基于SSM 框架的医学实验管理系统设计与实现*

梁 洁

（广州医科大学，广东 广州 511436）

随着计算机网络技术、智能终端技术的发展，实验资源的开放共享是当前医学实验室信息化管理的重要内容。在医学院校，实验室集中了丰富的技术设备、医学仪器、实验资源等，为医学生展开教学实验、科研、实践创新都提供了强有力的支撑。网络化、信息化的实验管理系统建设，有助于医学生快速便捷地获取资源信息，充分利用实验资源，提高仪器设备利用率，实现实验资源的开放共享。

关于实验管理系统的研究，在相关文献中均有论述，但在医学实验管理方面的针对性研究较少。[1-3]对于医学生来说，实验室是他们获取医学知识与技能、培养临床医学思维和实践创新的重要基地，因此，在实验学习中，为他们提供优质的实验管理服务，显得尤其重要。笔者在总结前人研究经验的基础上，结合广州医科大学基础医学的实验管理现状，设计与开发了基于SSM 框架的医学实验管理系统。

一、医学实验管理系统的需求分析

目前笔者学校在基础医学实验管理方面，主要存在的问题有：设备和耗材管理不够统一规范，共享利用率低；开放实验室多采用人工预约管理，费时费力；开放实验项目不够及时公开，学生知情度低；实验报告纸质化管理，实验过程记录、报告批阅、存档及成绩管理费时费力；特殊药品和危化品不够及时公开、没有统一管理等。针对这些问题，医学实验管理系统的设计与开发主要实现以下三个目标：

（1）资源管理智能化。采用在线记录、统计、预约实验设备和耗材，实现对师生开放；实验室开放采用网络预约、后台审批，避免实验室的使用时间冲突，提高管理效率；实验项目采用网络管理、实时公开，为师生提供丰富的在线实验资源；特殊药品和危化品采用专门数据库管理，使用电子知情同意书，提高学生的安全意识，避免安全事故的发生。

（2）业务流程规范化。理清实验室的主要业务内容，分别为设备管理、实验室预约、实验项目开放、实验报告管理等，设计出相应规范性的业务流程。充分发挥实验管理系统的优势，让每项实验业务导航清晰，操作流程简单明了，在提高业务流程规范性的同时，减少人力和时间的投入，提高实验的管理效率。

（3）实验管理网络化。在实验过程中，学生收集好实验数据和结果，形成实验电子报告，通过实验报告的在线提交和无纸化批阅，打造绿色实验室。教师借助实验管理系统，发布实验信息、上传共享在线实验资源、批阅电子报告，并跟踪和管理学生的实验成绩，真正实现医学实验的无纸化、网络化管理，为师生营造绿色、共享、开放的实验室环境。

二、医学实验管理系统功能设计

医学实验管理系统主要面向的对象是实验室管理员、学生、教师，不仅需要为管理员提供实验室、实验资源的管理服务，还需要为医学生和医学教师提供教学服务。为了更好地规范我校的医学实验室管理，实现资源管理智能化、业务流程规范化、实验管理网络化，医学实验管理系统的主要功能设计有以下五个方面，如图1 所示。

图1 系统功能介绍

（1）设备管理。主要由实验室管理员对设备、耗材、药品及危化品等资源，进行入库记录，信息登记，应用情况、报修记录等。根据资源类型，设备管理模块细分为设备存档记录、耗材管理、特殊药品和危化品管理。对这些资源的统一管理，能够及时了解实验室的使用情况，及时补充短缺资源，特别在特殊药品和危化品管理方面，使用电子知情同意书，让每位师生都知情，树立安全意识，确保实验室使用安全。

（2）预约管理。系统在线公开实验室的安排情况、设备的使用情况，师生可根据实验课程、实验项目的需求，在线预约实验室和设备，并由管理员严格审核，确保实验室的正常使用。因此，在预约管理模块，主要实现实验室预约、实验项目开放管理、设备预约这三方面的功能。充分开放实验室，在线管理实验室，规范预约流程，能够方便师生自主管理实验项目，自主申请实验室和设备，提高实验室的使用率。

（3）实验管理。系统为师生提供主要的实验教学服务有，实验报告管理、实验资源管理、师生交流管理。在线提交、保存实验报告，一方面方便医学生在实验过程中，随时记录实验数据和信息，在线形成实验报告；另一方面方便教师管理实验报告，避免了纸质报告存档管理的烦琐工作。同时，系统为教师提供了实验资源管理模块，方便教师在线上传、共享实验教学资源，如授课PPT、实验素材、动画、视频等，做好实验教学的准备。在师生交流管理模块，实现师生在线答疑，完善医学实验的教学互动。

（4）成绩管理。这一模块，主要为师生提供实验报告批阅、实验成绩记录、实验成绩查询及导出的功能。根据实验课程及其班级的分类，系统记录、保存每位学生的每门课程的实验报告。教师能够看到开设的所有实验课程及其班级，能够批改每个课程的所有学生的实验报告；学生能够查询每门课程的实验成绩。

（5）系统管理。主要用于系统的日常管理和维护，由管理人员对系统用户权限、用户信息、系统日志、系统公告进行管理，及时更新权限信息、用户信息，及时跟踪系统运行情况，从而确保系统的正常运行。

三、医学实验管理系统总体架构

基于以上需求和功能设计，为了提高系统开发效率与方便用户使用，系统后台使用SSM（spring、springMVC、MyBatis）框架进行开发。

1.SSM 框架

SSM 是当前一种主流的轻量级Java Web 开发框架，满足“低耦合，高内聚”系统开发需求，实现代码的健壮性和可扩展性。[4]其中，Spring MVC 框架是基于MVC设计模型的用于构建Web 应用程序的一种实现，容纳了包括JSP 在内的大量视图技术，能够在开发过程中灵活配置。[5]主要的组件包括前端控制器（DispatcherServlet）、视图解析器（ViewResolver）、处理器适配器（Handler Adapter）、处理器映射器（HandlerMapping）、处理器（Handler）、视图（View），其工作流程主要通过这些组件，相互协调配合，在系统表示层，实现用户请求的接收，并响应服务。Spring 框架主要实现业务逻辑层的功能，是一个轻量级容器框架，能够整合Spring MVC 和MyBatis框架，实现层与层之间的解耦，并能够疏清各种业务逻辑。MyBatis 框架主要负责数据访问层的数据库相关操作。从目前的大数据发展方向来看，速度性能是主要的标准。MyBatis 中大部分执行语句为纯SQL 语句，程序开发者能有针对性地进行SQL 的优化，提高程序的执行速度，操作及配置上较为简单。[6]因此，在开发效率和数据库优化方面，SSM 框架具有良好的应用前景。

2.系统总体架构

医学实验管理系统的总体架构如图2 所示。系统包括：

（1）表示层，主要使用Spring MVC。其中，系统配置文 件 有web.xml、log4j.properties、mvc -dispatcher.xml。web.xml 用来配置系统表示层的DispatcherServlet、ServletMapping，用来截取处理、响应用户请求；log4j.properties 用来记录日志信息；mvc-dispatcher.xml 用来开启注解（annotation-driven）、静态资源默认配置（default-servlet-handler）、ViewResolver 配置、自动扫描controller、定时任务的配置等。

（2）业务逻辑层，主要使用Spring。采用mvcdispatcher.xml 配置提供service 包扫描、自动注入，为业务逻辑层提供ServiceImpl、Service 接口。

（3）数据访问层，主要使用MyBatis。采用applicationContext.xml 用来配置声明式事务管理，为业务逻辑层提供注入数据库连接池的事务配置，在数据访问层中加载database.properties，获取database 文件属性和自身属性，加载连接池、configuration.xml、实体Entity、映射文件Mapper.xml，以及Mapper 接口，实现applicationContext.xml 与数据库之间的映射，从而实现数据库的管理和访问。

为了更好地实现“低耦合，高内聚”的系统性能，系统将Spring MVC 和Spring 进行整合，使用mvc-dispatcher.xml 主要处理与SpringMVC 和Spring 有关的配置，包括Controller 和Service 的自动注入、定时任务等；将Spring 与MyBatis 进行整合，把MyBatis 数据源配置、事务管理、数据接口创建等操作交由Spring 管理，使用applicationContext.xml 来主要设置与数据相关的配置，同时配置文件上传与异常处理等操作。

图2 医学实验管理系统的总体架构

四、系统软件设计与实现

系统采用B/S（客户端/服务器）架构，以Tomcat 为服务器，应用Mysql 为数据库，采用MyEclipse 10 为开发平台。系统后台主要使用SSM 框架（见图2），主要的实现流程为：首先，客户端通过浏览器发送请求；然后，后台服务器接收到请求，通过控制层（Controller）拦截，根据映射关系调用业务层（Service）的方法，找到逻辑层（ServiceImpl）；接着，通过MyBatis 数据持久层（Mapper/Dao）获取对象，执行SQL 语句，对数据库进行操作，查询到的结果存储在实体类（Entity）中；最后将这个结果数据返回到客户端，完成整个请求发送和响应的过程。根据系统功能的设计，系统实现的过程主要介绍以下三个方面：

1.预约管理的实现过程

学生使用浏览器登录，发出时间预约、设备预约、实验室预约、实验项目预约或者查询等请求；系统管理员（一般为实验中心的管理人员）在后台管理平台上，获取请求，确认预约信息，并根据相应的预约，查询数据库的数据信息，配置相应的实验室资源；最后，在系统平台上，发布预约信息，反馈给学生。

2.实验管理的实现过程

实验管理模块，主要实现教师和学生的医学实验报告上传，包括Word 报告上传和在线编辑报告编辑上传功能。其中，Word 报告上传方面，系统只允许为.doc 和.docx 格式且大小不允许超过10MB 的Word 上传。在线编辑报告编辑上传方面，主要实现过程为：使用UEditor在线编辑器，学生使用系统提供的模版，在线编辑图文，提交字数不允许超过10000 字。在提交成功后，提示“报告提交成功”，返回原来页面，报告在截至时间之前允许多次提交，仅保存最新提交的实验报告。

3.成绩管理的实现过程

成绩管理模块，主要实现成绩导出功能，由教师选择单个成绩导出或者成绩分班导出。单个成绩导出的实现过程：教师勾选成绩后，点击导出表格成绩，前端对勾选数据进行处理，若勾选数据为空则提示“请选择需要导出成绩”，若不为空，则将勾选成绩编号进行合并处理发送至后台，后台根据成绩编号导出教师所需要的成绩。成绩分班导出的实现过程：教师选择实验与班级，点击导出按钮，系统对实验与班级进行判断，若该班级对应实验没有成绩，则提示“班级对应实验暂时没有成绩，请重新选择”，若成绩存在，则根据实验编号与班级编号在实验报告表、学生表、班级表、成绩表获取数据进行导出。