软件工程课程设计-校园卡

软件工程课程设计-校园卡摘要：本软件工程课程设计围绕校园卡系统展开。详细阐述了校园卡系统的需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及测试等阶段。通过该课程设计，旨在开发一个功能完善、稳定可靠的校园卡系统，实现校园内各类消费、身份识别等功能，提高校园管理效率和服务质量。一、引言（一）项目背景随着信息化技术在校园管理中的广泛应用，校园卡系统成为了校园数字化建设的重要组成部分。校园卡集身份识别、消费支付等多种功能于一体，方便了师生的校园生活，提高了学校管理的便捷性和准确性。（二）项目目标1.实现校园卡的基本功能，包括充值、消费、查询余额等。2.支持多种消费场景，如图书馆借阅、食堂就餐、超市购物等。3.具备良好的安全性，保障用户信息和资金安全。4.提供简洁易用的用户界面，方便师生操作。二、需求分析（一）用户需求1.学生用户能够方便快捷地进行校园卡充值。在不同消费场所进行消费，如食堂刷卡就餐、超市购物、图书馆借阅等。随时查询校园卡余额、消费记录等信息。2.教职工用户除具备学生用户的基本功能外，还可能涉及到一些特殊权限，如门禁管理等。3.管理员用户负责校园卡系统的后台管理，包括用户信息管理、卡片管理、充值管理、消费记录查询与统计等。（二）功能需求1.充值功能支持多种充值方式，如现金充值、银行卡充值、线上充值等。记录每次充值的金额、时间、充值方式等信息。2.消费功能能够在不同消费终端上进行消费，消费终端应具备快速识别校园卡并完成交易的功能。记录消费金额、消费时间、消费场所等信息。3.查询功能用户可以查询校园卡余额、消费明细等信息。管理员可以查询所有用户的相关信息及统计数据。4.挂失与解挂功能用户丢失校园卡后可及时挂失，防止卡片被盗用。在找回卡片后可进行解挂操作。5.补卡功能当校园卡损坏或丢失且挂失后，用户可申请补卡。补卡时应确保新卡与原卡信息一致，并转移原卡余额。（三）性能需求1.响应时间充值、消费等操作的响应时间应控制在较短时间内，一般不超过3秒。2.并发处理能力系统应能够支持一定数量的用户同时进行操作，如在高峰时段保证不出现卡顿现象。3.数据准确性确保用户信息、交易记录等数据的准确性，数据误差率应控制在极小范围内。（四）安全性需求1.用户身份认证采用合适的身份认证方式，如密码、指纹识别等，确保只有合法用户能够操作校园卡系统。2.数据加密对用户信息、交易数据等进行加密处理，防止数据泄露和篡改。3.访问控制严格控制不同用户角色对系统功能的访问权限，管理员具有最高权限，学生和教职工具有相应的操作权限。三、总体设计（一）系统架构1.表现层提供用户与系统交互的界面，包括充值页面、消费页面、查询页面等。采用图形化界面设计，方便用户操作。2.业务逻辑层负责处理系统的业务逻辑，如充值业务、消费业务、查询业务等。对业务规则进行封装，提高代码的可维护性和复用性。3.数据访问层与数据库进行交互，实现数据的存储和读取。包括用户信息、卡片信息、充值记录、消费记录等数据的管理。（二）模块划分1.用户管理模块负责管理用户的基本信息，包括注册、登录、信息修改等功能。2.卡片管理模块处理校园卡的发行、挂失、解挂、补卡等操作。3.充值管理模块实现多种充值方式的管理，记录充值信息。4.消费管理模块管理校园卡的消费业务，与消费终端进行交互。5.查询统计模块提供用户和管理员的查询功能，以及消费数据的统计分析。（三）数据库设计1.用户表（User）字段：用户ID、姓名、性别、学号/工号、密码、联系方式等。2.卡片表（Card）字段：卡片ID、用户ID、卡片状态（正常/挂失/损坏）、余额等。3.充值记录表（RechargeRecord）字段：充值记录ID、卡片ID、充值金额、充值时间、充值方式等。4.消费记录表（ConsumptionRecord）字段：消费记录ID、卡片ID、消费金额、消费时间、消费场所等。四、详细设计（一）用户管理模块详细设计1.注册功能用户输入注册信息，包括姓名、学号/工号、密码等。系统对输入信息进行合法性验证，如学号/工号是否符合格式要求，密码强度是否满足条件等。验证通过后将用户信息插入到用户表中。2.登录功能用户输入学号/工号和密码。系统查询用户表，验证输入的信息是否与数据库中的记录匹配。若匹配成功，则生成用户会话，允许用户登录系统；否则提示登录失败。（二）卡片管理模块详细设计1.发行卡片功能管理员在系统中输入用户ID，系统自动生成唯一的卡片ID。将卡片信息（包括卡片ID、用户ID、初始余额等）插入到卡片表中，卡片状态设置为正常。2.挂失卡片功能用户或管理员提交挂失请求，输入卡片ID。系统查询卡片表，将指定卡片的状态设置为挂失。3.解挂卡片功能用户或管理员提交解挂请求，输入卡片ID。系统查询卡片表，将指定卡片的状态设置为正常。4.补卡功能用户提交补卡申请，输入卡片ID。系统查询卡片表，获取原卡信息，如用户ID、余额等。生成新的卡片ID，将新卡片信息插入卡片表，同时将原卡余额转移到新卡，并将原卡状态设置为已补卡。（三）充值管理模块详细设计1.现金充值功能用户选择现金充值方式，输入充值金额。系统验证充值金额是否在规定范围内。获取用户卡片ID，查询卡片表，更新卡片余额，并插入充值记录到充值记录表中。2.银行卡充值功能用户输入银行卡信息和充值金额。系统调用支付接口进行银行卡验证和充值操作。充值成功后，更新卡片余额并记录充值信息。3.线上充值功能用户选择线上充值平台（如微信、支付宝等），扫描二维码进行充值。线上平台返回充值结果，系统更新卡片余额并记录充值信息。（四）消费管理模块详细设计1.消费终端交互功能消费终端读取校园卡信息，发送消费请求到系统。系统查询卡片表，验证卡片状态是否正常以及余额是否足够。若验证通过，扣除相应消费金额，更新卡片余额，并插入消费记录到消费记录表中。向消费终端返回消费结果。（五）查询统计模块详细设计1.用户查询功能用户登录系统后，可在界面上选择查询余额或消费记录。系统根据用户提供的卡片ID，查询卡片表获取余额信息，或查询消费记录表获取消费明细信息，并展示给用户。2.管理员查询统计功能管理员登录系统后，可查询所有用户的信息、卡片信息、充值记录、消费记录等。系统提供统计功能，如按时间段统计消费总额、按消费场所统计消费次数等，并生成相应报表供管理员查看。五、编码实现（一）开发环境1.编程语言：选择Java语言进行开发。2.开发工具：使用IntelliJIDEA作为集成开发环境。3.数据库：采用MySQL数据库存储系统数据。（二）关键代码示例1.用户注册代码片段```javapublicclassUserRegistration{publicvoidregisterUser(Useruser){Stringsql="INSERTINTOUser(name,studentId,password,contact)VALUES(?,?,?,?)";try(Connectionconn=DriverManager.getConnection(url,username,password);PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql)){pstmt.setString(1,user.getName());pstmt.setString(2,user.getStudentId());pstmt.setString(3,user.getPassword());pstmt.setString(4,user.getContact());pstmt.executeUpdate();}catch(SQLExceptione){e.printStackTrace();}}}```2.卡片挂失代码片段```javapublicclassCard挂失{publicvoid挂失Card(StringcardId){Stringsql="UPDATECardSETstatus='挂失'WHEREcardId=?";try(Connectionconn=DriverManager.getConnection(url,username,password);PreparedStatementpstmt=conn.prepareStatement(sql)){pstmt.setString(1,cardId);pstmt.executeUpdate();}catch(SQLExceptione){e.printStackTrace();}}}```3.消费功能代码片段```javapublicclassConsumption{publicvoidconsume(StringcardId,doubleamount,Stringlocation){Stringsql1="SELECTbalanceFROMCardWHEREcardId=?";Stringsql2="UPDATECardSETbalance=balance?WHEREcardId=?";Stringsql3="INSERTINTOConsumptionRecord(cardId,amount,consumptionTime,location)VALUES(?,?,NOW(),?)";try(Connectionconn=DriverManager.getConnection(url,username,password);PreparedStatementpstmt1=conn.prepareStatement(sql1);PreparedStatementpstmt2=conn.prepareStatement(sql2);PreparedStatementpstmt3=conn.prepareStatement(sql3)){pstmt1.setString(1,cardId);ResultSetrs=pstmt1.executeQuery();if(rs.next()){doublebalance=rs.getDouble("balance");if(balance>=amount){pstmt2.setDouble(1,amount);pstmt2.setString(2,cardId);pstmt2.executeUpdate();pstmt3.setString(1,cardId);pstmt3.setDouble(2,amount);pstmt3.setString(3,location);pstmt3.executeUpdate();}else{System.out.println("余额不足");}}}catch(SQLExceptione){e.printStackTrace();}}}```六、测试（一）测试计划1.测试目标验证校园卡系统是否满足需求规格说明书中的各项功能、性能和安全性要求。2.测试范围涵盖用户管理、卡片管理、充值管理、消费管理、查询统计等所有功能模块。3.测试方法采用黑盒测试方法，包括等价类划分、边界值分析、因果图等。同时进行部分白盒测试，对关键代码逻辑进行覆盖测试。4.测试人员安排由项目团队成员共同参与测试，包括开发人员、测试人员等。（二）测试用例1.用户注册测试用例用例1：合法信息注册输入：姓名（合法）、学号（合法）、密码（符合强度要求）、联系方式（合法）。预期输出：注册成功，用户信息插入数据库。用例2：非法学号注册输入：姓名（合法）、学号（不合法格式）、密码（符合强度要求）、联系方式（合法）。预期输出：提示学号格式错误，注册失败。2.卡片挂失与解挂测试用例用例1：挂失卡片输入：卡片ID。预期输出：卡片状态变为挂失。用例2：解挂卡片输入：已挂失的卡片ID。预期输出：卡片状态变为正常。3.充值功能测试用例用例1：现金充值输入：卡片ID、充值金额（合法）。预期输出：卡片余额增加，生成充值记录。用例2：超出限额充值输入：卡片ID、超出限额的充值金额。预期输出：提示充值金额超出限额，充值失败。4.消费功能测试用例用例1：正常消费输入：卡片ID、消费金额（小