基于Django框架的仓储管理平台设计

基于Django框架的仓储管理平台设计

李琴 毛建勇

（中国电子科技集团公司第五十研究所）

摘  要：本文设计了一种基于Django框架的仓储管理平台软件。软件遵循MVC开发模式，利用Django、Bootstrap等技术开发该平台，整合Redis非关系型数据库处理数据，采用Postgresql数据库管理表单，并部署到Apache服务器上。该平台实现了用户管理、数据管理、出入库管理等功能。管理员可以通过Django后台管理模块对平台进行管理，用户可以通过浏览器访问平台，无需安装专门的客户端程序。

1 引言

基于中国企业精益管理的现状，为适应智能制造和管理升级的需要，我们根据企业特点，结合科研和小批次生产实际需要，设计了应用于精益仓储管理系统的仓储管理平台。该管理系统通过入库管理、储存管理、出库管理、安全管理、库存控制等功能，综合批次管理、对物料实行先入先出管理和实时库存管理等功能综合运用，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理，最终提高企业仓库存储空间的利用率及企业物料管理的质量和效率，降低企业库存成本，提升企业市场竞争力。仓储管理平台软件作为该系统的应用程序，主要完成对系统的信息输入、数据管理等功能，并对管理过程进行实时记录，帮助管理人员利用本软件来完成对仓储系统的监督和管理。

针对系统需求，本文设计了一种基于Django框架的仓储管理平台软件。Django使用Python语言编写，基于MVC设计模式，是功能丰富的快速Web开发框架。平台部署到Apache服务器上，用户可以通过浏览器对服务器进行访问，从而获取管理系统的相关信息。

2 Django框架

2.1 基于Python语言的Web框架

图1 Web开发技术栈

Python语言是一门开源的、跨平台的、面向对象的、解释性的动态脚本语言，拥有强大的标准库和功能丰富的第三方模块。依靠这些库和模块，Python能轻松调用其他语言编写的模块，因此也被称为“胶水语言”。Python也广泛应用于Web开发中。

图1显示了基于Python的Web开发技术栈。其中，Django是Python最著名的Web框架。它利用对象关系映射（Object Relational Mapping， ORM）机制定义和操纵数据库，使开发者可以构建出独立于具体数据库引擎的Web应用。同时内置了后台管理模块，可以方便地管理Web应用。

在设计本平台软件时，我们选择以下技术进行开发：

前端框架：采用Bootstrap框架。该框架可以实现样式丰富、风格清晰的界面效果。

Web服务器：Apache服务器。Apache是Apache HTTP Server的简称，是一个优秀的网页服务器。

缓存配置：Redis非关系型数据库，它是使用C编写的基于内存的NoSQL数据库，是目前最流行的键值对存储数据库。

数据库：Postgresql数据库。它通过关系型的方式将数据元素组织到一起。这种相互关联的结构，使得数据访问效率较高，同时还具有很强的灵活性。

2.2 MTV设计模式

Django基于MVC设计模式，即Model（模型）+View（视图）+Controller（控制器）设计模式，但对其进行了修改，形成了MTV设计模式，把视图分成View和Template两部分，将动态的逻辑处理与静态的页面展现分离开。Model采用ORM技术，将关系型数据库表抽象成面向对象的Python类，将表操作转换成类操作，避免了复杂的SQL语句编写。

模型（Model）：用于封装与应用程序的业务逻辑相关的数据及对数据的处理方法。

模板（Template）：将数据与HTML语言结合起来的引擎。

视图（View）：负责实际的业务逻辑实现。

Django的MTV模型组织可参考图2所示：

图2 Django的MTV模型组织

2.3 Django框架的核心组件

基于MTV设计模式，Django包含了如下核心组件：

（1）对象关系映射ORM：将关系型数据库中的数据映射为程序中的对象。

（2）自动化的后台管理界面：这是Django自带的后台管理界面，它可以灵活的管理网站数据。

（3）表单处理：这是Django的特性，可以从数据模型直接生成表单，同时自带对表单的有效性检验。

（4）模版系统：Django模版系统含有很多内置的tags和filters，可以直接使用。

（5）URLconf：相当于MVC中的Controller，根据正则表达式来匹配相应的URL，再调用相应的处理函数。所以，我们可以根据自己的爱好设计URL，当URL改变时，不必修改对应的视图处理函数。

2.4 Django框架的工作机理

Django框架在运行时，分为如下几个步骤：

（1）用manage.py runserver命令行语句开启Django服务器时就载入了在同一目录下的settings.py。该文件包含了项目中的配置信息，如前面讲的

URLConf等。

（2）一旦开始访问URL，Django会根据ROOT_URLCONF的配置情况来装载URLConL。

（3）而后按顺序逐一与URLConf里的URLpatterns配对，如果找到则会执行对应的视图函数，并把HttpRequest对象作为第一个参数（通常是request）。

（4）最终由该view函数返回一个用来作为响应的HttpResponse对象。

以上步骤通常按照先后顺序依次执行，但遇到异常发生，也可能从中间某个步骤开始向下执行。

3 系统设计与实现

3.1 系统功能

仓储管理平台软件主要完成对仓储管理系统的信息输入、数据管理、用户管理等功能，并对管理过程进行实时记录。主要功能包括：

（1）用户管理：对不同权限的用户进行管理，包括管理员和普通用户两种权限。普通用户可实时查询日志，管理员还具备参数设置等权限；

（2）入库管理：对输入的工艺文件进行处理，采集工作令号、单板级名称、元器件明细等数据，生成入库信息；

（3）出库管理：根据工艺卡中的工序，进行批次领取库存；

（4）库存控制：按照不同类型进行库存分类管理，包括结构件、电信件等；

（5）日志功能：对系统输入和输出信息等进行存储，形成日志信息，便于用户查询历史数据。

针对这些功能需求，分别对Django的数据模型（Model）、模板（Template）和视图（View）进行设计。

3.2数据模型设计

本软件采用关系型数据库Postgresql来管理系统数据信息。设计数据库时，需要在应用环境中，运用合理的方法设计并抽象出最佳的数据模型，建立数据库，并以此为基础搭建上层的应用系统，创建出的数据库要能有效存取数据，满足用户的特定要求。

对本系统而言，最基本的需求是将用户信息、输入信息、库存信息等保存在数据库中，方便随时存取，并对前端调用提供支持，需要用4张表来存放相关数据，分别是：用户信息表、工序信息表、入库信息表、出库信息表。

表1 用户信息表

表2 工序信息表

表3 入库信息表

表4 出库信息表

3.3模板及前端设计

Django模板是含有Django标签的HTML文件。模板能够继承，基类模板可以派生出一系列子模板。在Django工程的每一个应用里面，新建一个名为templates的文件夹，该文件夹是存放HTML模板的默认位置。如果要添加新的存放模板的路径，则需要对settings.py配置文件进行修改。在该配置文件下有一个名为TEMPLATE DIRS的元组，如果需要新建存放模板文件的路径，那么就将新路径添加到元组里面。

本系统中总共有5个模版，分别用于登录页面、管理主页面、日志页面、入库页面和出库页面。设计模板时，考虑到页面的美化效果，我们将系统所有的表单在HTML页面中重写，采用Bootstrap前端框架，呈现给用户较好的页面视觉效果，基于Html5结合CSS样式设计对五个页面进行合理的划分，使每个页面的布局清晰合理，采用JavaScript及JQuery定时器功能实时接收传入后端数据库中的报警信息，并呈现在页面表格中。

3.4视图设计

视图的功能是通过视图函数来执行的。在Django工程中，views.py文件里面保存的是该应用的视图函数，用户每发送一次请求，就会有一个对应的视图函数对请求进行处理，处理的结果一般是返回一个HTML模板给用户，该HTML模版里面包含用户浏览网页所要获取的信息。也就是通过这样的方式，实现了前端（客户端）与后端（服务器）的分离。视图函数以request对象为参数，request对象是从网页端提交的请求，视图函数处理请求之后，返回

HttpResponse对象。下面按照网站功能分别介绍几个主要的视图模块及页面效果。

（1）登录模块：用户浏览网页时，首先打开网站首页。该页面用于不同权限的用户进行登录，有管理员及普通用户两种权限。它包含输入验证，登录成功后跳转监控界面，如图3所示。

图3 用户登录示意图

（2）管理员模块：管理员使用Django框架自带的管理模块进行后台数据管理，如图4所示。

（3）日志模块：提供信息筛选、查询、导出、列表展示等功能。如图5所示。

（4）入库管理模块：包含添加、导入、当前物料信息的编辑、删除操作及分页功能。如图6所示。

（5）出库管理模块：包含添加、导入、当前物料信息的编辑、删除操作及分页功能。如图7所示。

图4 站点管理示意图

图5 日志示意图

图6 入库管理示意图

图7 出库管理示意图

4 结语

本文以Django框架为基础，设计了一种仓储管理平台软件。实际使用结果表明，该平台能够完成信息浏览、用户注册、登录、页面实时刷新、日志查询和结果统计等功能，较好地完成了预期目标。采用Django框架来开发Web应用，不仅能提高开发效率，降低平台开发的复杂度，还简化了平台后期的更新和维护。由于采用了B/S模式，用户不用安装额外的客户端软件，从而提高了系统的易用性。

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