高校实训室预约系统的设计与实现.pdf

文章编号：10 0 9-48 7 3(2 0 2 3)0 4-0 0 2 4-0 5No.4Vol.35Journal of ShijiazhuangUniversitypliedTechnology第3 5卷第4期Aug.20232023年8 月石家庄职业技术学院学报高校实训室预约系统的设计与实现周科艳，周志坚（无锡商业职业技术学院经济管理学院，江苏无锡214000)摘要：设计的实训室预约系统采用Docker技术部署，MySql数据库存储持久化数据，Redis缓存数据库跟踪用户状态，通讯采用JSON数据格式.后端使用SpringtBoot框架验证用户信息，前端使用微信小程序提供用户操作界面.用户通过微信小程序上传系统所需要的数据并发送到后端，后端获取数据并根据业务规则自动完成实训室预约。关键词：高校；实训室；预约；微信小程序中图分类号：TP311.5文献标志码：A目前，高校实训室管理主要依靠管理员手工安排实训室工位.随着校企合作、举办技能竞赛等需求的出现，实训室不仅需要对本校学生开放，也需要对校外人员开放11.如果实训室管理人员手工审核校外人员信息，会出现一些问题，如用户身份核验信息录人时可能会出现数据错误；用户无法及时反馈使用过程中的问题和建议；管理员只能调用自已所管辖的实训室资源，无法利用其他的实训室资源等.为此，本文以校园网为依托，采用前后端分离开发技术，设计了一套实训室预约系统，以期实现实训室资源的优化配置，提高实训室的利用率，1实训室预约系统设计1.1系统结构系统的结构分为前端和后端两部分.前端使用微信小程序实现，运行在微信平台上，为用户提供预约、身份验证等操作界面；后端主要采用SpringBoot框架处理用户请求并响应结果2.系统结构示意图见图1.后端服务发送请求处理请求请求数据前端缓存、数据微信小程序服务等返回响应封装响应结果返回数据图1系统结构示意图后端除了使用SpringBoot框架构建业务系统外，还涉及到Docker容器、MySql数据库、Redis缓存服务和FastJson等技术.SpringBoot框架用于快速构建业务后端服务系统.MySql数据库是一种关系型数据库管理系统，在本文设计的系统中用来存储系统所需要的各项数据.Redis是一个开源的内存数据结构存储系统，在本文设计的系统中使用它的缓存功能来验证token信息，以提高系统的性能.前后端数据之间的通信采用JSON格式，本系统使用FastJson对JSON格式的数据进行解析和打包。当系统后端服务开发完毕后，将服务打包为jar文件，单独部署到Docker容器中.系统运行所需要的收稿日期：2 0 2 2-11-15作者简介：周科艳（198 0-），女，无锡商业职业技术学院实验师，研究方向：实验室管理；周志坚（197 7-），男，无锡商业职业技术学院讲师，研究方向：Web开发、物联网.周科艳等：高校实训室预约系统的设计与实现第4期25数据库服务和缓存服务也可以通过Docker部署，以提高系统的性能和易用性。1.2数据库设计在整个系统中，涉及到的数据表有6 个.第一个是实训室信息表，见表1，主要记录实训室的名称、地址、工位数目和其他相关信息.实训室的名称和地址可展示在预约用户的操作界面上，实训室的工位数目表示该实训室可提供的工位。表1实训室信息表字段名称数据类型描述id整型主键name文本实训室名称address文本实训室地址amount整型实训室工位description文本实训室描述第二个是用户信息表，见表2，主要记录用户姓名、用户类型等相关信息.校内的学生和教工信息可以从学校的相关系统中导出，校外人员信息可以在预约过程中实时生成.username字段取值约定为：教工为工号，学生为学号，校外人员留空.major_id为教工和学生所属专业的编号；对于校外人员，该编号设置为空.由于采用微信小程序验证用户信息，故还需要记录用户在小程序中的标识，即openid信息.为保证系统安全性，openid需要加密后保存.表2用户信息表字段名称数据类型描述id整型主键openid文本加密后的微信小程序用户标识username文本用户标识realname文本真实姓名phone文本手机号usertype整型系统管理员、教师、学生、校外人员标志major_id整型专业编号第三个是专业信息表，见表3，主要记录各实训室涉及到的专业表3专业信息表字段名称数据类型描述id整型主键name文本专业名称由于实训室信息和专业信息是多对多的关系，因此需要第四个数据表来维护这种关系，见表4.表4专业一实训室对应信息表字段名称数据类型描述id整型主键lab_id整型实训室编号major_id整型专业编号这些数据的维护由系统管理员完成，需要在使用系统前进行初始化。第五个是预约记录表，见表5，主要记录用户标识、实训室标识、预约日期、预约时段、预约二维码等.本系统支持当前用户为其他用户预约实训室，user_id字段记录实际使用实训室的用户编号，prac_user_id字段记录小程序用户编号，若只为自已预约，两个字段的值保持一致.status字段用于标志校外用户的预约状态，status为1表示预约待审核，当系统管理员审核完成后，status置位O，同时生成二维码.实训室一旦预约成功，用户可以在微信小程序中查看自已预约成功的二维码，该二维码用于扫码人校和进人实训室。表5实训室预约记录表字段名称数据类型描述id整型主键user_id整型用户IDlab_id整型实训室IDdate日期预约日期qrcode文本预约二维码存放路径period文本型预约时段prac_user_id整型预约用户IDstatus整形预约状态第六个是反馈记录表，用于记录用户对实训室的反馈情况，见表6，如用户标识、实训室标识、反馈日期、反馈内容等表6实训室反馈记录表字段名称数据类型描述id整型主键user_id整型用户IDlab_id整型实训室IDdate日期反馈日期content文本反馈内容isprocess整型反馈是否处理第3 5卷石家庄职业技术学院学报261.3功能设计本系统主要实现如下功能：实训室使用者可以使用微信小程序进行实训室预约、查看预约结果和反馈实训室存在的问题；实训室管理员可以通过后端实时了解实训室的工位安排情况，并通过身份验证机制合理分配实训室工位。实现上述功能需要两个模块一是用户身份核验模块，流程见图2.对于校内人员，由于系统管理员在后台已将数据导人到用户信息表中，直接使用微信注册的手机号授权登录即可；若手机授权无法登录，说明手机号不在用户信息表中，表示该用户为第一次使用本系统的校外人员，界面将转人个人信息维护界面.二是预约模块，预约流程见图3.用户在预约界面提交实训室信息和预约信息后，即可完成预约.核验用户微信手机号授权，手机号是否在用户信息表中否是进人用户信息维护界面，将基本信息保存到用户信息表中进人预约界面图2身份核验流程预约界面选择实训室，提交预约信息预约成功？是返回预约二维码图3预约流程在预约模块中，最核心的内容是预约逻辑的实现.使用本系统，既可以本人预约，也可以替用户信息表中的其他用户预约，还可以进行批量用户预约，这样就可以大大方便管理人员操作。为保证系统的安全性，不同类型用户的预约权限不同.当前用户为系统管理员时，具备为教工、学生、校外人员批量预约权限，此时校外人员的预约信息无需审核；当前用户为教工时，具备为自已或学生批量预约权限；当前用户为学生时，只能为自已预约；当前用户为外来人员时，只能为自已预约，且预约是否成功需要通过管理员审核，审核结果会采用websocket技术自动推送到用户的小程序端.2系统实现系统的实现分前端和后端两部分.前端主要是小程序端，提供用户操作界面；后端对用户提交的信息进行处理，返回处理结果.本文以管理员批量预约流程为例阐述前端和后端的实现过程。2.1前端实现前端使用微信小程序完成界面的绘制和数据的染，并将相关的请求发送给后端处理 3.用户身份核验界面截图见图4.coaWecnate10:00100%实验室须约Owxid_7psj4rczm80021的接口测试号申请获取你的称、头像大排许午图4身份核验界面截图第一次使用时需要进行微信手机号授权登录，小程序会读取用户申请微信账号时所用的手机号，核验用户身份，核验无误后会返回token，同时会自周科艳等：高校实训室预约系统的设计与实现第4期27动将token和非敏感用户信息缓存到服务器和微信小程序中.Token是用于和后端网络通讯的令牌，每次小程序对后端的网络请求都会携带token用于验证使用者的身份.由于本系统将部分信息缓存到小程序中，在缓存未失效前，用户可以直接进入预约界面.实训室预约界面截图见图5，主要分3部分.最上方为实训室选择区域，数据来自后端服务的煊染.用户切换不同的实训室，会根据系统时间同步刷新实训室的位置和当前时段剩余的工位数，选择不同的日期和时段也会同步刷新实训室的信息.中间部分为预约用户数据的录人、展示区域和预约按钮.系统在此处做了优化，可以输人学号、工号或者手机号中的任何一个信息，点击添加按钮后，会提交给后端服务逻辑进行甄别，以判断用户是否存在、用户是否重复预约等.若信息无误，用户信息会添加到预约名单中；若有问题，会以弹窗方式提示用户存在的问题.当用户点击预约按钮后，系统会将实训室编号、预约日期、预约时段、预约的用户信息和token信息等所有数据提交给后eeeeWeChat10:39100%实训室预约当前实训室选择：云计算实训室当前实训室所在位置：实训楼C304当前实训室剩余工位：32日期选择：2 0 2 3-0 6-2 8 时段：下午请输入预约者的用户名：工号、学号或手机号添加预约名单：2000010254,学生，张三移除1391234567.教工，王小二移除17751526666.校外人员，胡不归移除预约预约结果：2000010254,学生张三，预约成功1391234567教工，王小二，预约失败失败原因：时段冲突17751526666,校外人员，胡不归，预约成功8首页我的图5预约界面截图端，后端会将预约结果返回并谊染到界面的底部区域.2.2后端实现后端使用SpringBoot响应前端的请求，以JSON格式返回处理结果.为了便于功能划分，后端设计的项目包结构见表7.表7项目包结构包名描述controller控制层，接收小程序的用户数据请求，返回处理结果service服务层，由控制层调用，完成具体的业务逻辑repository数据库层，封装数据表的相关操作util功能模块，由服务层按需求调用Vo视图对象，封装处理结果展示给用户exception封装异常结果enums封装业务状态码和提示信息当用户在小程序端提交预约数据时，会请求控制层对应的check方法，此方法仅用于接收用户请求数据和返回给小程序端的响应数据.为便于小程序处理响应的数据，返回数据格式封装为JSON格式.具体的预约逻辑由服务层中handlerData完成.特别要注意的是，为防止不良用户的恶意接口调用，所有对后端服务的请求均需要接口鉴权 .在本系统中，使用token完成鉴权.Token由后端服务分发给小程序端并保存在redis缓存服务中.小程序端每次请求业务接口时，都需要在请求头部带上token.后端服务接收到接口请求时，会验证token的合法性，如果不合法，会提示给客户端；如果合法，则进人业务处理流程.HandlerData逻辑如下：（1)首先判断请求头中传人的token是否有效.Token信息存放在缓存服务器中，根据token信息换取当前用户的编号.（2）根据用户编号从用户信息表中查找用户的基本信息，关键是要获得用户的类型信息，用于检查是否拥有提交批量数据的权限.（3）将小程序端提交的实训室信息、时段信息和用户列表信息，按业务规范逐条写入到预约表并生成对应的二维码保存到磁盘中.每次写人数据前，都需要判断预约是否冲突或者重复预约.这是因为预约是并发的操作，预约名单上的人员和实训室信息在真正写人数据时，数据库中的信息可能已经发生了改变.这时需要开启数据表的表共享锁机制，以免造成脏数据的写人 5.（4)将预约结果信息返回给控制层check方法，在check方法中将预约结果封装，返回欣责任编辑：金第3 5卷石家庄职业技术学院学报28给小程序进行数据染。3系统存在的问题及建议3.1问题（1)当为相同的用户预约同一时段时，不可避免地会产生预约冲突.若简单地在业务逻辑中进行处理的话，不但系统性能会降低，也容易引发数据库的死锁.（2）预约信息过于依赖于用户的输入，校外人员还需要在计算机上人工审核，未能有效地利用先进的计算机技术。(3)Token鉴权实现虽然简单，但如果接口请求量非常大，Token可能会突然失效，会有大量的接口请求失败，（4）目前，系统只能进行三个时段的预约：上午、参考文献：1蔡蔡迎兵.高校实验室开放预约管理系统的研究与实现 J.陕西学前师范学院学报，2 0 14，30（3）：38-41.2周建辉.基于uni-app的场馆预约微信小程序的设计与开发 J.江苏工程职业技术学院学报，2 0 2 2，2 2（4）：7-11.3江晓庆，杨磊.高校在线课堂微学习空间小程序设计与实下午及晚上，时段间隙过大，预约时间的精细度不够.3.2建议(1)将用户信息和预约时段按一定的规范进行编码，存放到缓存服务中.业务处理时不直接操作数据库，在缓存服务中处理冲突，数据无误后再批量持久化到数据库中。（2)在国家法律框架允许的情况下，引入OCR证件识别、人脸识别、NFC近场通讯等技术，进一步减少人为的操作，提高系统的便捷性。（3）和其他系统对接时，采用接口签名方式验证接口的可用性。（4)设计更合理的数据结构和编码算法，将时段选择改为时间选择，进一步提高系统的实用性.现 J.现代信息科技，2 0 2 1，5（13）：9-13.4李智超，袁胜忠.校园网与互联网交互云平台的研究与实现 J.信息系统工程，2 0 2 0（7）：13-15.5孙友林.基于MQTT协议的物联网云平台设计与实现 J.物联网技术，2 0 2 3，13（6）：7 1-7 3.Designing and implementation of the appointmentsystem in college workshopsZHOU Ke-yan,ZHOU Zhi-jian(School of Economics and Management,Wuxi Vocational Institute of Commerce,Wuxi,Jiangsu 2140o0,China)Abstract:An appointment system is designed with Docker technology,MySql database,Redis cachingdatabase tracking user status,and communication in JSON data format for the workshops in colleges.Theterminal uses the SpringtBoot framework to verify user information,and the front-end uses WeChat miniprograms as an interface.Users upload the data required by the system through a WeChat mini programand send it to the terminal,which obtains the data and automatically completes the process of workshopreservation.Key words:university;workshop;appointment;WeChat mini program