基于物联网的实验设备管理系统的设计与实现毕业论文.docx
- 文档编号:24196153
- 上传时间:2023-05-25
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:676.99KB
基于物联网的实验设备管理系统的设计与实现毕业论文.docx
《基于物联网的实验设备管理系统的设计与实现毕业论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于物联网的实验设备管理系统的设计与实现毕业论文.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于物联网的实验设备管理系统的设计与实现毕业论文
本科生毕业论文
论文题目:
基于物联网的实验设备管理系统的设计与实现
学 号:
**********
姓 名:
丁沛银
年 级:
2010级
系 别:
计算机科学与信息工程
专 业:
计算机科学与技术
指导教师:
王丽红(讲师)
完成日期:
2014年4月30日
摘要
随着物联网技术不断发展成熟,便捷的实验设备管理也伴随着物联网技术的发展日趋成熟。
在对实验设备管理现状具体分析及物联网技术学习的基础上,本系统使用SQLServer2008作为后台数据库开发平台,运用.NET技术构建一个基于浏览器/服务器结构的实验设备管理系统。
基于物联网的实验设备管理系统包括用户管理模块,设备类别管理模块,设备管理模块,设备查询模块,设备审核模块和设备报修模块,本系统还是使用电子标签实现系统与硬件进行连接。
管理员可以实现对设备类别、设备信息、设备报修信息的增加、删除、修改和查询操作。
超级管理员实现对设备信息的查询操作及对设备的审核操作。
通过测试,各模块功能均能按照需求分析所描述的内容来实现。
本论文围绕实验室设备管理系统的研究背景、意义、系统分析以及系统的详细设计与实现等方面进行了描述。
关键词:
物联网;实验设备管理;设备报修
ABSTRACT
WiththeInternetofthingstechnologycontinuestomature,experimentalequipmentmanagementconvenientisaccompaniedbythedevelopmentofInternetofthingstechnologybecomingmature.FromstudytheexperimentalequipmentmanagementpresentsituationandtheInternetofthingstechnology,thissystemusesSQLServer2008asthebackgrounddatabasedevelopmentplatform,tobuildaexperimentalequipmentmanagementsystembasedonB/Sstructureusingthetechnologyof.NET.ExperimentalequipmentmanagementsystemofInternetofthingsincludingusermanagementmodulebasedoncategories,equipmentmanagementmodule,equipmentquerymodule,equipmentauditmoduleandequipmentmaintenancemodule.Administratorscanimplementtheequipmentcategory,informationequipment,equipmentrepairinformationtoadd,delete,modifyandquery.Superadministratorforinformationqueryandauditoftheoperationofequipment.Bytesting,thefunctionsofeachmodulearedescribedaccordingtothedemandsofcontenttoachieve.Thedetaileddesignofthelaboratoryequipmentmanagementsystemresearchbackground,significance,systemanalysisandsystemandimplementationaredescribed.
Keywords:
TheInternetofthings;Experimentalequipmentmanagement;Equipmentrepair
第1章绪论
1.1系统的研究背景
随着社会科技的飞速发展,互联网已经成为人们获取、发布和传递信息不可或缺的工具。
如何使用互联网对信息进行有效的管理是各大公司都在研究的课题。
现在各行各业都离不开计算机信息处理。
在学校实验设备管理工作中,设备的管理是一项十分棘手的工作。
在管理过程中,由于数量比较多导致在管理中容易出错。
而物联网的出现使得这一问题简单化,新一代信息技术的重要组成部分就包括物联网,其英文名称是:
“TheInternetofthings”。
见名知意,物联网是互联网的另一种状态。
这其中包含两层意思:
其一,物联网的技术核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的发展和延伸;其二,其连接对象端延伸和扩展到了不同的物品之间,物与物进行信息交换和通信。
利用物联网技术进行设备管理,既提高了管理的科学性,又能提高管理人员的工作效率。
又因为现在各个高校内教学设备众多但自动管理水平相比过低,很多高校管理设备都采用在设备购进以后只是对设备信息进行简单的存档。
存档以后档案基本就没人记录与维护,导致以后设备出现维修,地点变更等信息将无法得知。
而有些即使有设备管理系统的单位,就算是能把设备的即时信息体现在设备档案上,但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施,设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现,整个学校教学设备管理信息化仍处于较低水平。
设计实验设备管理系统能很方便的解决这一问题,使得对试验设备的管理更加科学有效。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
目前国内学校实验设备自动化管理水平普遍较低。
大多数学校对于设备的管理也很不科学,在购买设备后只是将设备的基本信息进行简单的登记,档案存档以后档案基本就没人维护,如设备变迁、维修情况都无法得知。
某些使用了实验设备设备管理系统的学校,对设备的购入信息或设备相关属性信息虽然能体现在设备的档案上,但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施,设备检修的情况和检修成本核算都无法实现,整个学校实验设备设备管理信息化仍处于较低水平。
而物联网是新一代信息技术的重要组成部分,其英文名称是:
“TheInternetofthings”。
由此,见名知意,物联网就是互联网的另一种命名状态。
利用相应的物联网技术进行设备管理,不但能提高管理的科学性,又能提高工作效率,从而使得实验设备管理迈上了一个新台阶。
1.2.2国外研究现状
在国外物联网的核心仍然是互联网包含两层意思,其一,物联网的技术核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的发展和延伸;其二,其连接对象端延伸和扩展到了不同的物品之间,物与物进行信息交换和通信。
基于物联网的实验设备管理系统合理的借鉴国际领先的设备管理思想并结合国内学校设备管理现状,可以完全能满足国内学校设备管理的需要。
基于物联网的实验设备管理系统是一个学校教学系统中不可缺少的部分,它的使用对于实验室的管理者来说非常重要,可以使管理者能快速的了解到实验设备的基本信息,比如使用情况,维修状况等,实现对设备的实时管理,调配。
1.3研究的意义
在以往的设备管理模式中,大部分都是采用手工登记设备相关信息,而且现在各个高校内教学设备众多但自动管理水平相比过低,很多高校管理设备都采用在设备购进以后将设备的基本情况和相关信息登记存档。
存档以后档案基本就没人记录与维护,至于以后设备的变迁或损坏都不会记录在设备档案中,即不能体现设备的即时状态。
而有些即使有设备管理系统的单位,就算是能把设备的即时信息体现在设备档案上,但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施,设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现,整个学校教学设备管理信息化仍处于较低水平。
将管理任务分成小块,落实到个人并能随时查询设备当前情况和历史情况,对设备的可靠性分析有直接作用,使管理人员从手工计算、统计工作中解脱出来,而实验设备管理系统,实现了通过互联网实时的对实验设备进行信息查询,修改,添加,审核等功能,管理员可以通过该系统对实验设备进行有效的管理。
第2章开发技术简介
基于物联网的实验设备管理系统主要是改善以往纯手工操作,实现人工管理到网络管理的转变,将实验设备通过设备的电子标签与网络连接,提高对设备的管理效率。
实验室设备管理系统是基于B/S结构,Web服务技术、.NET技术共同实现的,前台使用C#作为开发工具,后台数据库选择使用SQLServer,系统不仅具有较高的稳定性,而且也十分方便管理人员操作。
2.1SQLServer简介
SQL(StructuredQueryLanguage)全称结构化查询语言。
它可与各种数据库建立关联,进行沟通是SQL语言的主要功能。
SQLServer作为数据库平台是十分全面的,它共有五个版本,分别是企业版、标准版、工作组版、学习版,开发版,对于企业级的数据管理运用的是集成的商业智能工具,SQLServer数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存取功能,以此构建数据应用程序,提高业务管理的性能和可用性,SQLServer可以为程序设计人员、管理数据人员和信息工作人员提供独特的解决方。
SQLServer主要有以下几方面的特点:
1.客户/服务器结构
SQLServer是支持客户/服务器(Client/Server,C/S)结构的数据库管理系统。
客户/服务器结构把整个数据处理的任务划分为两种,一是客户机端执行的任务,二是服务器端执行的任务。
客户机的作用是运行数据库应用程序,服务器的作用执行DBMS功能。
在客户机上的数据库应用程序也称为前端系统,它负责系统与用户的交互及显示数据的作用,在服务器上的后端系统负责数据的存储和管理。
2.具有分布式数据库功能
SQLServer的数据库结构是分布式的,可以在不同的服务器上存放逻辑上是一个整体的数据库的数据,客户机可以分别或同时向多个SQLServer服务器存取数据,这样可以使多个服务器对一个人物进行同时处理,提高系统执行效率。
分布式查询可以引用来自于不同数据库的数据,而且这些对于用户来说是完全透明的。
分布式数据库更新时的完整性是分布式数据库的特点。
通过复制就能使用户对多个副本进行维护,这些用户能够独立地进行工作,然后再将所做的修改合并到发布数据库。
3.与internet的集成
SQLServer的数据库引擎提供对Web技术的支持,这对于用户来说将数据库中的数据发布到网页上是十分容易的。
4.具有很好的伸缩性与可用性
可以在不同版本的Window系统下使用同一个数据库。
SQLServer提供的图形用户界面管理工具,可以更加清晰方便的对系统进行管理和数据库操作。
5.数据仓库功能
SQLServer提供了提取和分析数据功能,以便在使用数据库发生错误时进行联机分析处理(OLAP)的工具。
2.2.NET编程技术
ASP.NET又被叫做ASP+,但它不是对ASP的简单,而是微软提出的.NET框架的一部分,它是一种用全新模式在.NET框架的基础上开发网上应用程序的。
.NET框架(.NETFramework)主要有以下三部分组成:
1.公共语言容器
公共语言容器是.NET框架的编译环境,他对程序员编写的所有代码进行维护和运行,包括内存管理、线程执行、代码执行、代码安全验证、编译及其他系统服务。
简单点说,不管是ASP.NET还是C#应用程序,都由它负责运行。
具体运行过程如下:
首先由程序员编写源代码,当网页被第一次访问执行时,就会编译生成一种叫做微软中间语言(MicrosoftIntermediateLanguage,MSIL)的语言,然后利用即时编译器(JustInTime,JIT)生成相应的机器代码以便执行。
当网页再次被访问时,就只需由MSIL语言生成机器代码即可。
但如果源代码发生变化,就需要重新将源代码编译为MSIL语言,最后再生成机器代码。
2.公共类库
.NET框架面向所有的.NET程序语言提供了一个公共的基础类库,该基础类库为实现数学计算到字符串操作再到数据库操作等各种功能提供了上百个面向对象的类。
常见的几组类库如下:
(1)系统类:
该类提供支持其他类所需要的基础服务,如底层服务、输入输出、文本处理等任务。
(2)数据类:
该类提供操作数据库的类。
(3)XML类:
该类提供对XML文件的处理操作。
(4)网页类:
该类完成的任务是用户界面和网页服务,开发人员最常用到的类便是网页类。
(5)窗体类:
该类提供传统的桌面应用程序服务。
(6)图形类:
该类提供创建图形、复杂字体等操作。
3.ASP.NET、VB.NET、C#等语言类运行库
ASP.NET具有如下特点:
(1)高效率
ASP采用解释执行的方式去执行源代码,当用户访问页面时,源程序从头到尾解释一遍,导致程序运行效率很低。
而ASP.NET改变了这一执行方式,使用编译后运行,当用户第一次访问页面时对页面进行编译,以后再访问时就直接运行,这样做程序在第一次运行时时间可能会长一些,但以后运行起来就简单多了。
(2)支持顶级开发工具
ASP.NET可以在VisualStudio.NET中开发,支持所见即所得、拖放控件和自动部署等功能,可以使开发效率大大提高。
(3)程序结构独立清晰
在ASP中,ASP代码和HTML标记是融合在一起使用的,其实是在HTML中加入了ASP的代码程序。
而ASP.NET可以将程序代码和HTML标记分开,使得程序结构更加清晰。
(4)开发简单
ASP.NET中的很多语法特点是的程序开发更加简单。
比如它提供可以方便地验证客户是否正确填写表单内容的验证控件,如果换成其他类语言就需要自己编写大段验证代码。
而且,提交表单后,用户在表单内输入的内容可以自动保留。
(5)方便移植
在ASP中,如果编程时需要使用第三方控件,就需要在服务器端注册该组件,甚至需要重新打开服务器,极不方便,而在ASP.NET中,可以将组建直接复制到服务器,重新复制便可达到更新的目的。
第3章系统需求分析
3.1需求分析
3.1.1功能需求
功能需求是指本系统按照用户的要求设计出的相关功能。
通过功能需求分析划分出该系统能够完成的所有功能。
本系统一共分为用户管理模块,设备信息管理模块,设备管理模块,设备查询模块,设备审核模块,每个模块之间看似独立,但是在访问数据库方面却紧密联系,各个模块访问的表虽然不同,但却都访问同一个数据库。
实验室设备管理系统的系统流程图如图3.1所示。
图3.1实验设备管理系统流程图
3.1.2性能需求
性能需求通常包括系统安全性、兼容性、可移植性等多方面的需求。
1.系统安全性要求
系统的安全性从以下两个方面进行考虑:
第一方面是系统本身的安全性,这方面通过设置了登录管理只有合法的用户通过正确的用户名及密码才能进入到系统中。
第二方面就是数据库的安全性,通过给不同使用数据库角色的用户分配不同的权限来实现数据库的安全性,在系统中设置了数据库的备份及还原功能来保障数据的完整性及安全性。
2.兼容性
此系统利用现在比较流行的微软技术进行开发,凡是支持微软平台的地方,例如:
Windowsxp系列、Windows7等流行的操作系统都可以正常的使用本系统。
在编码设计上采用动态库连接的方式进行功能模块的开发,方便程序的调用,提高了程序的独立性并且容易安装。
3.系统可移植性要求
一个系统的可移植性决定了它使用的范围,在硬件如果基本符合要求的情况系,几乎所有的微软开发的操作系统平台上都可使用。
4.良好的交互性要求
为了使操作人员方便使用该系统,本系统所有的输入地方都进行了相关限制,。
给出的提示信息准确清晰,而且焦点准确定位到对应控件上。
这样做更加符合操作习惯,实现更好的交互性。
5.以数据库为核心的要求
本系统就是以数据库为核心的管理系统。
前台界面的一切操作都是针对数据库操的,例如增加、删除、修改、审核和查询的操作都需要与数据库中的信息进行交互,因而构建数据库以及如何有效的对数据库进行操作是本系统的核心问题。
6.故障处理要求
本系统针对数据库中的数据进行相关的处理。
对于出错的数据进行相关的限制设置并给出安全性提示。
3.2可行性分析
3.2.1技术可行性
首先,实验设备管理系统已经得到了十分广泛的推广以及应用,而且类型繁多,所以本人在开发设计实验设备管理系统时有很多可以参考的依据和经验。
其次,在所选用的开发工具方面:
.NET、C#和SQLServer都是已经开发成熟并广泛使用的工具很适合本套系统的开发。
3.2.2经济可行性
经济可行性的分析,是针对实验设备管理系统开发与实现过程中,投资与收益做出前期评估,主要是从经济角度分析开发的系统是否有价值,是否可行。
对实验设备管理系统成本效益的分析,主要是从项目开发的成本,开发费用和后期的运行、维护费用以及新系统将获得的效益等方面进行分析的,估算开发成本是否高于项目前期的全部经费。
下面具体列出了成本和效益的分析:
1.支出
电脑作为日常操作的工具,已经得到广泛使用,目前所使用的计算机、网络环境和基础设施都能满足本系统的实施要求,所以无须额外的资金投入。
实验设备管理系统在开发过程中可以免费下载编译程序时所需的软件,比如,SQLServer2008。
系统运行后的日常维护费用少,而且操作人员只需简单的培训便可操作该系统。
2.效益
本系统投入运行后可以使实验设备的管理在科学性,规范性等方面得到提高,而且,在不久的将来,实验设备管理系统将得到大范围的普及。
由此可见系统的开发与实现还是非常有发展前景的。
3.2.3操作可行性
本系统的设计使得操作方便简单,可以使管理员对实验设备的各种信息进行快速的了解,不但提高了实验设备的利用率,还能方便管理员的操作。
开发初期本人就把操作的简单性,系统的稳定性和安全性作为该系统的设计思想,而且开发完善之后的系统会操作简单,容易被用户接受。
管理人员能在短时间内了解和掌握如何使用实验室设备管理系统,因此具有很强的可操作性。
3.2.4法律可行性
法律可行性主要是将要开发的软件是否存侵权的问题,如果有这类问题出现,软件即使成功开发,也不能成为产品进行销售。
所以开发该系统的所有软件都使用正版,程序代码都是自己编写,无雷同现象。
综上所述,实验室设备管理系统在开发时所要遵循的规则上都是可行的,因此系统开发是完全可行的。
3.3数据流图
顶层数据流图是把系统看作一个整体,是由一个处理功能所构成的系统。
总体概述了一个系统的功能实现。
顶层数据流图如图3.2所示。
图3.2顶层数据流图
1层数据流图如图3.3所示。
图3.3实验设备管理系统1层数据流图
第4章系统总体设计
4.1功能模块设计
基于物联网的实验设备管理系统的系统功能模块如图4.1所示。
图4.1实验室设备管理系统的系统功能模块图
从图中可以看出,实验室设备管理系统具有完备的功能。
系统的功能模块包括:
用户管理模块,设备管理模块,设备类型管理模块,设备审核模块,设备报修管理模块。
如上所述,所有有关数据的信息全部保存在数据库表中,界面采用ASP.NET,中间采用类库与存储过程的连接,既保证了项目的安全性,又提高了网站页面浏览快速打开等性能,维护起来也很方便,层次感清晰明朗。
4.2数据库设计
4.2.1数据库概念结构设计
E-R关系图用来描述实体与实体之间的联系,具体的表示方式是对结构中任何两个实体,根据需求分析的结果,确认结构中两个实体类型之间是否存在联系,如果有联系,进一步确定是是一对一,一对多,还是多对多的关系。
然后进一步考虑每个实体类型的内部是否存在关联,两个实体类型之间是否存在联系,多个实体类型之间是否存在联系。
为了把实验室设备管理系统的数据清晰、准确地描述出来,系统分析员通常建立一个概念型的信息模型。
在面向问题的数据模型中最常见的就是概念性信息模型,在系统设计时根据用户的需要对数据进行模型建立。
系统E-R图如图4.2和4.3所示。
图4.2超级管理员与设备E-R图
图4.3管理员与设备E-R图
4.2.2数据库逻辑结构设计
根据需求分析以及系统功能的需要,后台数据库采用SQLServer编辑了如下5个数据库表。
1.用户信息表(admin):
主键(id),用户名(username),密码(password),真实姓名(real_name),职称(position),电话(tel)。
具体如表4-1所示。
表4-1用户信息表(admin)
字段名称
字段说明
字段类型
字段大小
可否为空
id
主键
int
4
否
username
用户名
varchar
10
可以
password
密码
varchar
20
可以
real_name
真实姓名
varchar
20
可以
position
职称
varchar
20
可以
tel
电话
varchar
2
可以
2.设备类型表(type):
主键(id),一级类别(number_one),二级类别(number_two),使用年限(time),折旧率(zhejiulv)单位(danwei)具体如表4-2所示。
表4-2设备类型表(type)
字段名称
字段说明
字段类型
字段大小
可否为空
id
主键
int
4
否
number_one
一级类别
varchar
50
可以
number_two
二级类别
varchar
50
可以
time
使用年限
int
4
可以
zhejiulv
折旧率
float
8
可以
danwei
单位
varchar
50
可以
3.信息审核表(shenhe):
电子标签(id),设备名称(machine_name),型号(xinghao),使用情况(use_condition),购入日期(buy_time)具体如表4-3所示。
表4-3信息审核表(shenhe)
字段名称
字段说明
字段类型
字段大小
可否为空
id
电子标签
int
4
否
machine_name
设备名称
varchar
50
可以
xinghao
型号
int
4
可以
续表4-3
use_condition
使用情况
varchar
50
可以
buy_time
购入日期
varchar
50
可以
4.设备信息表(information):
设备类别(machine_type),设备名称(machine_name),型号(xinghao),规格(guige),单价(price),出厂日期(out_time),品牌(pinpai),存放地点(place),购置日期(buy_time),使用情况(use_condition)具体如表4-4所示。
表4-4设备信息表(information)
字段名称
字段说明
字段类型
字段大小
可否为空
machine_type
设备类别
varchar
50
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 联网 实验 设备管理 系统 设计 实现 毕业论文