🧪 智慧实验室管理系统 (Smart Lab Management System)

IoT 赋能的各种耗材与实验室全生命周期管理平台

本项目是一款为高校实验室量身定制的数字化管理平台。它不仅包含传统的预约与审批流程，更通过 物联网（IoT）技术 打通了物理世界与数字世界，实现了基于 RFID 与重力感应 的耗材库存实时自动同步，解决了传统实验室管理中“账实不符”、物资流转不透明及信息滞后等核心痛点。

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🌟 项目亮点

• ⚡️ IoT 智能感知与同步：
  • 无感入库/盘点： 集成重力传感器与 RFID 技术，物品放上货架即可自动识别身份并同步重量数据至数据库，实时更新库存。
  • 公网穿透通信： 采用 Ngrok 隧道技术，实现本地开发环境与远程硬件设备的无缝 HTTP 通信。
• 🔄 全流程闭环业务： 实现了从“学生申请 -> 管理员审核 -> 自动扣减库存/占用时段”的完整业务流。
• 🛡 细粒度权限控制： 基于 Sa-Token 实现轻量级登录鉴权，支持管理员与学生角色权限分离，通过白名单机制保障硬件数据上报的安全与便捷。
• 📊 可视化体验优化： 前端采用 Vue3 + Element-Plus，支持首页数据看板，将抽象的传感器数据转化为可视化的实时库存动态。

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🛠️ 技术栈

☁️ 后端 (Backend)

• 核心框架： Spring Boot 3.x
• 数据库： MySQL 8.0
• 持久层： MyBatis-Plus (简化 CRUD 操作)
• 权限安全： Sa-Token (Token 鉴权、RBAC 角色校验、API 白名单)
• 工具库： Lombok, Maven, Fastjson/Jackson

💻 前端 (Frontend)

• 框架： Vue 3 (Composition API)
• UI 组件库： Element-Plus
• 网络请求： Axios
• 图标库： @element-plus/icons-vue

🤖 硬件与物联网 (IoT & Hardware)

• 感知层： Arduino / ESP32 开发板
• 传感器： HX711 重力传感器 (库存量化)、RC522 RFID 读写模块 (身份识别)
• 通信协议： HTTP POST (JSON Payload)
• 内网穿透： Ngrok (构建公网数据隧道)

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📡 IoT 架构与实现原理

本项目实现了物理层到应用层的端到端数据流转：

1. 物理感知层：
   • 硬件终端读取 RFID 标签（如 24fac1c7）获取物品唯一身份。
   • 实时采集重力数值（如 120.54g）作为剩余库存量。
2. 数据传输层：
   • 硬件将数据封装为标准 JSON：{"gravity": 120.54, "RFID": "24fac1c7"}。
   • 通过 Ngrok 隧道将数据发送至后端接口 /api/hardware/upload。
3. 业务逻辑层：
   • 日志记录：所有原始数据存入 device_data_logs 表，支持历史溯源。
   • 策略更新：后端根据 RFID 自动匹配 sys_consumable 表中的耗材，并实时更新其 count (库存) 字段。

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🚀 快速开始

1. 环境准备

• JDK 17+
• Node.js 16+
• MySQL 8.0+
• Ngrok (用于联调硬件)

2. 数据库初始化

1. 创建一个名为 lab_db 的数据库。
2. 运行项目根目录下 management/sql/lab_db.sql 文件，完成表结构及初始数据导入。

3. 后端启动

1. 使用 IDEA 打开 management 目录。
2. 修改 src/main/resources/application.yml 中的数据库用户名和密码。
3. 运行 ManagementApplication.java。
4. (可选) 启动 Ngrok：ngrok http 8080，获取公网地址用于硬件配置。

4. 前端启动

1. 终端进入 lab-system 目录。
2. 安装依赖：npm install
3. 启动开发服务器：npm run dev
4. 访问浏览器

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🔐 测试账号

角色	用户名	密码	权限内容
管理员	Anno	20100908	全权限：审批申请、人员管理、IoT 设备绑定、库存自动同步监控
学生	Tomori	20101122	基础权限：实验室预约、耗材申领、查看个人进度

(更多用户请在 sys_user 表中查看)

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📅 未来路线 (Roadmap)

• IoT 基础模块： 完成 RFID 与重力数据的上报与库存联动。
• 数据可视化大屏： 基于 ECharts 构建实验室环境与库存的 3D 可视化大屏。
• AI 智能助手： 接入 DeepSeek 大模型，通过自然语言查询“现在还有多少烧杯？”或“预约下周三实验室”。
• 异常告警： 当传感器数值骤降（如试剂泄漏或被盗）时，自动通过邮件/短信通知管理员。