摘要
随着科学技术的不断提高，人们利用计算机和网络技术进行管理和处理事务 的领域也越来越多。实验室是提高学生实践能力和协助教师完成科研的重要场所。 实验室管理更是学院管理工作的重要组成部分。如何管理和充分利用实验室，是 提升学院管理水平和提高实验教学水平的首要任务。
近年来，随着计算机和网络技术的不断进步，传统的实验室管理模式，给师 生教学科研的使用和实验室管理人员对实验室的管理都带来诸多问题。如何在网 络环境下建立一个方便、实用和高效的实验室管理平台，有效地发挥现有设备功 效和保证教学科研顺利进行，成为当前需要考虑的问题。
本文以浙江警官职业学院实验中心为背景， 采用面向对象的分析和设计方法， 采用模块化设计思想， 实用 UML 对系统进行用例和对象建模， 系统采用 B/S 结构， 程序开发采用 ASP.NET 技术，实用 SQL Server 2005 作为后台数据库。
根据浙江警官职业学院实验中心老师和任课教师及学生在实际工作、学习中 的各种需求，同时也调查了各部门领导对实验室管理的需求，利用计算机和网络 进行标准化、规范化管理，设计并实现了实验室管理平台，提高了实验室管理的 工作效率。系统通过用户部门的试运行， 达到预期效果，受到使用部门的广泛欢 迎，具有一定的示范作用。
关键词： 实验室管理系统，B/S 结构， .NET 技术，Web 技术
ABSTRACT
As science and technology continues to improve, more and more people use the field of computer and network technology, management and processing services. Laboratory experimental teaching master field is to improve students' practical abilities and the forefront of scientific quality. Laboratory management is an important part of the work of the School of Management. How to manage and make full use of the laboratory, the primary task is to enhance the the college management level and improve experimental teaching.
In recent years, with the continuous progress of computer and network technology, the traditional manual management mode, use to teachers and students, and laboratory management brought many problems, the management of the laboratory is gradually moving towards standardization, networking and intelligent. Establish a convenient, practical and efficient laboratory management platform, to play the efficacy of existing equipment and guarantee the smooth progress of teaching and research, and the need to consider how the network environment.
Experimental Center of Zhejiang Police Vocational College as the background, using object-oriented analysis and design methods, modular design concept, practical UML use cases and object modeling system, the system uses B/S structure, program development using ASP.NET technology, practical and SQL Server 2005 as the back-end database.
According to the laboratory administrator, experimental teachers, students and departments led by a variety of situations encountered in the actual work and learning, the use of computer and network standardization, standardized management, design and laboratory management platform, improve laboratory management efficiency.The trial run of the system by the user departments to achieve the desired effect, was widely welcomed by the user departments, with some exemplary role.
Keywords: Laboratory management system,B/S structure,.NET,Web Technology
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 实验室管理信息系统的发展概况
1.2.2 国外实验室管理系统的研究现状
1.2.3 国内实验室管理系统的研究现状
1.3 论文的研究内容
1.4 本文结构
第二章 相关技术
2.1 面向对象的软件开发方法
2.2 统一建模语言 UML
2.3 .NET 开发平台
2.4 ASP.NET 简介
2.5 ADO.NET 简介
2.6 数据库实现技术
2.7 本章小结
第三章 需求分析
3.1 业务需求分析
3.1.1 业务描述
3.1.2 用例视图
3.2 功能需求分析
3.3 非功能需求分析
3.3.1 系统性能需求分析
3.3.2 服务器配置需求分析
3.4 数据流图
3.5 本章小结
第四章 系统设计
4.1 系统的设计原则
4.2 系统的架构设计
4.3 系统的功能模块设计
4.3.1 用户管理模块
4.3.2 系统管理模块
4.3.3 基本信息管理模块
4.3.4 实验室管理
4.3.5 设备管理
4.3.6 公共信息管理
4.3.7 教师管理
4.3.8 学生管理
4.3.9 报告管理
4.4 对象模型的设计
4.4.1 类的设计原则
4.4.2 类的设计
4.5 系统数据库设计
4.5.1 数据库设计原则
4.5.2 数据库设计
4.6 本章小结
第五章 系统实现
5.0 开发工具及环境配置
5.1 系统部署模型
5.2 界面实现
5.2.1 母版页
5.2.2 用户控件
5.3 系统功能模块实现
5.3.1 登录模块及主界面的实现
5.3.2 用户管理模块的实现
5.3.3 权限分配模块的实现
5.3.4 系统管理模块的实现
5.3.5 基本信息管理模块的实现
5.3.6 故障申报模块的实现
5.3.7 课程安排模块的实现
5.3.8 设备领用管理实现
5.3.9 设备维修模块实现
5.4 本章小结
第六章 系统测试
6.1 测试环境
6.2 测试的两种方法和结果
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
高职院校是以培育技术应用性人才为主要目标的一种教育。作为承担培养学 生动手能力的高校实验室也就成为了实验教学的主战场，实验(实训)等实践性教 学环节要占整个教学任务的一半以上。随着国内高校招生规模的不断扩大，给学 校公共资源带来了不小的压力，实验室作为高职院校校内实训，培养学生实践能 力和重要素质的重要场所也面临着巨大的压力，实验室建设的数量和规模也急剧 上升。
目前国内高校大多建立了自己的实验室，传统的实验室人工管理模式，已经 远不能满足实验教学增长的需要，给师生的使用和实验室的管理带来诸多问题， 同时实验室往往是学校资金投入和固定资产集中的地方，给实验室的设备和资产 管理也带来诸多不便。如何使用先进的管理方法和手段，使实验室高效的发挥作 用，保障实践教学科研工作的正常开展和实验室资产管理的顺利进行。随着计算 机和网络技术的不断发展，越来越多的高职院校已经意识到这个问题潜在的严重 性， 也尝试使用计算机和网络来进行管理也试图利用计算机和网络改变这一现状， 但往往处在较低级水平，很多数据还是要靠手工记录和统计，只是把计算机当成 计算器在使用，进行数据的汇总和统计，没有涉及实验室过程管理。
目前传统人工管理存在的问题主要有以下几点：
1.在实验室使用和管理过程中有很多信息需要登记，例如：实验室使用情况 登记表、实验室维修记录等。使用手工记录的方式往往会出现记录填写不完整、 格式错误、填写内容前后不一致等问题， 在数据处理方面也非常不便， 每到期中、 期末需要进行数据统计时都是一件非常困难的事情，数据的查询也十分不便。
2.实验室中有设备故障不能使用需要维修时， 传统人工管理方式只能采用实 验室管理员口头通知或用书面形式送达或贴在故障设备上， 这样做不仅费时费力， 而且无法及时将信息反馈给师生，会给教学工作带来诸多不便。
课题针对浙江警官职业学院实验中心的实验教学和管理的需要，致力于提高 实验室管理水平，提高实验室的利用率、 减轻实验室管理人员的工作强度，方便 与师生交流沟通，更好为实验(实训)教学服务。
浙江警官职业学院除了上述提到的传统人工管理存在的问题外，还存在实验 课表的安排工作。为了更好安排实验(实训)教学的实验室使用，从去年开始，教 务处将此项任务转交给实验中心完成。课表安排是一项繁琐却又责任重大的工作， 它关系到师生整个学期的实验(实训)教学，也影响到这个学院的课表安排。如用 手工完成实验课表的安排，不仅费时费力，而且还很容易出现错排、漏排以及撞 车的情况。由于每个实验室的情况不同， 所以目前教务处使用的排课系统也不能 很好的胜任这项工作。与此同时，实验报告也是教师非常头痛的问题，每次实验 完成后， 学生需要书写书面的实验报告， 等全部收齐后， 任课教师还要进行批改， 登记成绩等工作， 还需要将每个学生的成绩录入到学院的教务系统中， 重复劳动， 影响教师的工作积极性和工作效率。
经过征求师生的意见和各级领导的讨论，觉得现有的实验室人工管理模式已 经不能适应学院的发展， 实验教学和管理中的矛盾日益突出， 严重阻碍了实验(实 训)教学的改革进程， 需要提升实验室的管理水平， 提高实验室的利用率， 保障稳 定、有序、高效的运作。因此，需要建立一个操作简单、功能完善、安全可靠的 实验室管理平台。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 实验室管理信息系统的发展概况
实验室管理信息系统(LIMS)采用科学的管理思想和先进的数据库技术对实验 室的各种信息进行全面管理的计算机信息管理软件，其目的是可以为以实验室为 核心的整体环境的高效和科学运作以及实验室各类信息的保存和处理提供平台。
从 60 年代末期开始， LIMS 经历了从研究、发展、商品化三个阶段，正在朝 着智能化、集成化和网络化等方向的趋势发展。
第一代 LIMS 出现在 20 世纪 60 年代末期， 由软件开发商或各实验室根据自己 的功能需要自行开发的。这类 LIMS 的缺点是由于在设计开发时很难考虑所有的需 求， 而定制的 LIMS 无法满足需求的变化， 也很难得到软件的技术支持， 因此往往
出现使用一段时间后就得重新编制 LIMS，到 80 年代中期逐渐被淘汰。
第二代 LIMS 出现在 20 世纪 80 年代初期，是基于终端/服务器(T/S)或 C/S 结 构的商品化软件。开发商在详细的市场调查后，根据不同用户的需要，在系统开 发中尽可能考虑不同用户对 LIMS 的功能需求。第二段 LIMS 具有软件维护和升级有保障，使用时间较长的特点，但仍然存在用户特定的需要，修改或编写程序。 第三代 LIMS 出现在 20 世纪 90 年代，是基于 C/S 结构的商品化软件， LIMS
安装完成后， 不需要再为用户编写任何程序， 但第三代 LIMS 只局限于局域网内使 用，难以在 Internet 上部署和运行，同时系统的维护和开发成本较高。
第四代 LIMS 出现在 21 世纪初，采用 B/S 结构，不局限于部署在局域网，在 广域网和 Internet 上也十分容易部署，并且具有远程维护和数据共享的特点。
1.2.2 国外实验室管理系统的研究现状
在国外发达国家， LIMS 的发展已经超过 30 年历史，并已经得到普遍采用， 发达国家已经为 LIMS 制定了初步的工业标准， 有数百家专业化公司向人们提供成 熟的商品化产品和技术咨询服务。美国对 LIMS 的研究发展很快， 已经为 LIMS 建 立了概念模型。发达国家已将其应用到石油、化工、医疗、食品等多个领域。战 略方向国际公司连续七年对北美和欧洲的数千家用户进行调查， 20 世纪 90 年代， LIMS 的市场产值已达到 1.3 亿元，其中光欧洲就占据一半以上的市场产值，达到 8 千万元，而且每年还以 13％的幅度增加。著名的百事可乐、通用电气、美孚石 油等全球 5000 强企业都采用了 LIMS，并取得了可观的收益。 LIMS 已成为欧美国 家经济增长的亮点。
1.2.3 国内实验室管理系统的研究现状
国内 LIMS 的发展比国外发达国家要晚很多年， 直到 20 世纪 90 年代才开始为 人们所知道。率先在国内应用 LIMS 的是石油化工行业， 但总体而言还远远没有达 到普及的程度。除了 LIMS 引入中国的时间比较晚外， 还和当时的体制、观念和计 算机软硬件条件等有着密切的关系。大多数 LIMS 产品未达到管理层次， 也不可能 为实验室管理者提供决策服务，仅停留在数据存储和工作任务安排上。
目前， 大部分实验室都建设了自己的局域网系统。国内开发的 LIMS 商业软件 也日趋成熟， 出现了不少拥有自主知识产权的 LIMS，并在石油化工、医疗和高校 等领域得到了广泛应用。但总体上， 国内开发的 LIMS 与国外的 LIMS 相比还有一 定的差距，仍处在萌芽时期。
1.3 论文的研究内容
课题研究根据学院实验中心的实验教学和管理的需要，设计并实现了适合学 院实验室管理的实验室管理平台，致力于提高实验室管理水平，提高实验室的利 用率、减轻实验室管理人员的工作强度， 方便与师生交流沟通， 更好为实验(实训) 教学服务。本文主要研究工作如下：
1.研究了系统开发过程中需要用到的相关技术，包括面向对象的软件开发方 法、UML 建模、 .NET 平台、 ASP.NET、ADO.NET 和数据库系统 SQL Server 2005.
2. 采用面向对象的软件开发方法，利用 UML 建模对系统进行分析和设计。
3. 利用 ASP.NET 和 SQL Server2005 实现基于 WEB 各功能模块。
4. 采用用户身份验证，保证系统运行的安全性。
5. 采用权限管理机制，不同的权限对应不同的操作界面。
通过以上研究，采用以下方式来进行系统设计： 1.系统采用模块化设计，便于技术升级、修改和扩充功能模块。 2.系统的基础数据录入可以采用 Excel 导入的方式，减轻了数据录入的压力。
3.系统多采用下拉菜单选择方式，减轻了用户使用系统的工作负担，同时也 保证了数据录入的一致性。
4.系统可以按照用户需要的查询、统计要求， 组合进行模糊查询和精确查询， 最终生成符合用户要求的各类报表。
5.系统集成电子点名功能，方便教师统计到课率，节省了课堂教学时间，同 时也为实验室统计使用率提供了有效数据。
6.用户权限分配细致，管理员可以给每个用户设置不同的权限。
7.实现数据共享，系统中导出的报表可以直接导入学院的教学系统，避免教 师和实验室管理人员重复工作。
8.系统界面简洁、操作简单、实用性强。
1.4 本文结构
本文共分七章，各章介绍的主要内容如下：
第一章绪论，主要介绍实验室管理平台课题开发的来源，介绍了实验室管理 平台的研究背景及意义，分析了国内外关于实验室管理系统的发展研究，根据学 院实验中心的实际情况出发，提出了论文的研究内容和创新点。
第二章相关技术，描述了开发过程中所用相关技术： 面向对象的软件开发方 法、UML 建模、 .NET 平台、 ASP.NET、ADO.NET 和数据库系统 SQL Server 2005。
第三章需求分析，需求分析是系统设计开发前非常重要的一个环节，本章从 业务、功能和非功能等方面进行需求分析。
第四章系统设计，对实验室管理系统进行了系统体系结构设计、对象模型设 计和数据库设计。
第五章系统实现，介绍了系统的界面实现和各功能模块的实现，并采用安全 策略保证系统的安全性。
第六章系统测试和应用，分析了系统的性能测试和功能测试方法，针对测试 中出现的问题对系统进行改进和完善，并阐述了系统应用情况。
第七章总结与展望，概括系统总体的功能需求及希望实现的预期效果，阐述
了系统所有采用的关键技术及系统实现的主要功能、与同类产品相比的特点，以 及开发过程中的不足之处，并对今后的研究进行展望。
