python基于爬虫与文本挖掘的网络舆情监控系统

第二章开发工具和开发技术本系统在后台使用Python语言实现跨平台的处理，以B/S的结构方式以及django框架进行开发，数据库使用MySQL。2.1Python语言Python语言是荷兰guidovanrossum在1991年推出的一种免费开源语言，其开发的程序可读性非常强，非常适合初学者学习，功能强大并且易于开发，可扩展性很强，代码库也很丰富，它的应用范围也非常广，例如web应用开发、科学计算、人工智能等多个领域。自2005年开始，Python上涨的势头就非常明显，如今已经进入到3.0时代，近来在tiobe公布的2022年1月排行榜中，Python取得了第一的成绩，这说明Python语言在蓬勃发展并且其发展前景非常好。对于物联网专业的中职学生来说，学习Python语言不仅可以提高他们的专业水平和逻辑性，还可以提高他们的就业竞争力。2.2Django框架Django是一个开放源代码的Web应用框架，由Python写成。采用了MVT的框架模式，即模型M，视图V和模板T。它最初是被开发来用于管理劳伦斯出版集团旗下的一些以新闻内容为主的网站的，即是CMS(内容管理系统)软件。并于2005年7月在BSD许可证下发布。这套框架是以比利时的吉普赛爵士吉他手DjangoReinhardt来命名的。2.3Hadoop介绍Hadoop是一个开源的分布式计算平台，它使用简单的编程模型，基于集群的方式处理大量数据。Hadoop由两个主要部分组成：HadoopDistributedFileSystem（HDFS）和MapReduce。HDFS是一个高度容错性的文件系统，能够在低成本硬件上提供高吞吐量的数据访问。MapReduce是一种并行处理框架，能够将大规模数据集分解成多个小任务，并在集群中并行执行这些任务。Hadoop具有高可靠性、高扩展性和低成本等优点，被广泛应用于大数据存储和分析领域。2.4Scrapy介绍Scrapy是一个开源且强大的Python爬虫框架，用于快速开发和部署网络爬虫。它由Twisted异步网络库驱动，能够高效处理请求和响应，同时提供了一系列便捷的工具来解析网页、提取结构和存储数据。Scrapy的设计遵循了Don'tRepeatYourself(DRY)的原则，具有高度的模块化，支持中间件、管道和扩展，使得定制和扩展功能变得十分简便。此外，它还提供了丰富的命令行工具和API，使得爬虫的管理、监控和部署变得简单而直观。Scrapy广泛用于数据挖掘、信息收集以及自动化测试等领域，是数据工程师和开发者的重要工具之一。2.5MYSQL数据库数据库在软件项目中扮演着操作管理数据的角色同时还能够保证数据的独立性、一致性和安全性，并为系统访问数据提供有效方式不仅如此数据库还能大大减少程序员开发程序时间。在日常能够接触实用的一般有两类数据库，一类是以(Oracle，DB2，SQLServer，MySQL)为代表的关系型数据库和以(NoSql、MongeDB)为代表的非关系型数据库，两类数据库各有各的优缺点。其中非关系型数据库又分为网络数据库和层级数据库。-网络数据库是指在计算机网络系统中应用数据库技术然后借助网络技术将存储于数据库中的大量信息及时发布出去；在成熟的数据库技术的帮助下，计算机网络实现了对网络中的各种数据的有效管理，用户与网络中的数据库数据交互也借此得以进行。IMS也是最早研制成功的数据库系统。关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束构成了关系模型。2.6B/S架构B/S结构目前广泛应用于绝大部分系统搭建中，这种结构摒弃C/S结构客户端服务端不分离的缺点，具有更多的优势：（1）跨平台性：B/S的标准由标准化组织确立，适用于绝大多数的系统搭建，通用于应用之间。（2）低维护成本：客户端和服务器端分离，减轻了两端的压力，尤其是客户端，对客户端设备，硬件、软件要求都比较低，并且系统需要升级或维护时，只需要在服务器端升级或维护就可以，使相应的费用减少。

第三章需求分析在软件的命周期中，需求分析是其中关键的一环。需求分析过程中不仅要对系统应该实现的功能提出准确和完善的请求，还要考虑需求的可行性。需求分析对设计和实现一个系统具有决定性的重大意义。只有充分完整的需求分析才能为后续的系统开发过程和实现成果奠定基础。3.1需求描述根据日常实际需要，一方面需要在系统中实现基础信息的管理，同时还需要结合实际情况的需要，提供网络舆情监控管理功能，方便网络舆情监控管理工作的展开，综合考虑，本套系统应该满足如下要求：首先，在系统中需要实现对基础信息，包括登录注册、个人信息修改等信息的管理，这些是系统的基础信息，和系统中其他内容密切相关。然后，系统中需要实现对网络舆情的各项数据进行分析，允许管理员对系统进行必要的设置。3.2系统可行性分析3.2.1技术可行性分析技术可行性分析基于现在web水平、软硬件水平能否开发出网络舆情监控系统，经过对市面常见网络舆情监控系统了解研究对比，以及此次网络舆情监控系统的估测，预计在技术方面开发本系统是可行的。第一，Python语言发展成熟且市面十分流行，由Python完成本网络舆情监控系统的开发、调试，结合市面成熟的集成开发软件辅助开发，且本电脑配置win10系统，足够满足本次网络舆情监控系统开发。第二，验证技术发展迅速，使得本网络舆情监控系统安全性很高。综上所诉，开发本网络舆情监控系统完全可行。3.2.2经济可行性分析经济可行性分析，就是分析在现有经济情况下能否完成本网络舆情监控系统的开发。下面对本系统开发、运行、维护的相关费用评估，以及投入到社会完成系统可能费用进行估算。网络资源丰富，本网络舆情监控系统只需使用任选一开源服务器即可，此方面无需投入费用。开发阶段，由于本网络舆情监控系统不属于大型系统，常规的电脑就可完成开发，不用购置相关硬件设备。软件方面，本系统只需使用网上免费下载的软件即可完成开发，这些软件在使用时简单易懂，无需培训，因此这方面也无需投入费用。由于本系统不属于大型系统，运行时候电费可以忽略不记。网络舆情监控系统作为自己毕设，由本人开发即可完成，无需人力费用。综上，整个系统开发花费很少，所以本网络舆情监控系统在经济上可行。3.2.3环境运行可行性分析软件在能否在客户端使用并发挥效益的制约关键就是运行环境。计算机普及，现在人们接触各类系统频繁，日常生活使用计算机无障碍。并且该网络舆情监控系统页面简单，通过显示页面引导即可完成本网络舆情监控系统删除、增加、修改等功能。对计算机要求低，门槛低，通过常用浏览器即可使用本网络舆情监控系统。因此在运行环境方面，本网络舆情监控系统易于接受，是可行的。3.2.4法律可行性分析法律可行性分析，即分析本网络舆情监控系统是否与各类法律相悖。本网络舆情监控系统使用市面开源免费软件开发，且作为个人毕设，无商用，均为本人自主开发，并且页面设计合理，发布的网络舆情要求符合常规。整个系统无抵触法律法规的问题。因此在法律上，本网络舆情监控系统可行。3.3系统功能需求分析基于爬虫与文本挖掘的网络舆情监控系统的功能需求分析如下：1.数据爬取：系统需要具备强大的网络爬虫功能，能够自动从各大社交媒体平台、新闻网站和论坛等网络资源中实时爬取数据。2.数据处理：系统需要能够处理海量数据，包括数据清洗、去重和格式转换等操作，以便后续分析。3.文本挖掘：系统需要具备文本挖掘功能，能够进行关键词提取、情感分析、主题建模等操作，以揭示网络舆情的关键信息。4.数据分析：系统需要提供数据分析功能，包括数据统计、可视化展示和趋势预测等，以便用户了解网络舆情的整体情况和发展趋势。5.报警机制：系统需要具备预警机制，能够根据用户设定的关键词或阈值，及时发送警报通知用户。6.用户管理：系统需要提供用户管理功能，包括用户注册、登录、权限分配等操作，以保证系统的安全性和可靠性。7.系统简介：系统需要提供详细的使用说明和帮助文档，方便用户快速上手和使用。3.4非功能性需求分析基于爬虫与文本挖掘的网络舆情监控系统的非功能需求分析如下：1.性能要求：系统需保证高效的数据处理能力，能够快速响应用户请求，并在短时间内完成大量数据的爬取、处理和分析。2.可靠性要求：系统应具备高可靠性，确保长时间稳定运行，同时应有数据备份机制，防止数据丢失或损坏。3.可扩展性要求：系统设计应具有良好的可扩展性，支持未来功能的增加或升级，以适应不断变化的网络环境和用户需求。4.安全性要求：系统需要实现严格的安全措施，包括数据加密、访问控制和防止恶意攻击等，保护系统和数据的安全。5.用户友好性要求：系统界面应直观易用，便于用户操作和管理，同时提供详细的帮助文档和技术支持。6.兼容性要求：系统应兼容主流操作系统和浏览器，确保不同用户的设备均可无障碍使用。7.维护性要求：系统应易于维护和更新，以便及时修复漏洞、改进功能和提升性能。3.5系统流程分析3.5.1登录流程登录流程步骤如下：（1）创建新账号：如果尚未注册，可以选择创建新账号。（2）填写账号信息：在创建新账号的流程中，需要填写账号信息。（3）验证账号信息：对用户提交的账号信息进行验证。（4）通过：如果账号信息验证通过，则进入下一步。（5）失败：如果账号信息验证失败，返回填写账号信息的页面。（6）注册成功：如果所有步骤都顺利完成，则表示注册成功。（7）结束：流程的终止点。 图3-1登录流程图3.5.2添加流程注册流程步骤如下：（1）开始节点：表示流程的开始。（2）输入数据：获取需要添加的数据。（3）判断条件：根据特定条件判断是否满足添加要求。（4）是：如果条件满足，则执行下一步；否则，结束流程。（5）添加到数据库/列表等：将数据添加到目标位置。（6）更新界面：刷新或更新界面以显示新添加的数据。（7）结束节点：表示流程的结束。图3-2添加流程图3.5.3删除信息流程管理人员选择自己想要删除一条信息后，点击后面的“删除”按钮，系统就会给管理人员一个提示表明信息删除成功了，与此同时系统会从数据库中将管理人员想要删除的这条信息给删除掉。删除信息流程图如图3-3所示。图3-3删除信息流程图3.6本章小结本章首先对整个系统进行了详细的需求描述，然后按照这些要求对系统的角色和功能进行了详细的分析，并对这些要求进行了详细的说明。同时为保证需求分析的全面性，还对系统的一些非功能性需求进行描述和对系统流程进行分析，为以后的系统的开发提供了一个比较完善的参考依据。第四章系统设计4.1系统总体设计系统的建设可以为网络舆情监控管理提供帮助，通过对一些基础信息管理实现针对性的安排，可以按照用户的角色权限使不同用户角色看到不一样的信息界面。现根据需求阶段的分析，我们可以大致确定系统需要包含的功能如下图所示：图4-1系统总体结构图4.2数据库设计数据库能直观反映表现系统的需求，数据库的设计能否切实符合系统的需求关系到整个系统最终的呈现结果。通过之前的分析梳理，明确了系统中需要包含的功能和要求。系统中除了涉及对数据库的增加、删除、查询、修改的基础操作较多，还要理清实体间的对应关系，据此完成表结构的设计与实现。4.2.1数据库逻辑设计为了更直观阐明数据库的设计，使用Vision绘制的网络舆情监控系统数据模型E-R实体属性图。本系统E-R如图4-2所示：图4-2系统E-R图4.2.2数据库表设计在关系数据E-R图中，分析并创建数据表，数据表用来记录信息，数据表关系由多个数据表组成，下面介绍的是数据表各个字段信息如下表所示。表4-1：用户字段名称类型长度字段说明主键默认值idbigint主键主键addtimetimestamp创建时间CURRENT_TIMESTAMPyonghuzhanghaovarchar200用户账号mimavarchar200密码yonghuxingmingvarchar200用户姓名xingbievarchar200性别lianxifangshivarchar200联系方式touxianglongtext4294967295头像表4-2：网络舆情字段名称类型长度字段说明主键默认值idbigint主键主键addtimetimestamp创建时间CURRENT_TIMESTAMPdetailurlvarchar200详情地址authorvarchar200博主commentsint评论数attitudesint点赞数repostsint分享数cityvarchar200发布城市textlongtext4294967295博文bozhuinfolongtext4294967295博主信息表4-3：管理员表字段名称类型长度字段说明主键默认值idbigint主键主键usernamevarchar100用户名passwordvarchar100密码imagevarchar200头像rolevarchar100角色管理员addtimetimestamp新增时间CURRENT_TIMESTAMP表4-4：系统简介字段名称类型长度字段说明主键默认值idbigint主键主键addtimetimestamp创建时间CURRENT_TIMESTAMPtitlevarchar200标题subtitlevarchar200副标题contentlongtext4294967295内容picture1longtext4294967295图片1picture2longtext4294967295图片2picture3longtext4294967295图片3表4-5：配置文件字段名称类型长度字段说明主键默认值idbigint主键主键namevarchar100配置参数名称valuevarchar100配置参数值urlvarchar500url4.3本章小结这一章着重介绍了整个系统的设计。确定了系统的功能结构，并在此基础上完成了数据库的设计。第五章详细设计与实现5.1系统登录注册实现在登录流程中，用户首先在Vue前端界面输入用户名和密码。这些信息通过HTTP请求发送到Python后端。后端接收请求，通过与MySQL数据库交互验证用户凭证。如果认证成功，后端会返回给前端，允许用户访问系统。这个过程涵盖了从用户输入到系统验证和响应的全过程。如图5-1所示。图5-1系统登录界面在注册流程中，用户在Vue前端填写必要信息（如用户名、密码等）并提交。前端将这些信息通过HTTP请求发送到Python后端。后端处理这些信息，检查用户名是否唯一，并将新用户数据存入MySQL数据库。完成后，后端向前端发送注册成功的确认，前端随后通知用户完成注册。这个过程实现了新用户的数据收集、验证和存储。如图5-2所示。图5-2注册页面界面5.2管理员功能实现管理员进入主页面，主要功能包括对主页、用户信息、用户、网络舆情、系统简介等进行操作。管理员主页面如图5-3所示：图5-3管理员主界面用户功能实现是在Django后端部分，您需要创建一个新的应用，然后在该应用下创建一个模型（models.py）来定义用户的数据结构，使用Django的ORM来处理与MySQL数据库的交互，包括用户信息的搜索、增加或删除等操作。接着，在views.py中编写视图逻辑来处理前端请求，使用Django的URL路由（urls.py）将请求映射到相应的视图函数。对于数据的验证和序列化，可以使用Django的表单或序列化器来实现。在前端Vue.js部分，将创建相应的Vue组件，在这些组件中使用axios或其他HTTP库与Django后端的API进行交互，实现用户信息的浏览、修改或删除等。状态管理可以通过Vuex来维护，比如在store目录下定义用户模块的状态、突变、动作和获取器。如图5-4所示：图5-4用户界面网络舆情管理功能实现是在Django后端部分，您需要创建一个新的应用，然后在该应用下创建一个模型（models.py）来定义网络舆情的数据结构，使用Django的ORM来处理与MySQL数据库的交互，包括网络舆情信息的搜索、删除或爬取数据等操作。接着，在views.py中编写视图逻辑来处理前端请求，使用Django的URL路由（urls.py）将请求映射到相应的视图函数。对于数据的验证和序列化，可以使用Django的表单或序列化器来实现。在前端Vue.js部分，将创建相应的Vue组件，在这些组件中使用axios或其他HTTP库与Django后端的API进行交互，实现网络舆情信息的浏览或删除等。状态管理可以通过Vuex来维护，比如在store目录下定义网络舆情模块的状态、突变、动作和获取器。如图5-5所示：图5-5网络舆情管理界面管理员进行爬取数据后可以在看板页面查看到系统简介、评论数统计、点赞数统计、分享数统计、发布城市统计、网络舆情总数、网络舆情详情等实时的分析图进行可视化管理；看板大屏选择了Echart作为数据可视化工具，它是一个使用JavaScript实现的开源可视化库，能够无缝集成到JavaWeb应用中。Echart的强大之处在于其丰富的图表类型和高度的定制化能力，使得管理人员可以通过直观的图表清晰地把握网络舆情的各项统计数据。为了实现对网络舆情信息的自动化收集和更新，我们采用了ApacheSpark作为爬虫技术的基础。Spark的分布式计算能力使得系统能够高效地处理大规模数据，无论是从互联网上抓取最新的网络舆情信息，还是对内部数据进行ETL（提取、转换、加载）操作，都能够保证数据的实时性和准确性。在大数据分析方面，系统采用了Hadoop框架。Hadoop是一个能够处理大数据集的分布式存储和计算平台，它的核心是HDFS（HadoopDistributedFileSystem）和MapReduce计算模型。通过Hadoop，我们可以对收集到的大量数据进行存储和分析。看板页面如图5-6所示：图5-6看板详细页面管理员点击系统简介，在系统简介页面输入标题进行搜索，可以查看到系统简介详细信息，并根据需要进行浏览或修改操作。如图5-7所示：图5-7系统简介界面5.3用户功能实现用户进入主页面，主要功能包括对主页、用户信息、网络舆情等进行操作。用户主页面如图5-8所示：图5-8用户主界面用户点击网络舆情，进入网络舆情页面输入博主和发布城市进行搜索网络舆情详细信息。并进行浏览操作。如图5-9所示：图5-9网络舆情界面5.4本章小结本章主要基于前面系统设计的内容，详细介绍了管理员和用户对网络舆情监控系统的主要功能界面进行详细介绍和展示。第六章系统测试6.1测试目的在网络舆情监控系统的开发周期中，系统测试是必不可少且考验耐心的过程。其重要性在于，它是保证系统质量和牢靠性的最后一道关，也是整个系统开发过程的最后一次检查。系统测试主要是为了避免用户在使用时发生问题，增强用户体验感，为了不影响用户的使用，我们需要从多角度、多思路去考虑系统可能遇到的问题，通过不同的模拟场景来发现缺陷并解决问题。在测试的过程中也可以了解到该系统的质量情况，系统功能是否健全，系统逻辑是否顺畅。一个合格的系统测试过程完成后将大大提升系统质量和使用感。测试的目标是验证系统是否符合需求规格说明书的定义，并找出与需求规格说明书不符合或与之冲突的内容。测试过程中一定站在用户的角度考虑问题，避免一些不切实际的场景，浪费测试时间，从而可能会引起问题导致预期结果与实际结果不符。6.2测试用例（1）登录测试登录功能是用户进入系统的校验窗口，其中需要填写的信息包括用户账号和用户密码，下面将根据此功能设计具体测试用例来验证登录功能的实现与否。具体测试用例见表6-1。表6-1登录功能测试用例用例序号用例描述测试步骤期望输出测试结果Test_01页面展示浏览器输入登录地址进入登录页面成功Test_02账号非空检验账号为空，点击“登录”按钮提示“用户账号必须输入”成功Test_03账号存在性检验输入不存在的账号提示“输入的账号不存在”成功Test_04密码非空检验输入正确的账号，密码为空提示“用户密码必须输入”成功Test_05密码正确性检验输入正确的账号和不正确的密码提示“输入的密码错误”成功Test_06登录成功检验输入正确的账号和密码登录成功，进入首页成功（2）修改密码测试更改密码功能需要用户输入原始密码、修改后的密码、修改后的确认密码，方可更换密码。具体测试用例见表6-2。表6-2修改密码测试用例用例序号用例描述测试步骤期望输出测试结果Test_01页面跳转点击“密码修改”按钮进入密码修改页面成功Test_02原始密码非空检验原始密码为空，点击“提交”按钮提示“原始密码必须输入”成功Test_03原始密码正确性检验输入错误原始密码提示“原始密码输入错误”成功Test_04修改密码非空检验输入正确的原始密码，修改密码为空，点击“提交”按钮提示“修改密码必须输入”成功Test_05确认密码非空检验输入正确的原始密码，修改密码非空，确认密码为空，点击“提交”按钮提示“确认密码必须输入”成功Test_06两次新密码输入一致性检验输入正确的原始密码，修改密码非空，确认密码与修改密码不一致，点击“提交”按钮提示“两次密码输入不一致”成功Test_07修改成功检验输入正确的原始密码，修改密码非空，确认密码与修改密码一致，点击“提交”按钮提示“处理成功”成功6.3本章小结本章主要内容为系统测试，列举部分黑盒测试的测试用例。结果发现系统基本实现了设计需求的大部分功能，未发现系统运行过程中出现异常，数据加载符合最初设想，系统测试通过，基本实现初始的设计目的。结论系统开发的过程中，应用了B/S结构技术。在代码执行方面，主要是SQL的速度，采用了MYSQL数据库在表结构的设计中增加了索引和主键，也设计了表与表之间的主外键关系，使表结构的设计能够和SQL语句在执行过程中有更快的速度来确保页面响应的及时性。通过运用以上技术手段，使系统的性能得到了大幅度的提升，上述章节也对这些技术进行了具体的描述，但是本系统还是有一些不足之处，后续仍要不断地进行迭代更新，以符合市场需求，避免被市场淘汰。该项目不仅完成了任务书中的所有要求，还增加了其他功能，以确保系统更加完整。实现了解放劳动力的需求，使管理网络舆情信息更加方便，实现信息化管理，对网络舆情信息一目了然，用户可以在网上了解网络舆情信息。参考文献[1]虞菊花,乔虹.基于Python的Web页面自动登录工具设计与实现[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2023,22(03):19-22+28.[2]蓝启亮,吴光耀,王帅等.基于Python的CAN网络数据库管理分析[J].汽车实用技术,2023,48(17):42-48.[3]李双远,李其昌.基于Django大学生网络空间安全攻防实践教学平台的设计与研究[J].吉林化工学院学报,2022,39(07):67-71.[4]杨珊珊.信息化视角下高校学生管理的创新路径——评《高校教育信息化管理与学生管理工作》[J].中国科技论文,2022,17(04):483.[5]王开柱,宁洪伟,李锐.B/S模式的网上选课系统的设计与开发[J].电脑知识与技术,2021.[6]《大数据技术原理与应用——概念、存储、处理、分析与应用（第3版）》林子雨人民邮电出版社2020-12-01[7]《网络数据采集技术》钱洋，姜元春电子工业出版社2020-01-01[8]周鑫.互联网时代大数据技术在职业教育教学中的应用[J].收藏,2019,1.[9]薛耀伟.基于Django框架管理界面自动生成模块的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,2020.[10]邱小群,邓丽艳,陈海潮.基于B/S的信息管理系统设计和实现[J].信息与电脑(理论版),2022,34(20):146-148.[11]郑戟明,董云朝,柳青.MySQL数据库数据导入导出方法的探讨[J].电脑知识与技术,2022,18(22):24-25.[1