免费送源码：python+Django+MySQL Django实验室管理系统计算机毕业设计原创定制

标签：10 varchar 实验室系统用户 Django 源码 64 毕业设计

摘要

本论文主要论述了如何使用python语言、Django框架开发一个实验室管理系统，本系统将严格按照软件开发流程，进行各个阶段的工作，面向对象编程思想进行项目开发。在引言中，作者将论述该系统的当前背景以及系统开发的目的，后续章节将严格按照软件开发流程，对系统进行各个阶段分析设计。

实验室管理系统的主要使用者分为管理员，普通用户，实现功能包括主页，个人资料，用户管理（管理员，普通用户），实验室信息，实验室预约，设备信息，设备借用，设备报修，设备归还，通知公告等功能。

本系统的使用可以实现实验室管理的信息化建设，方便用户预约实验室，借用设备等操作，方便管理员对实验室和设备信息进行管理，提高工作效率。

关键词：实验室管理；Django框架；Mysql数据库

Django Laboratory Management System

Abstract

This paper mainly discusses how to develop a laboratory management system using Python language and Django framework. The system will strictly follow the software development process, carry out various stages of work, and use object-oriented programming ideas for project development. In the introduction, the author will discuss the current background of the system and the purpose of system development. Subsequent chapters will strictly follow the software development process to analyze and design the system at each stage.

The main users of the laboratory management system are divided into administrators and ordinary users, with functions including homepage, personal information, user management (administrators and ordinary users), laboratory information, laboratory appointment, equipment information, equipment borrowing, equipment repair, equipment return, notification and announcement.

The use of this system can achieve the informatization construction of laboratories, facilitate users to book laboratories, borrow equipment, and other operations, facilitate administrators to manage laboratory and equipment information, and improve work efficiency.

Key words: laboratory management; Django framework; MySQL database

绪论
1. 研究背景

随着高校改革的不断推进，对创新型人才的培养引起了各大高校的广泛关注。高校创新型人才的培养离不开各类实践学习活动，而实践学习的实施离不开各类实验室的支持，开放式实验室就是其中一种。这类实验室是指科研实验室在完成科研任务的前提下，利用现有师资、仪器设备、设施等实验条件，面向学生开放，为学生提供开放实践学习及资源交流共享的平台。利用开放式实验室，提供充足的设备、资源，实现资源统一以及信息共享，使老师可以通过实践教学，将理论知识同实践相结合，更好地完成教学计划；使学生能够在课余时间更好地利用实验室自主检验知识、加强理解、提高能力。

1. 研究意义

目前，我国各个高校的开放式实验室均已投入使用，但由于开放式实验室进入高校视野的时间较短，对于高校开放式实验室的管理未形成一套独立完整的体系。虽然部分高校已经采取了新的管理手段对开放式实验室进行管理，如建立高素质实验教师队伍，带动学校教学的工作进展；建立完善的设备故障报备机制，及时解决设备故障问题；将实验教学与理论教学有机结合，构建新的教学体系，并利用校园网对开放实验教学进行管理，实现网络实验教学、网络教学管理及网络信息交流等，但多数高校目前仍沿用手工加手工的传统实验室的管理手段对开放式实验室进行管理。因此，应提出一种各高校通用的对策以解决高校开放式实验室管理中存在的各方面问题。

将人工转为程序化则是对管理繁琐的解决对策，因此本文将简述实验室管理系统的设计和开发。

1. 开发现状

国外将信息管理系统应用于教育时间相对较早，走在世界的前列为美国，在教育信息化方面非常领先。通过相关论文以及资料显示，环球网上拥有美国三分之一的各大高校的课程可以查看到。各个大学拥有专门的网站。学生的各种服务基本通过校园网可以实施，信息系统在校园的广泛使用极大的提高了高校的管理效率，极大的方便了学生和教师。

在2006年，Alexander De Vora， Michael E.Auer 讨论了在线实验室通用框架的建立,特别是在电子学习领域的应用。他们提出在线实验室允许学生通过使用在线实验室在实践中做实验来加深他们的知识。这些在线实验室可以通过互联网访问。因此,学生可以随时随地参加实验室。但目前可用的在线实验室管理系统是基于中心的系统，它只允许在一个中心系统上预约和访问在线实验室，这就意味着如果预订系统由于某种原因而关闭,一个在线实验室就不能被预订或访问了，因此他们展示了一种利用分布式预约系统来避免这个问题，还展示了如何在一个共同的框架内提供简单而有效的在线实验室。

2019年，Yiting Wang; Zhenhua Wei; Junwu Cao; Zhifeng Liu在分析以往高校实验室管理体制经验的基础上，探索构建适合高校实验室设备预约管理的综合体系，他们设计的系统采用Java Web相关技术、Web数据库交互技术和B/S架构，形成了功能完备、管理灵活的模块化结构。该系统的建设实现了高校实验室的规范化、程序化和集成化管理，促进了高校实验室设备的有效利用。

同样是2019年，Yassine Khazri; Ahmed Fahli; Mohamed Moussetad; Ahmed Naddami分析了以往的虚拟和远程实验室，设计了远程实验室管理系统和新排队系统。他们所设计的远程实验室成功地实现了远程预约实验室的功能，在以往的基础上运用了排队系统，避免了由于预约人数过多而造成的混乱。

目前国内大多数高校都能意识到实验室教学在整个教学环节中的重要性，尤其是高校在积极培养创新型人才的要求下，实验室的作用更是不容替代。2016年，王惠婷设计了一个基于Andorid的实验室管理系统，她利用java完成了Andorid应用程序的编写，运用MySQL数据库去输入数据。她设计的系统实现了登陆注册，个人信息修改，注销，预约，取消预约，反馈等功能，算的上是非常贴合于如今所需求的预约系统。

2020年4月，赵家伟、白花蒲等设计了实验室管理系统，他们先采用调查问卷的方式去征求学生对于实验室管理系统的意见，然后通过调查结果去设计系统。他们首先先完成了手机小程序的注册，然后通过微信的开发者工具对小程序进行编程，建立新项目，完成小程序的开发、测试以及代码上传等工作。

2020年5月，刘素转、朱立萍、王晓娜也设计了基于微信小程序的开放实验室管理系统，他们在之前的基础上增加了一些功能，比如按时在实验室进行签到，签到不成功则视为爽约，爽约次数过多会直接取消其预约的机会。他们还为其实验室添加了课表以及系统聊天功能，使得预约系统更加功能完善。

又是在2020年8月，叶叶设计与实现了实验室管理系统，她设计的系统实现了课程预约，实验室预约、实验室课程信息设置、个人信息功能查看、开放式实验课程常规管理、公告管理。她提出运用PC端[10]预约系统，开发微信公众平台开发接口，进行公众平台认证，由此也开创了新的课程授课方式，显著提升了开放实验室运行效率

1. 研究方法

首先，通过引擎搜索或者查阅相关文献资料，了解了本系统开发的背景以及设计系统的意义所在，收集用户需求信息。其次，在开发工具上，最终确定选用Python平台来设计开发本系统，Mysql作为设计数据库的工具。即利用Python语言实现用户界面，并同数据库连接起来实现完整的通信功能。之后，设计出系统大致的功能模块。主要从方便用户和系统管理员的角度进行分析，明确该系统应该具有的功能。最终是测试系统，通过用例测试发现存在的问题并找到解决的方案。利用现有的开发平台，结合自己所学的知识，在老师的指导帮助下来完成该设计，确保系统的可用性、实用性。

相关技术介绍
1. 开发技术说明

本系统前端部分基于MVVM模式进行开发，采用B/S模式，后端部分基于python的Django框架进行开发。

前端部分：前端框架采用了比较流行的渐进式JavaScript框架Vue.js。使用Vue-Router和Vuex实现动态路由和全局状态管理,Ajax实现前后端通信，Element UI组件库使页面快速成型，项目前端通过栅格布局实现响应式，可适应PC端、平板端、手机端等不同屏幕大小尺寸的完美布局展示。

后端部分：采用Django作为开发框架，同时集成Redis等相关技术。

1. Python简介

Python 是一个高层次的脚本语言结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的。Python 的设计，相比其他语言经常使用英文关键字和其他语言的一些标点符号，它具有比其他语言更有特色语法结构，具有很强的可读性。

解释型语言：类似于Python和Perl语言，这意味着开发过程中没有了编译这个环节。

交互式语言：可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。

面向对象语言：Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。

1. Django框架

Django是高水准的Python编程语言驱动的一个开源模型．视图，控制器风格的Web应用程序框架，它起源于开源社区。使用这种架构，程序员可以方便、快捷地创建高品质、易维护、数据库驱动的应用程序。这也正是OpenStack的Horizon组件采用这种架构进行设计的主要原因。另外，在Dj ango框架中，还包含许多功能强大的第三方插件，使得Django具有较强的可扩展性。Django 项目源自一个在线新闻 Web 站点，于 2005 年以开源的形式被释放出来。Django 框架的核心组件有：用于创建模型的对象关系映射；为最终用户设计较好的管理界面；URL 设计；设计者友好的模板语言；缓存系统。

Django已经成为web开发者的首选框架，是一个遵循 MVC 设计模式的框架。MVC是Model、View、Controller三个单词的简写，分别代表模型、视图、控制器。Django其实也是一个MTV 的设计模式。MTV是Model、Template、View三个单词的简写，分别代表模型、模版、视图。但是在Django中，控制器接受用户输入的部分由框架自行处理，所以 Django 里更关注的是模型（Model）、模板(Template)和视图（Views），称为 MTV模式。

1. Mysql数据库

Mysql 经过多次的更新，功能层面已经非常的丰富和完善了，从Mysql4版本到5版本进行了比较大的更新，在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。最新版本的Mysql支持对信息的压缩，同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。同时经过系统的多次更新，数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强，运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步，驱动的使用和创建也更加的高效快捷。最大的变动还是进行了空间信息的显示优化，能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心，同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。在信息的显示形式上也进行了不小的更新，增加了两个非常使用的显示区，一个是信息区，对表格和文字进行了分类处理，界面的显示更加清爽和具体。第二是仪表的信息控件，能在仪表信息区进行信息的显示，同时还能进行多个信息的比对，为用户的实际使用带来了很大的便捷[8][9]。

针对本文中设计的实验室管理系统在实际的实现过程中，最终选择Mysql数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作，而且数据的安全性要求也是非常的高。综合这些因素，最终选择安全性系数比较高的Mysql来对实验室管理系统后台数据进行存储操作。

数据库管理系统的总体结构图如下图所示。

图2-1 数据库组成结构

1. B/S架构

B/S架构采取浏览器请求，服务器响应的工作模式。

用户可以通过浏览器去访问Internet上由Web服务器产生的文本、数据、图片、动画、视频点播和声音等信息；

而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中；

从Web服务器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由Web服务器交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器又返回给用户。在这种结构中，将许许多多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Internet。

在 B/S 模式中，用户是通过浏览器针对许多分布于网络上的服务器进行请求访问的，浏览器的请求通过服务器进行处理，并将处理结果以及相应的信息返回给浏览器，其他的数据加工、请求全部都是由Web Server完成的。通过该框架结构以及植入于操作系统内部的浏览器，该结构已经成为了当今软件应用的主流结构模式。

系统分析
1. 可行性分析

技术性方面，采用Python技术进行系统后台主体框架的搭建，实现后台页面的设计与美观调整，以上技术，均由本人经过系统学习，并且都是在课程设计中实践过的，可以使得开发更加便捷和系统。从技术角度看，这个系统是完全可以实现的。

实用性方面，本次设计的主要任务是实现实验室管理的信息化建设，方便用户预约实验室，借用设备等操作，方便管理员对实验室和设备信息进行管理，提高工作效率。从用户角度出发，同时也考虑系统运营成本和人力资源，采用网络上的便捷方式，实现线上业务，使得业务流程更系统，也更方便用户的体验，比较实用。

经济性方面，由于本课题中设计的实验室管理系统的主要目的是为了能够更加方便及快捷的进行信息的查询管理及检索服务，也就是能够可以直接投入使用的信息化软件。系统的主要成本主要是集中在对使用数据后期继续维护及其管理更新这个操作上。但是一旦系统投入到实际的运行及使用之后就能够很好的提高信息查询检索的效率，同时也需要有效的保证查询者的信息方面的安全性，同时这个实验室管理系统所带来的实际应用方面的价值是远远的超过了实际系统进行开发与维护方面的成本，因此，从经济上来说开发这个软件是可行的。

1. 功能需求分析

实验室管理系统的功能主要是方便用户预约实验室，借用设备等操作，方便管理员对实验室和设备信息进行管理。

系统用例图如下所示。

图3-1 系统用例图

1. 非功能需求分析

首先主要考虑的是系统功能软件，在具体设计的环节上，是不是能够较好的满足各类用户的基本功能需求，如果不能较好的满足用户需求，那么这个系统的存在是没有价值的。软件系统的非功能性求分析，从7个方面展开，一个是性能分析，针对系统；一个是安全分析，针对系统，一个是完整度分析，针对系统，一个是可维护分析，针对系统，一个是可扩展性分析，针对系统，一个是适应业务的性能分析。面对实验室管理系统存在的性能、安全、扩展、完整度等7个方面性能综合比对分析后发现，需要相应的非功能性需求分析。

1. 安全性需求分析
  1. 系统的安全性

安全性对每一个系统来说都是非常重要的。安全性很好的系统可以保护企业的信息和用户的信息不被窃取。提高系统的安全性不仅是对用户的负责，更是对企业的负责。尤其针对于实验室管理系统来说，必须要有很好的安全性来保障整个系统。

系统具有对使用者有权限控制，针对角色的不通限制使用者的权限，以此来确保系统的安全性。

1. 1. 数据的安全性

数据库中的数据是从外界输入的，当数据的输入时，由于种种原因，输入的数据会无效，或者是脏数据。因此，怎样保证输入的数据符合规定，成为了数据库系统，尤其是多用户的关系数据库系统首要关注的问题。

因此，在写入数据库时，要保证数据完整性、正确性和一致性。

1. 数据流程分析

对系统的数据流进行分析，系统的使用者分为二类，普通用户，管理员。系统主要对界面信息传送，登录信息的验证，注册信息的接收，用户各种操作的响应做处理。

系统顶层数据流图如下图所示。

图3-2 顶层数据流图

要判断用户是是什么身份，是根据登录的数据来判断后，跳转到对应的功能界面。在系统的内部用户就可以对数据进行操作，数据库中心就可以接收到系统传输的有效数据流来对数据sql语句进行对应操作。

系统底层数据流图如下图所示。

图3-3 底层数据流图

系统主要是后台部分，每一种操作后系统都返回操作结果。后台的数据连接主要通过数据库，既分别对数据库做不同的操作。

系统设计
1. 系统架构设计

本实验室管理系统的架构设计主要分为可以3层，主要有Web层，业务层，Model层。其中web层还包括View层和Controller层，Model层包括元数据扩展层和数据访问层。

系统架构如下图所示。

图4-1 系统架构

1. 系统总体设计

实验室管理系统总体分为普通用户模块和管理员模块。

模块表现上是分别独立存在，但是访问的数据库是一样的。每一个模块的功能都是根据先前完成的需求分析，并查阅相关资料后整理制作的。

综上所述，系统功能结构图如下图所示。

图4-2 系统功能结构图

1. 系统功能设计

登录模块：登录模块是进入系统的入口，所有用户必须登录后才能访问系统。登录需要输入用户名和密码，如果多次尝试登录需要输入验证码。登录时需要选择用户的角色，是普通用户还是管理员登录等。登录成功后，会通过数据库获取用户的权限，并跳转至用户的主页面。

管理员人员管理模块：管理员管理包括：管理员的及用户添加，修改和删除操作。添加管理员时，先判断用户添加的管理员是否是admin，如果不是则添加成功。修改删除同样，可以添加实验室信息、设备信息等的信息。

1. 数据库设计
  1. 数据需求分析

从前面可以分析到数据库中最重要的是实验室信息，用户信息，管理员信息。分析可以得到如下数据描述：

平台用户：用于记录用户的各种信息，包括用户名、密码、基本情况信息，发布信息数等数据项。

管理员：记录管理员的登录信息。包括用户名，密码，权限等数据项。

实验室信息：存储平台内的数据。包括实验室名称，地址，面积，负责人等数据项。

1. 1. 数据库概念设计

根据前面的数据流程图，结合系统的功能模块设计，设计出符合系统的各信息实体。

系统ER图如下图所示。

图4-3 系统ER图

1. 1. 数据库表设计

实验室管理系统所拥有的数据表如下：用户信息表，课程信息表等。

由于数据表较多，只展示系统主要数据表，如下表所示。

表access_token (登陆访问时长)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	token_id	int	10	0	N	Y		临时访问牌ID
2	token	varchar	64	0	Y	N		临时访问牌
3	info	text	65535	0	Y	N
4	maxage	int	10	0	N	N	2	最大寿命：默认2小时
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户编号:

表auth (用户权限管理)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	auth_id	int	10	0	N	Y		授权ID：
2	user_group	varchar	64	0	Y	N		用户组：
3	mod_name	varchar	64	0	Y	N		模块名：
4	table_name	varchar	64	0	Y	N		表名：
5	page_title	varchar	255	0	Y	N		页面标题：
6	path	varchar	255	0	Y	N		路由路径：
7	position	varchar	32	0	Y	N		位置：
8	mode	varchar	32	0	N	N	_blank	跳转方式：
9	add	tinyint	3	0	N	N	1	是否可增加：
10	del	tinyint	3	0	N	N	1	是否可删除：
11	set	tinyint	3	0	N	N	1	是否可修改：
12	get	tinyint	3	0	N	N	1	是否可查看：
13	field_add	text	65535	0	Y	N		添加字段：
14	field_set	text	65535	0	Y	N		修改字段：
15	field_get	text	65535	0	Y	N		查询字段：
16	table_nav_name	varchar	500	0	Y	N		跨表导航名称：
17	table_nav	varchar	500	0	Y	N		跨表导航：
18	option	text	65535	0	Y	N		配置：
19	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表device_information (设备信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	device_information_id	int	10	0	N	Y		设备信息ID
2	device_name	varchar	64	0	Y	N		设备名称
3	equipment_number	varchar	64	0	Y	N		设备编号
4	equipment_model	varchar	64	0	Y	N		设备型号
5	manufacturer	varchar	64	0	Y	N		制造厂商
6	device_image	varchar	255	0	Y	N		设备图片
7	instructions	text	65535	0	Y	N		使用说明
8	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
9	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表equipment_borrowing (设备借用)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	equipment_borrowing_id	int	10	0	N	Y		设备借用ID
2	device_name	varchar	64	0	Y	N		设备名称
3	equipment_number	varchar	64	0	Y	N		设备编号
4	equipment_model	varchar	64	0	Y	N		设备型号
5	borrowing_users	int	10	0	Y	N	0	借用用户
6	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
7	customer_type	varchar	64	0	Y	N		用户类型
8	examine_state	varchar	16	0	N	N	未审核	审核状态
9	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
10	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
11	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表equipment_repair_report (设备报修)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	equipment_repair_report_id	int	10	0	N	Y		设备报修ID
2	device_name	varchar	64	0	Y	N		设备名称
3	equipment_number	varchar	64	0	Y	N		设备编号
4	equipment_model	varchar	64	0	Y	N		设备型号
5	borrowing_users	int	10	0	Y	N	0	借用用户
6	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
7	customer_type	varchar	64	0	Y	N		用户类型
8	repair_location	varchar	64	0	Y	N		报修位置
9	maintenance_status	varchar	64	0	Y	N		维修状态
10	reason_for_repair	text	65535	0	Y	N		报修原因
11	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
12	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
13	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表equipment_return (设备归还)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	equipment_return_id	int	10	0	N	Y		设备归还ID
2	device_name	varchar	64	0	Y	N		设备名称
3	equipment_number	varchar	64	0	Y	N		设备编号
4	equipment_model	varchar	64	0	Y	N		设备型号
5	borrowing_users	int	10	0	Y	N	0	借用用户
6	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
7	customer_type	varchar	64	0	Y	N		用户类型
8	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
9	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表hits (用户点击)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	hits_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表laboratory_appointment (实验室预约)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	laboratory_appointment_id	int	10	0	N	Y		实验室预约ID
2	laboratory_name	varchar	64	0	Y	N		实验室名称
3	laboratory_location	varchar	64	0	Y	N		实验室位置
4	laboratory_area	varchar	64	0	Y	N		实验室面积
5	person_in_charge	varchar	64	0	Y	N		负责人
6	time_of_appointment	datetime	19	0	Y	N		预约时间
7	end_time	datetime	19	0	Y	N		结束时间
8	appointment_users	int	10	0	Y	N	0	预约用户
9	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
10	customer_type	varchar	64	0	Y	N		用户类型
11	examine_state	varchar	16	0	N	N	未审核	审核状态
12	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
13	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
14	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表laboratory_information (实验室信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	laboratory_information_id	int	10	0	N	Y		实验室信息ID
2	laboratory_name	varchar	64	0	Y	N		实验室名称
3	laboratory_location	varchar	64	0	Y	N		实验室位置
4	laboratory_area	varchar	64	0	Y	N		实验室面积
5	laboratory_images	varchar	255	0	Y	N		实验室图片
6	person_in_charge	varchar	64	0	Y	N		负责人
7	responsible_persons_phone_number	varchar	64	0	Y	N		负责人电话
8	laboratory_configuration	text	65535	0	Y	N		实验室配置
9	introduction_to_the_laboratory	text	65535	0	Y	N		实验室简介
10	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
11	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
12	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表laboratory_schedule (实验室课表)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	laboratory_schedule_id	int	10	0	N	Y		实验室课表ID
2	course_schedule_name	varchar	64	0	Y	N		课表名称
3	laboratory_name	varchar	64	0	Y	N		实验室名称
4	laboratory_location	varchar	64	0	Y	N		实验室位置
5	person_in_charge	varchar	64	0	Y	N		负责人
6	responsible_persons_phone_number	varchar	64	0	Y	N		负责人电话
7	laboratory_images	varchar	255	0	Y	N		实验室图片
8	course_schedule_document	varchar	255	0	Y	N		课表文档
9	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
10	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
11	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表notice_announcement (通知公告)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	notice_announcement_id	int	10	0	N	Y		通知公告ID
2	announcement_title	varchar	64	0	Y	N		公告标题
3	release_date	date	10	0	Y	N		发布日期
4	announcement_image	varchar	255	0	Y	N		公告图片
5	announcement_attachment	varchar	255	0	Y	N		公告附件
6	announcement_content	text	65535	0	Y	N		公告内容
7	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
8	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表ordinary_users (普通用户)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	ordinary_users_id	int	10	0	N	Y		普通用户ID
2	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
3	user_gender	varchar	64	0	Y	N		用户性别
4	customer_type	varchar	64	0	Y	N		用户类型
5	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
6	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
8	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表upload (文件上传)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	upload_id	int	10	0	N	Y		上传ID
2	name	varchar	64	0	Y	N		文件名
3	path	varchar	255	0	Y	N		访问路径
4	file	varchar	255	0	Y	N		文件路径
5	display	varchar	255	0	Y	N		显示顺序
6	father_id	int	10	0	Y	N	0	父级ID
7	dir	varchar	255	0	Y	N		文件夹
8	type	varchar	32	0	Y	N		文件类型

表user (用户账户：用于保存用户登录信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_id	mediumint	8	0	N	Y		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
2	state	smallint	5	0	N	N	1	账户状态：[0,10](1可用\|2异常\|3已冻结\|4已注销)
3	user_group	varchar	32	0	Y	N		所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限
4	login_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	上次登录时间：
5	phone	varchar	11	0	Y	N		手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时
6	phone_state	smallint	5	0	N	N	0	手机认证：[0,1](0未认证\|1审核中\|2已认证)
7	username	varchar	16	0	N	N		用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称
8	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
9	password	varchar	64	0	N	N		密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成
10	email	varchar	64	0	Y	N		邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时
11	email_state	smallint	5	0	N	N	0	邮箱认证：[0,1](0未认证\|1审核中\|2已认证)
12	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
13	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：

表user_group (用户组：用于用户前端身份和鉴权)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	group_id	mediumint	8	0	N	Y		用户组ID：[0,8388607]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]
3	name	varchar	16	0	N	N		名称：[0,16]
4	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该用户组的特点或权限范围
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	register	smallint	5	0	Y	N	0	注册位置:
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

系统实现
1. 数据库访问层的实现

该系统是通过jdbc和MySQL达成连接的，新建一个jdbc.properties文件来填写与数据库连接所需要的驱动和参数。

class AccessToken extends Base

{

protected $table = 'access_token'; //数据表名

protected $table_id = 'token'; //数据表名

protected $validate = 'AccessToken'; //数据表名

protected $model;

public function __construct(){

$this->model = new Model();

}

第一个参数代表MySQL数据库的驱动，第二个参数代表要连接的数据库，第三个和第四个参数代表数据库连接名和密码。

后台与数据库访问主要是通过HQL语句来进行查询的，查询语句中的表名是表格的实体类名，在这种查询语句中*是不允许使用的，除非适合聚合函数一起使用才可以。

1. 登录模块的实现

主要由两部分组成，登录前的登录界面以及登录后的用户功能界面。登录界面，要求用户输入用户名和密码，当用户名和密码其中一个输入为空时，给出提示“用户名，密码不能为空”。获取用户名和密码后到数据库中查找，如果用户名存在，以及对应的密码正确，则登录成功，否则登录失败。登录失败后给出提示，并把焦点停在文本框中。登录成功后将该次会话的全局变量username设置为用户名。登录成功后进入会员的功能模块，主要有会员基本信息修改，已经发布试题信息管理，发布信息，和退出功能。退出功能是清除全局变量username的值，并跳回到首页。

登录流程图如下图所示。

图5-1登录流程图

用户登录界面如下图所示：

图5-2用户登录界面

用户登录的关键代码如下：

public function login()

{

if (Request::isPost()) {

$request = Request::param();

$result = $this->validate($request, $this->validate);

if (true !== $result) {

// 验证失败输出错误信息

$data['error'] = 30000;

$data['message'] = $result;

} else {

$request['password'] = md5($request['password']);

$result = $this->model->login($request, $this->table);

$data = $result;

}

} else {

$data['error'] = 30000;

$data['message'] = "field的值不能为空！";

}

return json_encode($data);

}

public function login($request=[],$table_name = ''){

$username = $request['username'];

$password = $request['password'];

$bol = $this->where(['username'=>$username])->find();

if ($bol){

$password = md5($password);

if ($request['password']==$bol['password']) {

//添加token信息

$access_token['create_time'] = date('Y-m-d H:i:s');

$access_token['update_time'] = date('Y-m-d H:i:s');

$access_token['info'] = json_encode($bol);

// $access_token['info'] = $bol;

$access_token['token'] = md5(date('Y-m-d H:i:s'));

$bol_token = Db::name('AccessToken')->insert($access_token);

if ($bol_token){

$data['obj'] = $bol;

$data['obj']['token'] = $access_token['token'];

return ['result' => $data];

}else{

return ['error' => ['code' => 5000, 'message' => '登录失败,token生成失败']];

}

} else {

return ['error' => ['code' => 5000, 'message' => '登录失败,密码不正确']];

}

}else{

return ['error' => ['code' => 5000, 'message' => '登录失败,账号不存在']];

}

1. 用户资料修改模块的实现

用户登录/注册成功之后可以修改自己的基本信息。修改页面的表单中每一个input的name值都要与实体类中的参数相匹配，在用户点击修改页面的时候，如果改后用户名与数据库里面重复了，页面会提示该用户名已经存在了，否则通过Id来查询用户，并将用户的信息修改为表单提交的数据。

1. 实验室信息模块的实现

管理员通过输入实验室名称，位置，面积，图片，负责人等信息添加实验室。可以进行查询，重置，删除，新增等操作。如下图所示。

图5-3实验室信息管理界面

图5-4实验室信息添加界面

1. 实验室预约模块的实现

用户通过输入实验室名称，位置，面积，预约时间，结束时间，预约用户等信息提交实验室预约申请，管理员对实验室预约申请进行管理，维护，审核等操作。如下图所示。

图5-5实验室预约界面

图5-6实验室预约审核界面

1. 设备信息模块的实现

管理员通过输入设备名称，编号，型号，制造厂商，使用说明等信息添加实验室信息。可以进行查询，重置，删除，新增，审核设备借用等操作。如下图所示。

图5-7新增设备信息界面

图5-8设备借用审核界面

用户可以查看可借用的设备信息。可以进行查询，重置，借用等操作。如下图所示。

图5-9设备信息列表界面

图5-10设备借用申请界面

1. 设备报修模块的实现

用户通过输入设备信息，用户信息，报修位置，维修状态，报修原因鞥内容提交报修申请，管理员在设备报修管理页面维修理信息，修理状态等信息。用户在后台的报修信息中可以查看处理结果。如下图所示。

图5-11报修申请界面

图5-12报修列表界面

图5-13报修处理界面

系统测试
1. 测试目的

对任何系统而言，测试都是必不可少的环节，测试可以发现系统存在的很多问题，所有的软件上线之前，都应该进行充足的测试之后才能保证上线后不会Bug频发，或者是功能不满足需求等问题的发生。下面分别从单元测试，功能测试和用例测试来对系统进行测试以保证系统的稳定性和可靠性。

1. 功能测试

下表是系统登录功能测试用例，检测了用户名和密码的不同的输入情况，观察系统的响应情况。得出该功能达到了设计目标。

表6-1 系统登录功能测试用例

功能描述	用于系统登录
测试目的	检测登录时的合法性检查
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
输入的用户名和密码带有非法字符	提示用户名或者密码错误	与预期结果一致
输入的用户名或者密码为空	提示用户名或者密码错误	与预期结果一致
输入的用户名和密码不存在	提示用户名或者密码错误	与预期结果一致
输入正确的用户名和密码	登录成功	与预期结果一致

下表是注册功能测试用例，检测了各种数据的输入情况，观察系统的响应情况。得出该功能达到了设计目标。

表6-2 注册功能测试用例

功能描述	用于用户注册
测试目的	检测用户注册时的合法性检查
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
输入的手机号不合法	提示请输入正确的手机号码	与预期结果一致
输入的字段为空	提示必填项不能为空	与预期结果一致
输入的密码少于6位	提示密码必须为6-12位	与预期结果一致
输入的密码大于12位	提示密码必须为6-12位	与预期结果一致

下表是实验室信息管理功能的测试用例，检测了实验室信息管理中对实验室信息的增加，删除，修改，查询操作是否成功运行。观察系统的响应情况，得出该功能也达到了设计目标，系统运行正确。

前置条件；用户登录系统。

表6-3 实验室信息管理的测试用例

功能描述	用于实验室信息管理
测试目的	检测实验室信息管理时的各种操作的运行情况
测试数据以及操作	预期结果	实际结果
点击添加实验室信息，必填项合法输入，点击保存	提示添加成功	与预期结果一致
点击添加实验室信息，必填项输入不合法，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击修改实验室信息，必填项修改为空，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击修改实验室信息，必填项输入不合法，点击保存	提示必填项不能为空	与预期结果一致
点击删除实验室信息，选择实验室信息删除	提示删除成功	与预期结果一致
点击搜索实验室信息，输入存在的实验室信息名	查找出实验室信息	与预期结果一致
点击搜索实验室信息，输入不存在的实验室信息名	不显示实验室信息	与预期结果一致

1. 性能测试

使用阿里云PTS（Performance Testing Service）性能测试服务对线上系统进行压力测试。线上服务器环境为：1核心CPU，1G内存，1Mbps公网带宽，Centos7.0操作系统。

压测过程中使用了2台并发机器，每台机器20个用户并发，对系统主页，登录，数据查询和数据维护等模块进行并发访问，测试结果是有40个用户并发时，数据管理相关页面的响应时间甚至达到了7s，通过查看服务器出网流量发现已经达到1381kb/s，可以看出服务器的带宽已经达到峰值，如果系统使用5Mbps的带宽，系统的响应时间和TPS将会大大增加。在整个测试的过程中，CPU的使用率占用仅8%，也提现出带宽瓶颈对系统的影响非常严重。

总结与展望

实验室管理系统的开发是以Python编程语言作为基础，在PythonStrom平台上完成编码工作，系统整体为B/S架构，数据库系统使用Mysql。文中详细分析了实验室管理系统的研究背景、研究目的和意义、开发工具和相关技术以及系统需求、系统详细设计和系统测试等等一系列内容。系统实现了实验室管理系统所需的一些基本功能，并通过测试对这些实现的功能进行了完善，进而提高了系统整体的实用性。整个系统的开发过程中大量使用了Python相关的知识以及前端开发使用的html和javascript等，同时涉及到了很多开源框架和组件，例如后台系统中运用的MVVM架构、Freemarker模板引擎等，前端运用的UI框架等。

系统投入运行时，各功能均运行正常。系统的每个界面的操作符合常规逻辑，对使用者来说操作简单，界面友好。整个系统的各个功能设计合理，体现了人性化。

但是由于自己在系统开发过程中对一些用到的相关知识和技术掌握不够牢固，再加上自身开发经验欠缺，因此系统在有些方面的功能还不够完善，考虑的不够全面，因此整个系统还有待日后逐步完善。

参考文献

[1]陈志聪,洪小坚.基于云技术的实验室管理系统的设计与实现[J].数字技术与应用,2022,40(12):174-176.DOI:10.19695/j.cnki.cn12-1369.2022.12.52.

[2]徐春成.高职院校实验室管理系统的设计与实现[J].电脑编程技巧与维护,2022(12):75-77.DOI:10.16184/j.cnki.comprg.2022.12.041.

[3]黄孝新,蔡运记,刘念.高校实验室管理系统的功能分析与设计[J].电脑知识与技术,2022,18(34):42-44.DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2022.2230.

[4]苏泽荫,陈源毅,王华敏.基于物联网平台的高校实验室管理系统[J].物联网技术,2022,12(11):66-68+73.DOI:10.16667/j.issn.2095-1302.2022.11.021.

[5]蒋胜圣,王瑞华,杨彬,杨瑶,郎钊锐,齐雨田.基于RFID和物联网技术的高校实验室管理系统[J].信息技术与信息化,2022(08):189-192.

[6]陈婕卿,张锋,朱卫国,杨文航,杨欣壮,王辰超,周力,朱朝辉.智慧实验室管理系统设计与实现[J].医学信息学杂志,2022,43(08):71-75.

[7]赵亮,刘建国,陈志奎.基于JavaWeb的实验室管理系统设计与实现[J].实验室研究与探索,2022,41(08):283-287.DOI:10.19927/j.cnki.syyt.2022.08.056.

[8]葛苓童,陈超.基于Python的在线实验室管理系统的设计[J].电脑知识与技术,2022,18(20):50-51.DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2022.1387.

[9]王军.基于Django的高校后勤库存管理系统设计实现[J].计算机时代,2022(07):59-61+65.DOI:10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2022.07.015.

[10]于洋.计算机实验室管理系统设计应用研究[J].电子测试,2022,36(12):62-65.DOI:10.16520/j.cnki.1000-8519.2022.12.033.

[11]Li Hui chao,Shen Shun fa. Construction of College Students’ Physical Health Data Sharing System Based on Django Framework[J]. Journal of Sensors,2021,2021.

[12]潘承佳. 基于Django的实验室管理平台的设计与实现[D].阜阳师范大学,2021.DOI:10.27846/d.cnki.gfysf.2021.000101.

[13]余斌.基于Django的用户信息管理系统[J].电脑知识与技术,2021,17(05):89-90.DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2021.0536.

[14]徐智伟.基于Django的设备维护管理系统开发实践[J].信息系统工程,2021(01):50-51.

[15]Wu Hejing,Cui Ran. Research on Data Collection and Analysis of Second Hand House in China Based on Python[J]. International Journal of Advanced Network, Monitoring and Controls,2021,6(2).

[16]Vamsi K. Manikanta,Lokesh P.,Reddy K. Neha,Swetha P.. Visualization of Real World Enterprise Data using Python Django Framework[J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering,2021,1042(1).

[17]欧瀚祺,杨莎,肖艳飞,彭佳红.基于Django的物品租赁管理系统的设计[J].电脑知识与技术,2020,16(35):59-61.DOI:10.14004/j.cnki.ckt.2020.3782.

[18]Jin Z,Wang J,Zhang S. Design and Implementation of WA Face Recognition System based on Small WeChat Program[C]//电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE））,民族教育信息化教育部重点实验室（Key Laboratory of Educational Information for Nationalities（YNNU）,Ministry of Education,China）,哈尔滨理工大学（Harbin University of Science and Technology）.Abstracts of 2019 IEEE International Conference on Computer Science and Educational Informatization(IEEE CSEI 2019).Abstracts of 2019 IEEE International Conference on Computer Science and Educational Informatization(IEEE CSEI 2019),2019:51.DOI:10.26914/c.cnkihy.2019.037047.

[19]Xu Wang,Hong Sun,Yaowei Long,Lihua Zheng,Haojie Liu,Minzan Li. Development of Visualization System for Agricultural UAV Crop Growth Information Collection[J]. IFAC PapersOnLine,2018,51(17).

[20]韩松. 基于Python语言的实验室管理系统的设计与实现[D].北京工业大学,2018.

致谢

本次设计历时3个月。在这个毕业设计中，它离不开指导教师的指导，使事情基本顺利。指导老师无论是在毕业设计历经中，还是在论文做完中都给了了我特别大的助益。另1个方面，教师认真负责的工作姿态，谨慎的教学精神厚重的理论水准都使我获益匪浅。他勤恳谨慎的教学育人学习姿态也给我留下了特别特别深的感觉。我从老师那里学到了很多东西。在理论和实践中，我的技能得到了特别大的提高。在此，特向教师表示由衷的感激。

经过对该毕业设计的全部研究和开发，我的系统研发经历了从需求分析到实现详细功能，再到最终测试和维护的特殊进展。让我对系统研发有了更深层次的认识。如今我的动手本领单独处理疑惑的本领也获取到了特别大的演练学习增多，这是这次毕业设计最好的收获。

最后，在整个系统开发过程中，我周围的同学和朋友给了我很多意见，所以我很快就确认了系统的商业思想。在此，我由衷地向他们表示感激。

免费领源码，麻烦一链三连，私信博主。谢谢。

标签：10,varchar,实验室,系统,用户,Django,源码,64,毕业设计
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