实验室管理系统WX小程序的设计与实现

实验室管理系统微信小程序的设计与实现

摘 要：微信小程序是一种不需要下载安装即可使用的应用，它依托了广泛应用且用户

数量庞大的微信平台，可以借助平台优势快速推广。因此这种无需安装的特性使得小程序相

对传统APP更易让用户接受使用。本文设计与实现了一个简单的微信小程序，依托微信小程

序提供预约实验室、验证预约、实验室状态操作、个人信息查询、实验室信息查询等功能。

从编程技术，系统构造，系统开发过程，系统总结等方面进行了阐述，该系统采用经典MVC

模式开发，其结构设计合理，且简单易用，实际使用可有效提高实验室管理事务的效率。

关键词：微信小程序；JAVA语言；Servlet；系统开发

Abstract：The WeChat applet is an application that can be used without downloading and

installation. It relies on the WeChat platform which is widely used in China, and can be quickly

promoted. Therefore, the installation-free feature makes applet easier to use than traditional mobile

apps. This paper designed and implemented a simple WeChat applet for laboratory appointment and

management. This paper introduced the programming technology, system construction, system

development process and so on. The applet is developed with the classical MVC model, and it is

reasonable and easy to use. And it can effectively improve the efficiency of laboratory management.

Key words：Wechat applet；Java；Servlet；System Development

I

目 录

摘 要

......................................................................................................................................... I

Abstract.

.......................................................................................................................................... I

目 录

........................................................................................................................................ II

1 绪论

.......................................................................................................................................... 1

2 开发环境及相关技术

.......................................................................................................... 2

2.1 开发框架 ........................................................................................................... 2

2.2 开发前重要准备 ............................................................................................... 2

2.3 相关技术 ........................................................................................................... 3

2.3.1 Java EE的定义 .......................................................................................... 3

2.3.2 JavaBean ..................................................................................................... 3

2.3.3 JSON ........................................................................................................... 4

2.3.4 微信小程序的“Ajax”与Servlet ............................................................ 4

2.3.5 MySQL事件 .............................................................................................. 5

2.4 开发环境 ........................................................................................................... 5

3 总体设计

................................................................................................................................. 6

3.1 需求分析 ........................................................................................................... 6

3.2 业务流程 ........................................................................................................... 6

3.3 技术要点 ........................................................................................................... 8

3.4 程序核心 ........................................................................................................... 9

3.4.1 控制不同用户账号的权限 ........................................................................ 9

3.4.2 实验室信息的动态刷新 ............................................................................ 9

3.4.3 实验室实时预约功能 .............................................................................. 10

3.4.4 辅助预约验证工具 .................................................................................. 10

4

详细设计 ................................................................................................................................. 10

4.1 安全登录 ......................................................................................................... 10

4.2 实验室信息的动态刷新 ................................................................................. 12

4.3 预约与高并发 ................................................................................................. 13

4.3.1 预约 .......................................................................................................... 13

4.3.2 高并发 ...................................................................................................... 13

4.4 辅助验证小工具实现 ..................................................................................... 14

4.5 MySQL事件实现 ........................................................................................... 15

5 测试

........................................................................................................................................ 16

6 总结

........................................................................................................................................ 18

参考文献

...................................................................................................... 错误！未定义书签。

致 谢

...................................................................................................... 错误！未定义书签。

II

1 绪论

随着信息技术的高速发展，智能手机早已普及，我们也进入了移动互联网时

代。伴随智能手机的普及其应用程序(即Application简称APP)也层出不穷。近两

年现状来看，现在主流的移动应用仍然是基于Android或者IOS的原生服务，但

因为其开发周期较长且成本高，尤其是商家在推广时成本极高，导致应用的使用

变得困难。而微信小程序则提供了低成本的入口，既缓解了开发周期长且成本高

的问题，开发又相对Android和IOS简单，顺利成为目前开发者的热门开发平台。

当然因微信小程序平台的各种限制和功能未开放，所以微信小程序目的主要还是

在于解决轻量级的问题，重点在于灵活、快捷、用完即走。

2017年1月9日，万众瞩目的微信第一批小程序正式低调上线，用户可以体

验到各种各样小程序提供的服务。根据微信官方给出的数据，小程序刚发布时，

用户数量增长迅速，一段时间后有一部分用户在尝鲜结束时就回归到了

Android/IOS APP的怀抱，导致用户数量相对减少。因市场需求，微信小程序经过

一年多的发展，相继开放了各种各样的权限和功能，使开发体验较之前要相对丰

富许多，算是缓解了微信小程序最初的尴尬。根据2018年最新微信小程序数据报

告显示，小程序累计用户总数已经接近4亿，意味着有一半的微信用户成为了小

程序用户，且人均在线时长仍在持续攀升。

微信小程序更适合提供内容和服务为主， 但又需要功能性的小应用， 比如

服务相对单一的O2O应用等，以及在内容之外还希望提供简单功能的应用

错误！未找

到引用源。

。伴随着实验室的发展，面对规模日趋增长的实验室事务,管理员需要投入

的精力也会越来越多，因此老旧的管理方式在一些地方已力不从心。由于该系统

的服务对象是学生和管理实验室工作人员，再结合零散的多系统必须要对应IP登

录使用的现状，所以将会优先考虑如何让学生和工作人员能便捷的使用到该系统。

因微信小程序的灵活快捷优势，本文将基于微信小程序实现实验室管理系统。

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2 开发环境及相关技术

2.1 开发框架

微信小程序的主要特点在于将.html文件封装成了.wxml文件,将.css文件封装

成了.wxss文件，JavaScript文件的命名没有改变仍为.js，所以其本质是在写Html5

网页。MINA是微信开发小程序的框架，MINA的目标是通过尽可能简单，高效

的方式让开发者可以在微信中开发具有原生APP体验的服务。微信小程序在普通

用户的理解下，应该是只能在微信里使用的“APP”。实际上，微信小程序本身只

是一个前端框架，因微信对它的审核和限制使得可以发布在微信平台上，所以要

实现一个非离线的小程序, 那么服务器端程序自然必不可少。

本文主要使用的服务器端程序用Java Servlet进行编写。Java是由Sun

Miosystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。随

着Java技术的不断更新，受到更多软件开发者的喜欢。满足项目需要的前提下，

尽量选用版本较高JVM，一般来说高版本产品在速度、性能和效率上比低版本会

未找到引用源。

有改进和提高

错误！

。同理本文将使用64位Tomcat8.5作为应用Java服务器。

Apache HTTP Server和Nginx都能够将某一个文本文件的内容通过HTTP协

议返回到客户端，但是这个文本文件的内容是固定的，也就是说无论何时、任何

人访问它得到的内容都是完全相同的，这样的资源我们称之为静态资源。

因为要使用Java生成大量的动态资源，Tomcat与Apache HTTP Server相比，

Tomcat能够动态的生成资源并返回到客户端，而且Tomcat本身就是编译

JSPServlet的容器。

本次“实验室管理系统微信小程序”设计采用了经典开发模式MVC，初步

掌握面向对象编程的基本思想，掌握微信小程序开发前端UI，掌握Eclipse开发

服务器端程序，掌握Eclipse调试程序的方法。从而深刻体会开发微信小程序的过

程和魅力。

2.2 开发前重要准备

微信小程序需要准备合法SSL证书来使用HTTPS协议，且必须要在微信开

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发者工具里设置合法域名。两者缺一不可，否则在使用和测试过程中会提示该url

不合相关规定，从而阻止微信小程序访问服务器端程序。

因域名备案流程复杂且需要相关企业资质证明，对个人开发者有较大的难度，

尤其是学生。但个人开发者可以通过阿里云等云服务平台购买SSL证书和域名，

如果域名不能成功备案，目前可以购买海外的云服务器来解析未备案域名。

2.3 相关技术

2.3.1 Java EE的定义

主要用于分布式的网络程序的开发，如电子商务网站和ERP系统，也就是大

批量定制软件的一个模版，像生产线的模式一样。同时，J2EE是一套全然不同于

传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与

部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。

Servlet是J2EE规范中的一种，主要是为了扩展Java作为Web服务的功能。

Servlet是一个Java接口，Servlet接口定义的是一套处理网络请求的规范，所有实

现Servlet的类，都需要实现它那五个方法，其中最主要的是两个生命周期方法

init()和destroy()，还有一个处理请求的service()。简单点讲，就是初始化的时候

做什么，接受到请求时做什么，销毁时做什么。基于Servlet3.0来设计我们的Java

MVC框架显然会使我们的框架更加轻量！

2.3.2 JavaBean

JavaBean就是一个普通的Java类，也称之为简单Java对象--POJO（Plain

Ordinary Java Object），是Java程序设计中一种设计模式，是一种基于Java平台

的软件组件思想。使用JavaBean最大的几个好处就是数据的封装，可读，重用。

因为微信小程序需要使用到JSON格式的数据。众所周知，JSON数据的格式是

非常严谨的，那么通过Servlet服务器端程序，将所需要的数据封装进自定义的

JavaBean类中即可自动生成{key:value}这符合标准JSON格式的数据，但JavaBean

本身还不是JSON对象，所以需要Gson这类工具序列化Java对象为JSON字符

串，或反序列化JSON字符串成Java对象。

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