一、项目背景:智慧校园基础设施管理的数字化革新
随着高校规模的不断扩大和信息化建设的深入推进,传统水电设备管理模式面临着设备分散、维护困难、数据统计复杂等严峻挑战。据统计,2023年中国高校平均水电设备数量超过5000台,但传统人工管理方式无法满足现代化、精细化的管理需求。
在"智慧校园"和"绿色校园"建设浪潮的推动下,基于Spring Boot的大学城水电管理系统应运而生。该系统采用先进的B/S架构,整合设备管理、维护保养、状态监控、数据分析等核心功能,构建"管理员统筹-用户参与"的双向协同管理模式,为校园水电设施提供全方位的数字化管理解决方案。
二、技术架构:水电管理系统的全栈技术选型
项目以"稳定性、实时性、智能化"为设计理念,采用业界主流的Java Web技术栈:
| 技术模块 | 具体工具/技术 | 核心作用 |
|---|---|---|
| 后端框架 | Spring Boot 2.x | 快速构建系统,简化配置,提供完整解决方案 |
| 数据库 | MySQL 8.0 | 存储设备业务数据,保证数据安全可靠 |
| 前端技术 | Thymeleaf + Bootstrap + JavaScript | 构建响应式界面,优化用户体验 |
| 安全框架 | Spring Security | 提供身份认证和权限控制 |
| 服务器 | Tomcat 9.0 | 部署Web应用,处理业务逻辑 |
| 开发工具 | IDEA + Navicat | 集成开发环境与数据库管理 |
三、项目全流程:6步完成水电管理系统开发
3.1 第一步:需求分析——明确系统核心价值
传统水电管理存在"设备分散、维护滞后、数据孤立"三大痛点,本系统聚焦"精细管理、智能维护、数据驱动",核心需求如下:
3.1.1 功能性需求
-
双角色权限体系
- 管理员:个人中心、用户管理、领用设备管理、消耗设备管理、设备申请管理、设备派发管理、状态汇报管理、领用报表管理、消耗报表管理、班组报表管理、个人报表管理、用户反馈管理、维护保养管理、设备检测管理、设备维修管理、报修信息管理、定期修复管理、修理计划管理;
- 用户:个人中心、领用设备管理、消耗设备管理、设备申请管理、设备派发管理、状态汇报管理、用户反馈管理、报修信息管理。
-
核心设备管理功能
- 设备管理:设备信息维护、状态跟踪、分类管理;
- 领用管理:设备领用申请、审批流程、状态更新;
- 维护管理:保养计划、维修记录、检测管理;
- 报表分析:各类统计报表、数据分析、趋势预测。
3.1.2 非功能性需求
- 系统性能:支持1000+设备并发管理,关键操作响应时间<2秒;
- 数据安全:设备信息准确性保障,操作记录完整性;
- 系统可用性:99.5%的系统可用性,关键时期稳定运行;
- 操作便捷:界面简洁直观,符合设备管理使用习惯。
3.2 第二步:系统设计——构建整体架构
系统采用经典的三层架构模式,确保各层职责清晰:
3.2.1 系统总体架构
-
表现层
- 用户界面:基于Thymeleaf动态生成页面,双角色差异化展示;
- 交互控制:处理用户请求、数据验证、页面跳转。
-
业务逻辑层
- 核心服务:用户服务、设备服务、维护服务、报表服务;
- 业务规则:权限验证、业务流程、数据校验。
-
数据访问层
- 数据持久化:Spring Data JPA实现数据库操作;
- 事务管理:确保设备数据的一致性。
3.2.2 核心数据库设计
系统设计多个核心业务表,确保设备数据的完整性和业务连续性:
| 表名 | 核心字段 | 作用 |
|---|---|---|
| yonghu(用户表) | id、zhanghao、mima、xingming、nianling、xingbie、shouji、zhaopian | 存储用户基本信息 |
| lingyongshebei(领用设备表) | id、shebeibianhao、shebeimingcheng、tupian、shuliang、zhuangtai、yongtu | 存储领用设备信息 |
| xiaohaoshebei(消耗设备表) | id、shebeibianhao、shebeimingcheng、tupian、shuliang、zhuangtai、yongtu | 存储消耗设备信息 |
| shebeishenqing(设备申请表) | id、zhanghao、xingming、shifoushenqing、shebeimingcheng、shuliang、shenqingyuanyin | 存储设备申请记录 |
3.3 第三步:后端核心功能实现——Spring Boot架构
基于Spring Boot框架实现系统核心功能,重点解决"设备管理""维护保养""数据分析"等核心业务场景:
3.3.1 设备管理功能实现
@RestController
@RequestMapping("/api/equipment")
public class EquipmentController {
@Autowired
private EquipmentService equipmentService;
/**
* 添加领用设备
*/
@PostMapping("/receive/add")
public ResponseEntity<?> addReceiveEquipment(@RequestBody ReceiveEquipmentAddDTO addDTO) {
try {
// 参数验证
if (StringUtils.isEmpty(addDTO.getShebeibianhao()) ||
StringUtils.isEmpty(addDTO.getShebeimingcheng())) {
return ResponseEntity.badRequest().body("设备编号和名称不能为空");
}
ReceiveEquipment equipment = new ReceiveEquipment();
equipment.setShebeibianhao(addDTO.getShebeibianhao());
equipment.setShebeimingcheng(addDTO.getShebeimingcheng());
equipment.setTupian(addDTO.getTupian());
equipment.setShuliang(addDTO.getShuliang());
equipment.setZhuangtai("可用");
equipment.setYongtu(addDTO.getYongtu());
equipment.setShebeixiangqing(addDTO.getShebeixiangqing());
equipment.setDengjiriqi(new Date());
equipment.setAddtime(new Date());
ReceiveEquipment result = equipmentService.addReceiveEquipment(equipment);
return ResponseEntity.ok(result);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError()
.body("添加领用设备失败:" + e.getMessage());
}
}
/**
* 设备申请
*/
@PostMapping("/apply")
public ResponseEntity<?> applyEquipment(@RequestBody EquipmentApplyDTO applyDTO) {
try {
// 验证设备存在且可用
ReceiveEquipment equipment = equipmentService.getReceiveEquipmentByName(applyDTO.getShebeimingcheng());
if (equipment == null) {
return ResponseEntity.badRequest().body("设备不存在");
}
if (!"可用".equals(equipment.getZhuangtai())) {
return ResponseEntity.badRequest().body("设备当前不可用");
}
if (equipment.getShuliang() < applyDTO.getShuliang()) {
return ResponseEntity.badRequest().body("设备数量不足");
}
EquipmentApply apply = new EquipmentApply();
apply.setZhanghao(applyDTO.getZhanghao());
apply.setXingming(applyDTO.getXingming());
apply.setShifoushenqing("是");
apply.setShebeimingcheng(applyDTO.getShebeimingcheng());
apply.setShuliang(applyDTO.getShuliang());
apply.setShenqingyuanyin(applyDTO.getShenqingyuanyin());
apply.setShenqingshijian(new Date());
apply.setSfsh("待审核");
apply.setAddtime(new Date());
EquipmentApply result = equipmentService.applyEquipment(apply);
return ResponseEntity.ok(result);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError()
.body("设备申请失败:" + e.getMessage());
}
}
/**
* 获取设备列表
*/
@GetMapping("/receive/list")
public ResponseEntity<?> getReceiveEquipmentList(
@RequestParam(required = false) String status,
@RequestParam(required = false) String keyword,
@RequestParam(defaultValue = "1") int page,
@RequestParam(defaultValue = "10") int size) {
try {
EquipmentQuery query = new EquipmentQuery();
query.setStatus(status);
query.setKeyword(keyword);
query.setPage(page);
query.setSize(size);
PageResult<ReceiveEquipmentVO> result = equipmentService.getReceiveEquipmentList(query);
return ResponseEntity.ok(result);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError()
.body("获取设备列表失败:" + e.getMessage());
}
}
}
3.3.2 维护保养功能实现
@Service
@Transactional
public class MaintenanceService {
@Autowired
private MaintenanceMapper maintenanceMapper;
@Autowired
private EquipmentMapper equipmentMapper;
/**
* 创建维护保养计划
*/
public Maintenance createMaintenance(MaintenanceCreateDTO createDTO) {
Maintenance maintenance = new Maintenance();
maintenance.setWeihudanhao(generateMaintenanceNumber());
maintenance.setShebeimingcheng(createDTO.getShebeimingcheng());
maintenance.setWeihurenyuan(createDTO.getWeihurenyuan());
maintenance.setWeihuneirong(createDTO.getWeihuneirong());
maintenance.setWeihuriqi(createDTO.getWeihuriqi());
maintenance.setBeizhu(createDTO.getBeizhu());
maintenance.setAddtime(new Date());
maintenanceMapper.insert(maintenance);
return maintenance;
}
/**
* 设备检测
*/
public EquipmentDetection createDetection(DetectionCreateDTO createDTO) {
EquipmentDetection detection = new EquipmentDetection();
detection.setJiancedanhao(generateDetectionNumber());
detection.setShebeimingcheng(createDTO.getShebeimingcheng());
detection.setJiancerenyuan(createDTO.getJiancerenyuan());
detection.setJianceneirong(createDTO.getJianceneirong());
detection.setJianceriqi(new Date());
detection.setBeizhu(createDTO.getBeizhu());
detection.setAddtime(new Date());
maintenanceMapper.insertDetection(detection);
return detection;
}
/**
* 设备维修
*/
public EquipmentRepair createRepair(RepairCreateDTO createDTO) {
EquipmentRepair repair = new EquipmentRepair();
repair.setXiulidanhao(generateRepairNumber());
repair.setShebeimingcheng(createDTO.getShebeimingcheng());
repair.setXiulirenyuan(createDTO.getXiulirenyuan());
repair.setWentimiaoshu(createDTO.getWentimiaoshu());
repair.setXiuliriqi(new Date());
repair.setBeizhu(createDTO.getBeizhu());
repair.setAddtime(new Date());
maintenanceMapper.insertRepair(repair);
// 更新设备状态
updateEquipmentStatus(createDTO.getShebeimingcheng(), "维修中");
return repair;
}
/**
* 生成维护单号
*/
private String generateMaintenanceNumber() {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
String dateStr = sdf.format(new Date());
Random random = new Random();
return "WH" + dateStr + String.format("%04d", random.nextInt(10000));
}
}
3.3.3 状态监控功能实现
@RestController
@RequestMapping("/api/status")
public class StatusController {
@Autowired
private StatusService statusService;
/**
* 状态汇报
*/
@PostMapping("/report")
public ResponseEntity<?> reportStatus(@RequestBody StatusReportDTO reportDTO) {
try {
if (StringUtils.isEmpty(reportDTO.getShebeimingcheng()) ||
StringUtils.isEmpty(reportDTO.getShebeizhuangtai())) {
return ResponseEntity.badRequest().body("设备名称和状态不能为空");
}
StatusReport report = new StatusReport();
report.setHuibaobianhao(generateReportNumber());
report.setShebeimingcheng(reportDTO.getShebeimingcheng());
report.setShebeizhuangtai(reportDTO.getShebeizhuangtai());
report.setHuibaoshijian(new Date());
report.setZhanghao(reportDTO.getZhanghao());
report.setXingming(reportDTO.getXingming());
report.setSfsh("待审核");
report.setAddtime(new Date());
StatusReport result = statusService.reportStatus(report);
return ResponseEntity.ok(result);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError()
.body("状态汇报失败:" + e.getMessage());
}
}
/**
* 用户反馈
*/
@PostMapping("/feedback")
public ResponseEntity<?> submitFeedback(@RequestBody FeedbackSubmitDTO submitDTO) {
try {
if (StringUtils.isEmpty(submitDTO.getFankuibiaoti()) ||
StringUtils.isEmpty(submitDTO.getFankuineirong())) {
return ResponseEntity.badRequest().body("反馈标题和内容不能为空");
}
UserFeedback feedback = new UserFeedback();
feedback.setFankuibiaoti(submitDTO.getFankuibiaoti());
feedback.setShebeimingcheng(submitDTO.getShebeimingcheng());
feedback.setFankuineirong(submitDTO.getFankuineirong());
feedback.setFankuishijian(new Date());
feedback.setZhanghao(submitDTO.getZhanghao());
feedback.setXingming(submitDTO.getXingming());
feedback.setSfsh("待审核");
feedback.setAddtime(new Date());
UserFeedback result = statusService.submitFeedback(feedback);
return ResponseEntity.ok(result);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError()
.body("提交反馈失败:" + e.getMessage());
}
}
/**
* 报修信息
*/
@PostMapping("/repair")
public ResponseEntity<?> reportRepair(@RequestBody RepairReportDTO reportDTO) {
try {
if (StringUtils.isEmpty(reportDTO.getShebeimingcheng()) ||
StringUtils.isEmpty(reportDTO.getBaoxiuneirong())) {
return ResponseEntity.badRequest().body("设备名称和报修内容不能为空");
}
RepairInfo repair = new RepairInfo();
repair.setShebeimingcheng(reportDTO.getShebeimingcheng());
repair.setBaoxiuneirong(reportDTO.getBaoxiuneirong());
repair.setBaoxiuriqi(new Date());
repair.setZhanghao(reportDTO.getZhanghao());
repair.setXingming(reportDTO.getXingming());
repair.setSfsh("待审核");
repair.setAddtime(new Date());
RepairInfo result = statusService.reportRepair(repair);
return ResponseEntity.ok(result);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError()
.body("报修信息提交失败:" + e.getMessage());
}
}
/**
* 生成汇报编号
*/
private String generateReportNumber() {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
String dateStr = sdf.format(new Date());
Random random = new Random();
return "HB" + dateStr + String.format("%04d", random.nextInt(10000));
}
}
3.3.4 报表分析功能实现
@Service
public class ReportService {
@Autowired
private ReceiveEquipmentMapper receiveEquipmentMapper;
@Autowired
private ConsumeEquipmentMapper consumeEquipmentMapper;
@Autowired
private EquipmentApplyMapper equipmentApplyMapper;
/**
* 生成领用报表
*/
public ReceiveReport generateReceiveReport(String yuefen) {
ReceiveReport report = new ReceiveReport();
report.setBianhao(generateReportNumber());
report.setYuefen(yuefen);
report.setDengjiriqi(new Date());
report.setAddtime(new Date());
// 统计领用设备数据
List<ReceiveStatistic> statistics = receiveEquipmentMapper.getReceiveStatistics(yuefen);
int totalQuantity = statistics.stream().mapToInt(ReceiveStatistic::getLingyongshuliang).sum();
report.setShebeimingcheng("多种设备");
report.setLingyongshuliang(totalQuantity);
receiveEquipmentMapper.insertReceiveReport(report);
return report;
}
/**
* 生成消耗报表
*/
public ConsumeReport generateConsumeReport(String yuefen) {
ConsumeReport report = new ConsumeReport();
report.setBianhao(generateReportNumber());
report.setYuefen(yuefen);
report.setDengjiriqi(new Date());
report.setAddtime(new Date());
// 统计消耗设备数据
List<ConsumeStatistic> statistics = consumeEquipmentMapper.getConsumeStatistics(yuefen);
int totalQuantity = statistics.stream().mapToInt(ConsumeStatistic::getXiaohaoshuliang).sum();
report.setShebeimingcheng("多种设备");
report.setXiaohaoshuliang(totalQuantity);
consumeEquipmentMapper.insertConsumeReport(report);
return report;
}
/**
* 生成班组报表
*/
public TeamReport generateTeamReport(String yuefen) {
TeamReport report = new TeamReport();
report.setBianhao(generateReportNumber());
report.setYuefen(yuefen);
report.setDengjiriqi(new Date());
report.setAddtime(new Date());
// 统计班组数据
int receiveCount = receiveEquipmentMapper.countReceiveByMonth(yuefen);
int consumeCount = consumeEquipmentMapper.countConsumeByMonth(yuefen);
report.setLingyongshebei(receiveCount);
report.setXiaohaoshebei(consumeCount);
report.setZongshuliang(receiveCount + consumeCount);
receiveEquipmentMapper.insertTeamReport(report);
return report;
}
/**
* 生成个人报表
*/
public PersonalReport generatePersonalReport(String yuefen, String zhanghao) {
PersonalReport report = new PersonalReport();
report.setBianhao(generateReportNumber());
report.setYuefen(yuefen);
report.setZhanghao(zhanghao);
report.setDengjiriqi(new Date());
report.setAddtime(new Date());
// 统计个人数据
List<PersonalStatistic> statistics = equipmentApplyMapper.getPersonalStatistics(yuefen, zhanghao);
if (!statistics.isEmpty()) {
PersonalStatistic stat = statistics.get(0);
report.setXingming(stat.getXingming());
report.setShebeimingcheng(stat.getShebeimingcheng());
report.setLingyongshuliang(stat.getLingyongshuliang());
}
equipmentApplyMapper.insertPersonalReport(report);
return report;
}
/**
* 生成报表编号
*/
private String generateReportNumber() {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
String dateStr = sdf.format(new Date());
Random random = new Random();
return "BB" + dateStr + String.format("%04d", random.nextInt(10000));
}
}
3.3.5 系统管理功能实现
@Service
public class SystemService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Autowired
private EquipmentApplyMapper equipmentApplyMapper;
@Autowired
private StatusReportMapper statusReportMapper;
@Autowired
private UserFeedbackMapper userFeedbackMapper;
/**
* 审核设备申请
*/
public EquipmentApply reviewEquipmentApply(ReviewDTO reviewDTO) {
EquipmentApply apply = equipmentApplyMapper.selectById(reviewDTO.getId());
if (apply == null) {
throw new RuntimeException("申请记录不存在");
}
apply.setSfsh(reviewDTO.getStatus());
apply.setShhf(reviewDTO.getFeedback());
equipmentApplyMapper.update(apply);
// 如果审核通过,更新设备状态
if ("通过".equals(reviewDTO.getStatus())) {
updateEquipmentStatus(apply.getShebeimingcheng(), "已领用");
}
return apply;
}
/**
* 审核状态汇报
*/
public StatusReport reviewStatusReport(ReviewDTO reviewDTO) {
StatusReport report = statusReportMapper.selectById(reviewDTO.getId());
if (report == null) {
throw new RuntimeException("汇报记录不存在");
}
report.setSfsh(reviewDTO.getStatus());
report.setShhf(reviewDTO.getFeedback());
statusReportMapper.update(report);
return report;
}
/**
* 审核用户反馈
*/
public UserFeedback reviewUserFeedback(ReviewDTO reviewDTO) {
UserFeedback feedback = userFeedbackMapper.selectById(reviewDTO.getId());
if (feedback == null) {
throw new RuntimeException("反馈记录不存在");
}
feedback.setSfsh(reviewDTO.getStatus());
feedback.setShhf(reviewDTO.getFeedback());
userFeedbackMapper.update(feedback);
return feedback;
}
/**
* 更新设备状态
*/
private void updateEquipmentStatus(String shebeimingcheng, String status) {
// 更新领用设备状态
ReceiveEquipment receiveEquipment = receiveEquipmentMapper.selectByName(shebeimingcheng);
if (receiveEquipment != null) {
receiveEquipment.setZhuangtai(status);
receiveEquipmentMapper.update(receiveEquipment);
}
// 更新消耗设备状态
ConsumeEquipment consumeEquipment = consumeEquipmentMapper.selectByName(shebeimingcheng);
if (consumeEquipment != null) {
consumeEquipment.setZhuangtai(status);
consumeEquipmentMapper.update(consumeEquipment);
}
}
}
3.4 第四步:前端界面实现——设备管理风格设计
基于Thymeleaf + Bootstrap构建符合设备管理系统风格的用户界面:
3.4.1 管理员功能界面
- 设备看板:设备状态概览、维护统计、预警信息;
- 设备管理:设备信息维护、状态跟踪、分类管理;
- 维护管理:保养计划、维修记录、检测管理;
- 报表分析:各类统计报表、数据分析、趋势预测;
- 系统管理:用户管理、权限分配、审核管理。
3.4.2 用户功能界面
- 设备操作:设备申请、状态汇报、报修信息;
- 信息查询:设备状态查询、申请进度、历史记录;
- 反馈建议:问题反馈、使用建议、改进意见;
- 个人中心:信息维护、操作记录、消息通知。
3.5 第五步:系统测试——确保系统稳定可靠
通过全方位测试策略,验证水电管理系统的功能完整性与性能稳定性:
3.5.1 功能测试
设计覆盖核心设备管理场景的测试用例:
| 测试场景 | 测试用例 | 预期结果 | 实际结果 | 是否通过 |
|---|---|---|---|---|
| 设备申请 | 用户提交设备申请 | 申请成功,状态为待审核 | 申请成功,状态为待审核 | 是 |
| 状态汇报 | 用户汇报设备状态 | 汇报成功,等待审核 | 汇报成功,等待审核 | 是 |
| 维护保养 | 管理员创建保养计划 | 计划创建成功 | 计划创建成功 | 是 |
| 报表生成 | 管理员生成月度报表 | 报表生成成功 | 报表生成成功 | 是 |
3.5.2 性能与压力测试
- 并发测试:模拟500用户同时进行设备操作,系统响应正常;
- 数据一致性:设备状态、库存数量等关键数据准确同步;
- 安全性测试:权限控制有效,操作记录完整;
- 系统稳定性:长时间运行测试,内存使用稳定。
3.6 第六步:问题排查与优化——提升系统体验
开发过程中的核心问题及解决方案:
-
问题:设备状态同步冲突
解决方案:数据库乐观锁控制,状态机模式管理设备状态。 -
问题:报表生成性能
解决方案:异步报表生成,数据缓存,分页查询优化。 -
问题:设备申请流程复杂性
解决方案:设计标准化流程,状态跟踪,消息通知。 -
问题:移动端适配
解决方案:响应式设计优化,移动端专属功能。
四、毕业设计复盘:设备管理系统开发实践总结
4.1 开发过程中的技术挑战
- 业务复杂性:设备管理涉及多个环节,需要精细的业务流程设计;
- 数据准确性:设备状态和库存数量需要严格的数据一致性保证;
- 权限管理:多角色权限体系需要细致的权限控制;
- 报表分析:各类统计报表需要高效的数据处理和展示。
4.2 给后续开发者的建议
- 微服务架构:将系统拆分为用户服务、设备服务、维护服务、报表服务等;
- 物联网集成:集成传感器技术,实现设备状态自动监测;
- 移动端扩展:开发微信小程序,支持移动端设备管理;
- 大数据分析:建立设备使用分析平台,为采购决策提供数据支持;
- 预警预测:基于AI算法实现设备故障预警和维护预测。
五、项目资源与发展展望
5.1 项目核心资源
本项目提供完整的开发与部署资料:
- 后端源码:完整的Spring Boot项目源码(含业务逻辑层实现);
- 前端资源:Thymeleaf页面文件、CSS/JS样式、设备管理主题素材;
- 数据库脚本:MySQL建表语句、初始化数据、测试数据;
- 部署文档:环境配置指南、系统部署步骤、运维手册;
- API文档:基于Swagger的RESTful接口文档。
5.2 系统扩展方向
- 智能监控:集成AI摄像头和传感器,实现设备状态智能识别;
- 移动巡检:开发移动巡检APP,支持现场设备检查和维护;
- 数据可视化:建立设备数据大屏,实现数据实时可视化;
- 预测维护:基于机器学习算法实现设备故障预测和维护优化;
- 能耗分析:集成能耗监测,实现水电使用分析和优化;
- 资产管理:扩展资产全生命周期管理功能;
- 多校区管理:支持多校区设备统一管理和调度。
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