基于Python+SQLite实现（Web）验室设备管理系统

实验室设备管理系统

应用背景

为方便实验室进行设备管理，某大学拟开发实验室设备管理系统 来管理所有实验室里的各种设备。系统可实现管理员登录，查看现有的所有设备， 增加设备等功能。

开发环境

• Mac OS
• PyCharm IDE
• Python3
• Flask（Web框架）
• SQLite（数据库）

运行方法

准备

1. 安装virtualenv: pip3 install virtualenv
2. 创建虚拟环境: virtualenv venv
3. 进虚拟环境: source venv/bin/activate
4. 安装依赖的包: pip install -r requirements.txt
5. 退出虚拟环境: deactivate

运

1. 更新数据库： python app.py db upgrade
2. 成户： python app.py init
3. 运： python app.py runserver

初始管理员账户

邮箱：zhaowrenee@gmail.com

密码：666666

功能结构

1. 登录：管理员可以通过输入预置的账号密码进行登录。
2. 查看设备列表：管理员在登录成功后，应立即展示所有设备信息，设备 信息应包括设备 ID 号，设备名，实验室名，购置时间，购置人。
3. 增加设备：增加设备时应输入设备名，实验室名，购置人等信息，设备 增加成功后自动返回系统分配的设备 ID 号，购置时间应为系统自动生成(默认为增加设备的时间)。
4. 附加 删除设备：管理员本人购置的设备具有顶级重要性，故不能被删除
5. 附加 搜索设备：输入关键词，显示名称中包含关键词的设备列表

另外保证：

1. 对输入数据进行合法性验证，并进行友好提示。
2. 对数据库中的密码字段加密处理。

提示

• 设备 ID 号应保证唯一性。
• 设备名可重复。

功能细节

一、UML图

1、活动图

app.py中function与templates中HTML件对应，展示在页中：

• index() 通过 SearchForm 实现对户信息的检索和展示，并通过 index.html
• add_device() 通过 UserForm 实现对新设备信息的添加，并调 add_device.html
• remove_device(id) 通过id删除设备，但不能删除管理员添加的设备
• login() 通过调 LoginForm 实现登录，并调 login.html 页登录，也是服务器提供的第个页
• 其余function对应系列错误处理和必要但和数据库关功能

2、用例图

3、顺序图

4、类图

• HTML使Flask-wtf Bootstrap渲染功能，使界更美观
• app.Role为户设置的用户或者管理员角类，内部有条件角条件约束
• app.User 户类

• • 记录户名、密码、id等信息，与数据库的属性进行交互

• app.Device 设备类

• • 记录设备名、实验室、购置人、购置时间等信息，与数据库的属性进行交互

• FlaskForm 信息表

• • 三种Form根据不同的操作需求，设定不同的Field

5、状态图

、基本表单的定义

表一：

|-----------|-------------|------------|---------------|----------|----|----|
| roles 身份表 | | | | | | |
| 名称 | 类型 | NOT NULL约束 | PRIMARY KEY约束 | UNIQUE约束 | 默认 | 外键 |
| id | INTEGER | √ | √ | | | |
| name | VARCHAR(64) | | | | | |

CREATE TABLE roles (
	id INTEGER NOT NULL, 
	name VARCHAR(64), 
	PRIMARY KEY (id), 
	UNIQUE (name)
)

表中实体：

|--------|----------|
| id | name |
| 1 | User |
| 2 | Admin |

表二：

|---------------|--------------|------------|---------------|----------|----|-----------|
| users 用户表 | | | | | | |
| 名称 | 类型 | NOT NULL约束 | PRIMARY KEY约束 | UNIQUE约束 | 默认 | 外键 |
| id | INTEGER | √ | √ | | | |
| number | VARCHAR(128) | | | | | |
| username | VARCHAR(64) | | | | | |
| password_hash | VARCHAR(128) | | | | | |
| role_id | INTEGER | | | | | roles(id) |

CREATE TABLE users (
	id INTEGER NOT NULL, 
	number VARCHAR(128), 
	username VARCHAR(64), 
	password_hash VARCHAR(128), 
	role_id INTEGER, 
	PRIMARY KEY (id), 
	UNIQUE (password_hash), 
	FOREIGN KEY(role_id) REFERENCES roles (id)
)

表中实体：

|----|-----------------------------------------------------------|----------|-----------------------------------------------------------------------------------------------|---------|
| id | number | username | password_hash | role_id |
| 1 | zhaowrenee@gmail.com | Admin | pbkdf2:sha256:50000V4ZV7KEr42b0a9825baa100fa800d0544632a1ad7d6130504ef6c397ecfa6b02ca99298d | 2 |
| 2 | mshi@hotmail.com | 袁帅 | pbkdf2:sha256:50000 d1c334fe90415612c0d99301d45f3e5f9c3f482726cde598259d19ff1228c217 | 1 |
| 3 | yaoxiuying@mingding.org | 刘东 | pbkdf2:sha256:50000rNv7gYzZ381113b96a85934496fe06a2796893fb85689b71c373e97a5e4d9d3adfd5ef26 | 1 |
| 4 | vfan@hotmail.com | 吴娟 | pbkdf2:sha256:50000cA7RmNVD7136167bd1c3163b0ec221638b8644f12f093f3450ecc4f631c72840e26f31f3 | 1 |
| 5 | panjuan@hotmail.com | 刘玉珍 | pbkdf2:sha256:50000hSqUMhqa5dd222a191f376127e3dceb8244310cc7114dcceaa2d3bc5fa585a9429f66a02 | 1 |

表三：

|---------------|-------------|------------|---------------|----------|----|-----------|
| devices 设备表 | | | | | | |
| 名称 | 类型 | NOT NULL约束 | PRIMARY KEY约束 | UNIQUE约束 | 默认 | 外键 |
| id | INTEGER | √ | √ | | | |
| device_id | VARCHAR(64) | | | | | |
| lab | VARCHAR(64) | | | | | |
| name | VARCHAR(64) | | | | | |
| password_hash | DATETIME | | | | | |
| user_id | VARCHAR(64) | | | | | users(id) |

CREATE TABLE devices (
	id INTEGER NOT NULL, 
	lab VARCHAR(64), 
	name VARCHAR(64), 
	time DATETIME, 
	user_id VARCHAR(64), 
	PRIMARY KEY (id), 
	FOREIGN KEY(user_id) REFERENCES users (id)
)

表中实体：

|----|-------------|-----------|----------|----------------------------|---------|
| id | device_id | lab | name | time | user_id |
| 2 | 2020-QS-002 | 趋势传媒实验室 | 专业VR镜头 | 2020-03-31 22:12:17.000000 | 6 |
| 3 | 2020-LY-003 | 凌云科技实验室 | 专业VR镜头 | 2020-03-15 02:36:25.000000 | 6 |
| 4 | 2020-MX-004 | 盟新传媒实验室 | 联想启天2100 | 2020-03-16 23:44:42.000000 | 1 |
| 5 | 2020-CH-005 | 创汇网络实验室 | DSP实验箱 | 2020-01-17 03:29:31.000000 | 8 |
| 6 | 2020-LT-006 | 联通时科网络实验室 | 功率变换器 | 2020-04-06 07:49:29.000000 | 3 |
| 7 | 2020-HR-007 | 鸿睿思博网络实验室 | 双踪示波器 | 2020-03-05 00:48:16.000000 | 4 |
| 8 | 2020-TY-008 | 天益科技实验室 | 联想启天2100 | 2020-03-03 23:57:45.000000 | 11 |
| 9 | 2020-LY-009 | 凌颖信息信息实验室 | 投影机 | 2020-02-03 20:11:21.000000 | 10 |
| 10 | 2020-DM-010 | 迪摩科技实验室 | 曙光天阔服务器 | 2020-02-12 20:46:27.000000 | 1 |
| 11 | 2020-LR-011 | 联软传媒实验室 | 联想启天2100 | 2020-02-21 11:02:09.000000 | 11 |

展示后修改及优化说明

1. 对设备ID进行改进

通常设备编号都有其实际含义，而且通常有使用年限的规定。所以我在展示后对ID进行设计，更加符合实际情况。

id的格式为购置年份-实验室名称前两字的拼音大写字母缩写-设备编号（三位数补全）

其中，提取实验室名称的拼音大写字母缩写，我通过利用xpinyin包来完成。

页面中显示的"设备编号"为人为构造的"设备id"，区别于数据库表中自动生成的id。

2. 删除设备时进行安全性提示

因为增加了删除设备这一附加功能，而设备删除是一个具有安全隐患的操作。为了避免发生误操作的情况，在点击"删除"按钮后系统会提示"确定要删除吗？"，此时只有点击"确定"时才会执行删除操作。

整体效果及操作流程

1. 登录页面：

如果输入错误密码：

如果输入非管理员账号：

2. 查看设备列表：

为了批量生成数据，使用python中的faker包来生成不同类型和格式的随机数据来模拟真实情形

其中，设定系统的管理员拥有顶级权限，即可以管理设备购置记录，并且我这里附加了一个功能：其本身购置的设备记录用红色背景标出，表明其重要性。

3. 增加设备：

这里对输入数据进行合法性验证：

• 设备名不能为空/长度超出32个字符
• 购置人必须是数据库中的用户，这里主要是为了确保我们拥有购置人的详细信息（比如说邮箱等），否则我们无法确认购置人的身份、无法联系到他。

4. 删除设备：

这里考虑了可能有设备废弃或者是转让，需要删除设备的情况。

拥有顶级权限的管理员本人购置的设备无法删除。

5. 关键词搜索：

6. 注销：

完成操作后点击注销，即可退出登录，此时返回登录页面，因为之前选择了记住密码，下次可直接登录。