基于Django的实验室设备管理系统设计效果分析

1、基于Django的实验室设备管理系统设计效果分析0 引言 实验室设备管理一直是一项繁琐的工作，包括实验耗品的入库和领用，硬件设备的入库、领用和报废等。由于缺少数据的集中管理，查找设备的相关信息时比较困难。本文实现了Django技术开发的实验室设备管理系统，该系统有助于实验设备管理人员对实验设备进行管理。1 关键技术 Django是一个开源的Web应用框架，由Python语言编写，用来减少开发复杂的数据库驱动站点所要求的工作。Django注重组件的重用性和可插拔性;，以及敏捷开发和DRY法则。Django框架的核心包括：一个面向对象的映射器，用作数据模型（以Python类的形式定义）和关联性数据

2、库间的媒介;一个基于正则表达式的URL分发器;一个视图系统，用于处理请求;一个模板系统【1】。 Django可以运行在许多Web服务器上，例如Apache，或者是任何WSGI兼容的服务器。同时，Django还支持许多数据库引擎，例如PostgreSQL、MySQL、Oracle。2 系统需求分析2.1 功能需求分析 根据实验室设备的日常管理，系统主要功能分为如下几个部分： （1）实验耗品管理。每年实验室都会申购一批实验耗品，例如焊锡、松香、实验用电路板、可充电电池等。该功能负责管理实验耗品的购入、使用、存量、记录和查询等数据信息。 （2）非易耗品设备管理。实验设备主要是一些非易耗品，例如电脑、

3、投影仪等。这些非易耗品不会经常损耗，但是会涉及到设备的采购入库、报废、设备的领用场地等数据【2】。该功能主要实现这些非易耗品的入库、报废、设备目前使用情况等数据信息的管理。 （3）领用申请模块。要使用实验耗品和非易耗品都需要进行领用的申请。领用申请包括领用数量、领用类型、领用人、领用原由等信息【3】。根据这些信息，可以快速、准确地查到实验设备的使用情况。2.2 非功能需求分析 非功能需求通常包括系统的效率、可靠性、可用性、可维护性、适应性和易用性等。系统在高校内部使用，因而用户不会太多，但仍然对并发访问时的系统性能有要求：单用户操作系统时，2s之内出现结果;多个用户同时访问操作系统，要求并发的

4、响应时间不得超过8s;对于恶意入侵，比如网络包攻击、SQL注入攻击等具有防范能力;系统的理想故障频率为1次/年，最坏故障频率为2次/年，最理想故障频率为0.5次/年。 系统的易用性在设计方面的要求是界面友好、符合用户操作习惯、易上手。即：系统界面简单整洁，布局设计合理，符合目前一般用户的使用习惯;尽量减少使用者的输入量，人机对话友好，有操作错误提示，处理错误的数据输入。3 系统设计3.1 系统体系结构设计 Django是一个典型的MVC模型框架，view.py、url.py、model.py分别代表模型、视图和控制，分别处理表现层、控制层和数据层的业务处理。系统体系结构如图1所示。图1 实验室

5、设备管理系统体系结构 使用MVC结构，使得基于实验室设备管理系统满足如下要求： （1）非功能性需求中的易用性。用户使用系统不需要占用客户机太多的资源，在人机交互过程中操作简便。 （2）非功能性需求中的可用性。系统采用B/S、MVC结构，在服务器端设置网络防火墙可以防止一般的网络攻击。在系统方面，MVC分离了页面和数据库，无法通过控制直接修改数据库内的数据，由于使用了Django的模板技术和自带的ORM框架，保证了系统的安全可用。 （3）非功能需求中的可维护性和适应性。系统的分层设计使得系统的升级维护更加简单。系统只是在服务器上运行，客户通过浏览器进行访问，所以系统的升级维护都只需要在客户机上进

6、行，不需要耗费大量成本进行维护升级。3.2 系统功能设计 根据功能需求分析，系统需要完成对耗材、非耗材的领用情况、库存方面的管理。系统功能模块如图2所示。图2 系统功能模块3.3 数据库设计 系统数据库的主要实体表如表1表3所示。表1 耗品清单（nlab_consumption）字段名数据长度是否允许空备注idint（4）否主键consumptionVarchar（50）是耗品名称cnumberInt（4）是耗品数量storageTimesmalldatetime是入库时间表2 设备清单（nlab_device）字段名数据长度是否允许空备注idInt（4）否主键devicenvarchar（5

7、0）是设备名称damountInt（4）是设备数量dtypenvarchar（50）是设备类型dstrorageTimedatetime是入库时间scrapint（4）是是否报废assetNumbernvarchar（20）是资产号表3 领用信息（nlab_useinfo）字段名数据长度是否允许空备注idInt（4）否主键usernameVarchar（20）是领用人名字usertimeSmalldatetime是领用时间purposeVarchar（20）是用途usenumberInt（4）是领用数量returnInt（4）是是否归还4 系统实现4.1 开发环境 系统开发采用Python2.

8、7，Django1.6版本，Web服务器采用Apache，数据库使用MySQL。编写代码的工具采用Eclipse，利用PyDev插件，实现了在Eclipse中开发Django的应用项目。项目文件如图3所示。4.2 部分实现代码 使用Eclipse创建一个Django的工程后，会产生一些.py的文件，包括views.py、urls.py、settings.py、admin.py等，这些文件包括了项目的配置、Django自带后台的管理配置、数据库ORM、视图和控制的配置与开发等。图3 项目文件4.2.1 urls.py urls.py文件负责配置URL的地址映射和管理URL的地址格式。通过正则表达

9、式注册站点信息，核心代码如下： admin.autodiscover（） urlpatterns = patterns（， include（admin.site.urls），）4.2.2 settings.py settings.py是Django工程的配置文件，与工程相关的工程模块和数据库全局配置信息都在settings.py中设置。在该文件中加入项目及配置数据库，相关代码如下： INSTALLED_APPS = （django.contrib.admin，django.contrib.auth，django.contrib.contenttypes，django.contrib.sessi

10、ons，django.contrib.messages，django.contrib.staticfiles，nlab，#这里添加了nlab项目 ） DATABASES = default： ENGINE： django.db.backends.mysql，NAME： djangoNlab，USER：root，PASSWORD： ， 4.2.3 models.py 借助Django内部的对象关系映射机制，可以用Python语言实现对数据库表中实体的操作，实体模型的描述需要在文件models.py中配置。models.py中nlab_consumption表对应的代码如下： class nlab

11、_consumption（models.Model）：id = models.IntegerField （max_length = 4）consumption = models.CharField（max_length = 50）cnumber = models.IntegerField （max_length = 4）storageTime = models.DateField（blank = False，null = True）def _unicode_（self）：return self. consumptionclass Meta：ordering =4.2.4 admin.py admin.py中添加要管理的对象。当配置文件的改动完成后，执行命令，Django会根据模型的定义自动完成ORM的数据库映射工作，屏蔽了底层数据库细节和SQL查询的编写。注册对象代码如下： admin.site.register（nlab_consumption）5 结语 通过实验室设备管理系统，可以高效地查询到耗品和硬件设备的使用情况，能够提高耗品的使用效率，避免重复购买。同时可以掌握硬件设备的使用年限