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作者：***
来源：《计算机时代》2023年第12期少儿教育网
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摘 要： 传统的实验室管理系统侧重于设备管理，其存在的普遍问题是缺乏信息交互，难以提高科研效率，不利于工作交接。设计构建了一个融合设备管理以及多种科研信息共享途径的实验室信息交互平台。该平台基于JavaWeb技术开发，其中包含技术交流、文件共享、成果展示、工作交接、个人信息管理、设备管理等模块，实验室内部人员除了能在该平台进行设备管理外，还能便捷地获取和分享专业领域信息以及进行工作交接。
关键词： 实验室管理； 信息交互； JavaWeb； 工作交接
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2023）12-228-04
Laboratory information interaction platform based on JavaWeb
Ying Xiaolan
（FUJIAN E·Hualu Information Technolongy CO.，LTD.， Xiamen， Fujian 361003， China）
Abstract： The traditional laboratory management system focuses on equipment man
agement， and the common problem is the lack of information interaction， which is difficult to improve the efficiency of scientific research and is not conducive to work handover. Therefore， a laboratory information interaction platform integrating equipment management and multiple ways of sharing scientific research information is designed and constructed. The platform is developed based on JavaWeb technology and contains modules such as technical exchange， file sharing， achievement display， work handover， personal information management， and equipment management. In addition to equipment management， laboratory staff can also conveniently obtain and share information in professional fields and hand over work on the platform.
Key words： laboratory management; information interaction; JavaWeb; work handover
0 引言
近年來，我国加大对科研项目的支持力度，促进科学技术创新与进步。这种积极的环境激励了国家大量人才投身科研的领域，而实验室作为科研重要场所，如何高效利用实验室资
源开展科研工作值得深入研究。
传统的实验室管理系统通常是以辅助管理实验室设备作为主要功能，通过网络通讯技术对实验室内部电子实验设备进行监控维护，这种系统模式只能简单地满足设备管理方面的需求，但是缺乏实验室内部科研信息交互，同时难以应对由于科研项目组人员流动带来的工作交接问题，无法让实验室形成良好的“科研生态”。
本平台除了继承传统实验室管理系统的设备管理功能以外，还开发出技术交流、文件共享、成果展示、工作交接等功能，能够很好地解决传统实验室系统模式存在的弊端。同时，本平台以轻量级系统设计思想为主导，结合现今互联网比较流行的技术栈开发，使得平台不仅性能良好，而且便于维护及扩展。
1 系统设计
1.1 模块划分
本平台功能需求包括：完整的用户管理体系、便捷的信息获取以及分享途径、全面的设备管理模式、高效的工作交接方式。根据上述需求，本平台细分为七大模块，分别是注册登
录模块、技术交流模块、文件共享模块、成果展示模块、工作交接模块、设备管理模块以及个人中心模块，其中模块结构以及各模块下的子模块如图1所示。
1.2 技术架构
米卡成长天地 相对于传统的前后端一体式Web项目开发模式，本平台采用B/S（浏览器/服务端）网络架构以及MVC（模型-视图-控制器）模式进行分离式开发[1]，把整个项目分为服务端、客户端以及数据库三个部分，不同部分的开发人员根据不同需求独立开发，阶段性任务完成后在同一局域网内进行联调。
⑴ 服务端
服务端主要提供接口访问以及数据处理支撑，以Springboot框架[2]为底层框架，在此基础上采用面向切面编程的思想进行开发，把重复频率较高的代码块抽取成为单独的方法，并以注解的形式添加到项目中，力求模块之间实现低耦合性、高扩展性。
⑵ 客户端
客户端主要负责以页面的形式向用户呈现Web资源，技术上以Vue框架、ElementUI框架和CSS技术为主[3]。采用模块化的开发思想将整个页面作为一个容器，容器内部再细分为更小的模块，不同的模块可以做不同的页面渲染，模块之间互不干扰，当页面需要切换时，实际上只是切换了部分模块，无需整体改变，以此来优化平台性能，另外，访问服务端接口时将访问数据进行序列化处理，提高数据传输速率。
⑶ 数据库
本平台使用关系型数据库MySQL作为底层数据库，以数据表的形式存储结构化数据。根据各模块之间的关系，本平台将数据表划分为用户信息表和设备信息表，表结构如图2所示。其中用户信息表以用户个人信息表为核心，设备表以设备信息表为核心，与两大核心表相关的所有数据表均以对应核心表主键id作为外键约束，以保证数据的一致性和完整性。
2 技术路线
本平台定位为一个结合信息交互以及设备管理的多功能平台，内部包含多个模块，其中
用户信息与多個模块均存在数据耦合，因此需要建立健全可靠的用户体系，保证数据信息安全性。对于信息交互相关的模块，则涉及文件流处理技术，为了提高文件传输的速度，本平台采用了分片传输技术。另外，对于设备管理模块，本平台运用物联网的方式进行搭建，并采用无线通讯技术来进行数据传输，以达到监控实验设备重要数据的目的。
2.1 用户权限体系
本平台提供实验室内部成员使用，不对外部人员开放，因此采用管理员分配用户模式进行账号分配，把平台用户划分为超级管理员、管理员和普通用户三个角等级，如图3所示。超级管理员拥有最高权限，可以分配管理员和普通用户账号，其账号由平台开发者统一初始化。而管理员账号可以分配普通用户账号以及执行部分平台维护事务。普通用户是平台最低权限，仅可使用与个人账号相关的基本功能。
2.2 信息安全管控
滕王阁序教案 作为一个科研平台，其内部会包含很多实验室科研数据，这些数据是科研工作的主要载体，为了防止网络黑客以非法手段对实验室数据进行窃取，本平台使用Jwt验证工具[4]进行
接口信息拦截校验。在用户登录成功时，Jwt会通过加密算法对用户登录信息进行加密处理并生成Token令牌，该令牌会以接口数据的形式返回前端，之后用户在进行任何平台操作时，前端都会在接口请求头中携带该令牌访问后端，而后端通过对令牌解密检验之后才会返回用户对应请求数据，如果校验失败则会由后端进行拦截并强制要求用户重新登录，通过这种方式可以有效防止网络黑客的访问攻击。
2.3 技术交流
为了提高实验室对于专业领域信息的利用率，本平台设计了一个小型技术交流板块，其中包含学术热点和知识拓展两个分支模块。这两个分支模块设计模式基本一致，均支持用户以发帖的方式发表文案，并在文案底部添加了评论功能，文案作者以及阅读者可以在此处进行交流，评论内容所有成员可见。其中发帖功能中使用富文本编辑器作为文本编辑方式，内置多种文本标记方式以及外部内容嵌入方式，能提高文案可读性。
2.4 工作交接
在日常科研活动中，项目组新旧成员工作交接时经常会出现资料不全的情况，从而导致
下一步工作的进展缓慢。为了改善这一现状，本平台设计了一个工作交接模块，设计思路如图4所示。当有旧成员离开项目组时，超级管理员可通过平台内部向该成员发送一个工作交接文档，并可为文档设定多个门类及完成期限，待该成员完成所有交接事项后，该文档会返回至超级管理员，并由超级管理员进行审核反馈，直至最终文档确定，该文档的具体内容会保存在服务器中，而已完成的交接文档记录则会显示在超级管理员个人页面中。同样当有新成员加入项目组时，超级管理员也可以将已有的交接文档分配至该成员账号中，并设定接任完成期限，待接任工作全部完成后，接任记录也会显示到超级管理员个人页面中。通过此流程，超级管理员可以主动地向目标成员分配交接任务，项目新旧成员不需要存在时空交集也能顺利完成交接，这样子能够有效减少交接漏洞，使得整个交接流程更加有序化、平滑化。
2.5 文件共享
目前大部分社交软件都实现了文件共享功能，但是对于实验室而言，通过第三方平台作为文件存储库显然会有数据安全性问题。因此，本平台设计了一个文件传输模块，使用实验室内部服务器作为文件存储仓库来保证文件存储的安全性。另外，通过使用文件分片传输技术[5]，能够提高传输速率，特别是对于占用较大存储空间的文件，传输效果尤为显著。
2.6 设备管理
四年级数学期末考试题 为了便于进行实验室设备远程管理，本平台以物联网的形式搭建设备管理模块，采用Netty网络框架编写该部分后端代码，其通讯方式设置为Tcp无线通讯方式[6]，主要负责采集、记录设备运行数据和实验数据，部分数据可通过Echart组件[7]实现准实时图形化展示。另外，超级管理员可根据实际需求设置实验设备数据异常报警类别及信息，当数据触发报警阈值时，本平台会通过电话或者短信形式通知实验室成员以应对紧急情况。
3 测试
3.1 测试方法
本平台测试计划侧重于功能逻辑实现以及数据准确性，测试过程分为三轮，第一轮使用Jmeter（压力测试工具）编写测试用例，对各模块独立测试，模拟实际场景中接口调用顺序，线程数设置为20，持续时间各为1h。当接口出现问题时，使用Postman（接口调试工具）辅助调试，直至各接口都通过测试为止。在第二轮进行整体性测试，编写涉及多模块调用的测试脚本，充分模拟用户操作行为，线程数设置为20，持续时间为2h。最后一轮测试是
在现网环境中运行，邀请20位测试人员在同一时段进行真机实验，测试人员可随意使用平台功能，时长为0.5h，并在实验结束后以调查表的形式采集测试用户反馈意见。
3.2 测试结果
经过前两轮测试以及优化调整后，第三轮测试过程中平台基本运行正常，没有出现功能逻辑错误、数据紊乱或者平台卡顿情况，80%测试成员反馈使用情况为良好，20%测试成员反馈使用情况为中等。部分测试人员提出了优化建议，总结如下：①提高UI组件协调性以及美观性；②增加技术交流模块中评论功能的样式；③添加多样化客户端形式。
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