备了较高的稳定性、可靠性和完整性。
稳定性：由于所有功能测试均通过，系统在测试期间未出现严重的崩溃或异常情况，因此系统表现出良好的稳定性。
可靠性：经过多次测试，系统功能表现一致，未出现不可预测的错误。这表明系统在长时间运行中能够保持功能的稳定和一致性，具备较高的可靠性。
功能完整性：所有功能测试均通过，系统的各项功能能够按照预期工作，且没有明显的遗漏或缺陷。这表明系统的功能完整性较高，用户可以满足其需求。
7" 结" 论
本系统的设计结合了现代开发框架和技术，旨在提供稳定、可靠且功能完整的管理平台。采用SSH框架实现了清晰的架构分层，模块化设计使得系统具备高内聚、低耦合特性，易于维护和扩展。用户友好的界面设计和操作流程简洁明了，充分考虑了用户体验。同时，系统在安全性、可扩展性、可维护性和性能优化方面都有所考虑，确保了系统的稳定性和可靠性，为高校实验室设备管理提供了一套完善的解决方案。
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作者简介：杨海明（1981.03—），男，汉族，山东德州人，教师，高级工程师，硕士研究生，研究方向：计算机技术；张文豪（2000.11—），男，汉族，山东青岛人，教师，本科，研究方向：网络工程。
基金项目：山东华宇工学院科技计划项目（2022KJ10）
