实验室信息管理系统的设计与实现

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1、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 Microsoft Windows XP + Microsoft Access 2003 + 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：设备预约管理、设备管理、易耗品管理、物品借用管理、 物品损耗管理、试验标准下载、信息发布管理、留言板、和单位换算，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

2、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

3、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

4、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 (Laboratory Information Management System )，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

5、，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

6、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

7、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。2.2.2 Vbscript 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。2.2.3 ASP 技术ASP包含了若干内嵌对象和可安装的Activex Server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。

8、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 (Database Management System，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、SQL Server和Oracle等。本系统采用Access 2003。2.3 开发环境本系统的软件设计环境为： Microsoft Windows XP + IIS

9、5.1 + Microsoft Access 2003 + Dreamweaver 8.0 + Microsoft Internet Explorer 5.0 + ASP Edit Plus 2.0 。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

10、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

11、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

12、用户功能结构图留言板单位换算按编号搜索文件目录分类搜索损耗物品清单物品搜索物品清单易耗品搜索易耗品清单网上预约分类搜索设备清单预约申请递交设备详情查询分类搜索丄预约详情查询 预 约清单 L我的留言我的借用纪录我的预约申请会员资料修改会员登录新用户注册图 3-3 前台用户功能结构图注销登录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：预约管理子模块、设备管理子模块、易耗品管理子模块、 借用管理子模块、损耗管理子模块、试验标准下载子模块、和注册登录子模

13、块。 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。 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。 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。 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

14、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。 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。 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。 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

15、。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：M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：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：go O ilEruilTlti tiecorLtarLt:mdiTiini dIbidruiJTiesubmi 11 i 币 emodelatuzequipiduseri dsuppli er1 o 匚：3_t i onlErLiidatelendqty retmTLqtyrem：rkdi