实验室信息管理系统的设计与实现

实验室信息管理系统的设计与实现摘要：本文介绍基于Web技术开发的实验室信息管理系统（LIMS）。系统在MicrosoftWindowsXP+MicrosoftAccess2003+IIS5.1环境下开发，使用的主要技术为ASP技术和数据库技术，并采用了许多第三方组件，如利用ASPupload进行文件的上传。系统分成管理员子系统和注册用户子系统进行设计。系统主要实现的功能有：①设备预约管理、②设备管理、③易耗品管理、④物品借用管理、⑤物品损耗管理、⑥试验标准下载、⑦信息发布管理、⑧留言板、和⑨单位换算，同时管理员还能实现用户管理、数据库备份等。本设计最大的特色是克服了以往一些设备管理系统缺乏交互性的缺点，用户可以方便的查询设备信息并提交预约申请，管理员根据设备使用情况安排使用时间。所有预约信息会实时显示在网络上。同时，本系统还拥有功能全面、实用性强、界面友好、页面美观等特点。关键词：实验室信息管理系统（LIMS）、设备预约、ASP、ACCESS、Aspupload1.引言管理信息化是现代管理技术发展的趋势，本文介绍的实验室信息管理系统（LIMS）就是一种结合现代网络技术与管理经验，并针对本人所在公司的特点开发的实验室管理网站。由于本人在实验室从事管理工作多年，对实验室的管理流程、方式和内容有深刻的了解，结合自己的实际工作经验和公司的管理特点开发的LIMS更能切合实际工作的需要。系统在开发过程中得到了公司领导的大力支持，在测试中获得良好的反响，一致认为这是改进管理效率、提高设备利用率的最好方式。本文第一部分简要地介绍了系统的应用背景和主要技术。第二部分结合本人的工作经验和公司的管理特点，进行了系统分析，完成了设计目标和总体功能，并列有业务流程图、系统总功能结构图、前台注册用户功能结构图和后台管理员用户功能结构图。第三部分讲述数据库的设计，根据功能需求，设计了关键实体的属性图及E-R图，并画出了所有实体的关联图。随后设计了系统所需要的11个数据表。第四部分为论文的主要部分，详细讲述了各子模块的设计方法和思路，并列出了具有代表性的源程序以及网页导航图和网页截图。第五章主要讲述有关系统安全方面的技术和本系统采用的安全技术。第六部分为设计总结部分，讲述本系统的特色以及开发过程中遇到的问题和解决办法，总结开发过程中的经验和教训，提出了系统的不足以及后续改善方向。2.应用背景与主要技术2.1应用背景和需求分析2.1.1应用背景利用计算机进行实验室的信息管理简称LIMS(LaboratoryInformationManagementSystem)，已经有20多年的历史，而基于Web技术的第四代实验室信息管理系统是目前实验室管理的发展趋势。相对于以前的LIMS，基于Web技术的实验室信息管理系统具有如下优点：（1）基于(B/S)结构，很容易部署在广域网和Internet上；只需要管理好服务器，客户端只采用Web浏览器，无需安装任何客户端软件，无需维护；不限制用户规模，就可实现远程维护、升级和数据共享。（2）可以容易地利用Internet联结多个地点的实验室。通过Internet，用户可以在家、在旅途等任何一个有Internet连接的地方使用LIMS，无限扩展了LIMS的适用范围；（3）支持无线用户，即通过支持WAP(无线应用协议)使得用户可以非常方便地利用移动电话和掌上电脑等无线设备随时掌握实验室的信息，这为需要经常参加各种会议的实验室管理人员提供了极大的方便。然而，每个公司的组织架构和管理模式千差万别，目前市面上还没有完全通用的产品。因此，根据公司自身特点，进行有针对性地设计是现在设计LIMS的通行做法。2.1.2需求分析由于本人所在公司的实验室刚成立1年，预约管理、设备管理、易耗品管理、试验标准管理等均通过各种传统报表实现，繁琐的各类报表不仅使得管理效率低下，设备闲置浪费，而且还造成许多数据的重复输入，资源无法沟通与共享，与先进的实验室设备极不相称。因此，构建基于计算机网络的实验室信息系统，不仅是满足毕业设计的要求，而且也是提高实验室管理水平的重要保证。同时，为了实现更有效的资源利用，通过网络将实验室资源面向社会开放，不仅可以提高设备的利用率，还可以极大地提高实验室的经济效益。2.2主要技术在设计系统时，需要掌握的技术有ASP技术、HTML技术和数据库技术。2.2.1工具软件采用HTML语言设计，静态网页采用Dreamweaver8.0制作。2.2.2Vbscript或者Javascript脚本语言这两种脚本语言是网页制作中在服务器上运行的语言。许多服务器端的数据处理都是通过它们来实现。2.2.3ASP技术ASP包含了若干内嵌对象和可安装的ActivexServer组件。使用它们可以增加ASP脚本程序的功能，使生成的网页具有很强的动态性和交互性。内嵌对象可以与脚本语言有机地融合在一起，以增加服务器端的操作灵活性。ActivexServer组件则可用来方便地制作网上广告、访问Web文件、操纵Web数据库，从而使设计者可以以透明的方式进行访问而不必顾及底层的复杂动作。2.2.4数据库管理系统Web服务器上的数据库采用数据库管理系统(DatabaseManagementSystem，DBMS)进行管理，这个管理系统提供了一个操作数据库的接口，使用户通过该接口可以对数据库中的数据进行访问。常见的数据库管理系统有：Access、SQLServer和Oracle等。本系统采用Access2003。2.3开发环境本系统的软件设计环境为：MicrosoftWindowsXP+IIS5.1+MicrosoftAccess2003+Dreamweaver8.0+MicrosoftInternetExplorer5.0+ASPEditPlus2.0。该软件系统的所有源代码均在此环境下调试通过。3.系统总体设计3.1设计目标通过建立实验室信息管理系统（LIMS），为实验室使用者和实验室管理者提供一个沟通的平台，使用者通过LIMS查询实验室所拥有的设备、试验用消耗品等资源的信息。使用者可以根据自己的需要对设备进行网上预约，管理员根据预约申请单，安排合适的设备和具体使用时间。同时，使用者还可以借用实验室的一些工具、文件、试验消耗品等。管理员通过LIMS，能够将物品的借用和损耗信息进行公布，可以提醒使用者及时归还实验室的物品，减少物品的损耗，提高使用效率。试验标准是进行测试的依据，是实验室文件的重要组成部分。LIMS应具备测试者方便查看、下载试验标准的功能，管理员应能上传和管理标准，以保证及时更新最新版的标准。为了提高系统的坚固性和安全性，管理员应能对数据库进行备份。系统应能提供必要的安全机制，使得管理员、注册用户以及一般访问者具有不同的权限，以提高系统的安全性。3.2总体功能系统的开发分为管理员子系统和注册用户子系统两大部分。主要围绕预约管理、设备管理、易耗品管理、物品借用、物品损耗和试验标准下载这六个子模块进行设计。同时，还能够实现留言板、单位换算等功能。为了提高数据的安全性，管理员应能方便的对数据进行备份。具体功能为：（1）管理员子系统：用户管理、设备管理、易耗品管理、信息发布管理、设备预约管理、物品借用管理、物品损耗管理、试验标准管理、留言板管理以及数据库备份等。（2）注册用户子系统：注册登录、设备信息查询、设备预约、易耗品信息查询、物品借用信息查询、物品损耗信息查询、试验标准下载、留言板信息查询和留言，以及单位换算等。3.3功能流程图下面以设备预约为例，列出其功能流程图：图3-1设备预约功能流程图开始设备信息填写预约申请已登录未登录主页注册登录注销登录内容检查出错提示申请成功提示登录符合不符合网上预约3.4功能模块框图3.4.1功能结构总图图3-2系统功能结构总图3.4.2前台用户功能结构图图3-3前台用户功能结构图主页会员区预约信息易耗品会员登录我的借用纪录会员资料修改预约清单设备详情查询易耗品清单单位换算注销登录设备信息设备清单预约详情查询预约申请递交网上预约易耗品搜索借用纪录物品清单物品搜索损耗纪录损耗物品清单按编号搜索留言板辅助功能我的预约申请我的留言分类搜索分类搜索分类搜索文件资料文件目录新用户注册实验室信息管理系统（LIMS）管理员子系统注册用户子系统3.4.3后台用户功能结构图图3-4后台用户功能结构图3.5总体设计思路根据上述系统所需实现的功能，本人对实验室信息管理系统的整体规作了以下的设计。整个系统分为七个主要子模块，分别是：①预约管理子模块、②设备管理子模块、③易耗品管理子模块、④借用管理子模块、⑤损耗管理子模块、⑥试验标准下载子模块、和⑦注册登录子模块。①预约管理模块：使用者在设备查询页面查看相关设备，如果设备符合自己的使用要求，可以在网上填写并递交设备预约申请单。管理员收到申请单后，根据设备的使用情况安排设备、使用时间和使用天数等。查看和填写预约申请在登录后方可操作。②设备管理模块：使用者在这个页面上看到所有设备的清单，可以根据设备编号和设备状态快速查询到自己所要的设备，并能查看到这台设备的档案。管理员能够增加、修改或者删除设备信息。③易耗品管理模块：这个页面显示所有易耗品的清单，可以根据易耗品类别和易耗品节余情况快速查询到易耗品。管理员能够增加、修改或者删除易耗品信息。④借用管理模块：这个页面显示所有借出物品清单，可以根据借用人、借用时间及归还状态查询。管理员能够增加、修改或者删除物品借用记录。首页用户管理物品管理信息管理管理员用户注册用户资料修改删除设备管理预约详情数据库备份设置管理易耗品名称信息发布其它设备预约借用记录损耗记录易耗品管理试验标准管理留言管理用户添加资料修改删除用户添加资料修改删除设备添加资料修改删除易耗品添加资料修改删除记录添加资料修改删除记录添加资料修改删除文件上载留言回复管理员留言返回首页易耗品添加资料修改删除注销⑤损耗管理模块：这个页面上显示所有损耗物品清单，可以根据责任人、损耗时间及处理结果查询。管理员能够增加、修改或者删除物品损耗记录。⑥试验标准下载模块：在这个页面上使用者可以查询到常用测试标准并进行下载。管理员能够增加、修改或者删除试验标准。⑦注册登录子模块：对于不同的用户具有不同的权限，非注册用户可以查看设备信息、易耗品信息等，但不能进行设备预约和物品借用；非注册用户可以通过注册成为注册用户。注册用户可以执行设备预约，同时，注册用户应能方便地查询和管理自己的信息；管理员用户可以对系统资源进行设置，执行各项管理工作。4.数据库设计4.1数据表的设计在设备预约功能中，每个注册用户应能预约多台设备，而每一台设备应能被不同的注册用户预约，它们是一个多对多（M:N）的关系，如下图所示：图4-1设备预约E-R图由于“多对多”关系实现起来比较困难，为了简化设计，增加一个预约清单表，专门用于存放设备预约信息。以下为实际使用的设备预约E-R图：图4-2设备预约E-R图根据系统功能的需要，对各个数据实体进行分析，确定实体必要的属性。下图以设备为例，说明了设备所具有的属性：１提交注册用户registuser预约申请单orderlistM预约设备equipN管理员用户admin批准１N１M预约注册用户设备N图4-3设备属性图根据以上的方法，可以很容易地设计其它几个表的属性及其E-R图。以下为系统数据表总的关联图：图4-4数据表关联图4.2数据表清单以下为根据系统功能设计的11个数据表，全部放在数据库lab.mdb内。1)【管理员表】admin设备equip单价price价格单位unit说明remark编号sn名称name型号model供应商supplier安装位置location工作状态status购买日期adddate表4-12)【注册用户表】registuser表4-23)【预约清单表】orderlist表4-34)【设备表】equip表4-45)【易耗品信息表】consume表4-56)【易耗品名称表】consumename表4-67)【借用记录表】lend表4-78)【损耗记录表】damage表4-8