SpringBoot智能垃圾分类系统-论文

[15]。本文安排如下：先是总揽智能垃圾分类系统的技术背景、人文背景与发展所遇到的问题，再将详述所运用的技术，对于研发本系统所做的需求分析以及可行性研究以此为前提进行设计以及实现，最后记述测试过程与测试结果，总结不足。相关技术概述2.1B/S架构B/S架构，即浏览器/服务器架构，是随着Internet技术蓬勃发展而涌现出的一种网络架构模式，它被视为C/S架构的一种演进。在此架构体系中，用户的工作界面主要由WWW浏览器来承载，而大部分的事务逻辑则被巧妙地转移到了服务器端进行处理。仅有极少部分的事务逻辑会在浏览器端，也就是前端，得以实现。B/S架构的核心优势在于它实现了客户端的统一，将系统功能的核心实现部分高度集中在了服务器上。这一设计不仅极大地简化了系统的开发流程，还使得系统的后期维护和用户的使用体验得到了显著提升。用户只需通过浏览器就能向服务器发送请求，服务器则会迅速接收并处理这些请求，随后将处理结果以HTML文件的形式返回给浏览器。浏览器会负责解释和执行这些HTML文件，最终为用户呈现出直观、友好的用户界面。B/S架构会被细分为表现层、逻辑层和数据层这三个层次。2.2Vue框架Vue的定位是一个轻量级的、渐进式的视图层框架；渐进式的解释便是不强求学习者一次性接受并使用它的全部功能特性。Vue只关注图层，自底向上的设计开发理念。Vue易学易上手,比Augular更加容易入手，提供更简易的API和更加规范的解释文档，它的目的是使其通过简单的API实现数据绑定。组件是它最大特性也是最强大之处，可以进行自由构成视图组件，拓展HTML元素。Vue单页是由路由和组件构成，路由明确路径，组件与路由相结合，实现页面跳转。以上特点可以使其应付各类规模的应用。2.3SpringBoot框架SpringBoot是Pivotal团队开发的一款开源工具，它根植于Spring框架，旨在简化和加速Spring应用程序的初始构建及开发流程。该工具通过引入一套独特的配置机制，有效减轻了搭建新Spring应用时的复杂度和繁琐性，使开发人员能够摆脱冗长的样板配置任务，专注于核心业务逻辑的实现。在快速应用开发（RAD）领域，SpringBoot无疑扮演着引领者的角色。它能够轻松创建出独立的Spring应用程序，并利用Maven或Gradle插件，方便地生成可执行的JARs和WARs文件。SpringBoot内建了丰富的自动配置功能，这些功能会根据项目中引入的依赖项和遵循的约定，智能地完成应用程序中各种组件和服务的配置工作。这样一来，开发人员就无需手动编写大量的XML配置或注解，从而显著提升了开发效率。尤为值得一提的是，SpringBoot彻底摒弃了代码生成和传统的XML配置方式，使得开发过程更加简洁、直观。此外，它还支持将配置信息与代码相分离，让开发人员能够根据不同环境的需求，灵活地调整配置参数，以满足多样化的应用场景。2.4MySQL数据库MySQL是一款开源的关系型数据库管理系统，起源于瑞典的MySQLAB公司，后经历SunMicrosystems和OracleCorporation的收购与整合，现已成为Oracle旗下备受推崇的数据库产品。MySQL凭借其卓越的性能、可靠性和易用性，在全球范围内赢得了广泛的认可与应用，成为开源数据库领域的佼佼者。追溯历史，MySQL最初由MySQLAB公司开发，直至5.0版本均归该公司管理。2008年，MySQLAB被SunMicrosystems收购，MySQL也随之归入Sun旗下。不久后，Sun又被Oracle公司收购，MySQL再次易主。在此期间，MySQL推出了过渡版本5.5，并在5.6版本后正式成为Oracle的一部分。自那时起，MySQL在Oracle的推动下不断发展壮大，功能日益强大，逐渐与Oracle数据库接轨。MySQL采用关系型数据库模型，通过表、行和列来组织数据，并支持使用SQL进行数据操作。其开源特性使得用户可以自由获取、使用和修改源代码，无需支付许可费用，这为开发者和企业提供了极大的便利。MySQL还支持多种操作系统，包括Windows、Linux和macOS等，具有极高的灵活性和适应性。2.5Java语言介绍Java是一种广泛应用于软件开发的高级编程语言，由SunMicrosystems（现在是OracleCorporation）于1995年推出。它被设计成一种跨平台的语言，可以在不同的操作系统上运行，如Windows、Mac和Linux等。主要包含以下几大特点：（1）入门友好：Java的语法规则设计得直观易懂，尽管借鉴了C++的面向对象理念，但刻意简化了复杂特性，尤其对初学者具有亲和力，便于快速掌握。（2）兼容性强：得益于Java虚拟机（JVM），Java程序能够在多种操作系统环境中无缝运行，开发者仅需编写一次代码，即可跨平台部署，无需针对每个平台进行繁琐的重新编译过程。（3）面向对象核心：作为一门纯粹的面向对象编程语言，Java全面支持封装、继承和多态等关键特性，这使得代码结构更为模块化，具备高度的复用性和维护性。系统需求分析3.1需求分析该系统是一个动态网站，开发的总体任务是实现对分类知识、分类规则的管理。网站管理员和用户可以进入网站，及时解决用户的需求，并可以在这个账户所拥有的权利范围内操作功能，而用户是主要的请求者，这个群体的需求是主要需要满足的。基于目前同类型管理系统的一些缺陷，开发了一个兼容或解决这些问题的智能垃圾分类管理应用系统，同时结合对管理员和用户的调查，充分听取他们的意见，使整个系统达到更完整的契合。该系统的设计与实现需综合考虑多种约束条件，以确保所采用的技术方案能够满足这些要求。本项目采用了较为成熟的技术栈，基本满足了开发需求，各项条件均比较完善。根据目前确定的技术方案，预计能够在规定的开发周期内完成整个项目。主要使用的技术包括SpringBoot和Vue，利用Eclipse作为开发工具，便于项目的管理、设计、开发、调试和部署。系统主要基于Eclipse、MySQL和Tomcat技术平台进行开发，采用B/S架构，具有较短的开发周期和便捷的后期维护优势[11]。该系统具有广泛的行业适用性，且数据处理需求相对较低，因此在人力和物力成本方面的需求也较少。主要的投入集中在平台的初期建设以及后期的维护上。平台的搭建工作可以由开发人员协助完成，而维护工作的频率并不高。显然，相对于投入的成本而言，管理成本较低，但却能够带来更多的经济收益，并减少管理人员的投入。工作时间的减少使得管理者更加轻松，同时也提高了管理效率[12]。3.2功能需求分析一种产品能否用户群体所接受，关键因素是看需求分析是否能投其所好，能够满足用户的需要，而且能让用户体验有耳目一新的感觉，这就是良好的开端。因此，需求分析是其他环节的前提。首先明确我们的用户或者受众群体需要实现哪些功能，界面是如何安排，以及市场上的产品通过必要的功能分析，根据我国产品的目标用户，用户画像分析，用户最希望获得的要求，最后，根据分析方法，得到了想要的要求。本系统设计有二种用户，其中包括管理员和用户。在用户模块里，用户可以查询分类知识、分类规则，也可以对分类信息、我的收藏等进行管理。管理者模块具有管理所有用户信息的功能。图3.1管理员用例图图3.2用户用例图3.3性能需求分析(1)响应速度:系统在用户提交指令后给予反馈的时间、处理时间要求应当更加严格，不影响体验感。(2)适应性:对使用人数较多的浏览器与操作平台，可以不用进行其他繁琐操作直接使用。(3)扩充性:在系统使用一定时间后，随着市场的各项技术迭代，也要随时保持功能与技术的升级。(4)可靠度:要求智能垃圾分类系统在运行过程中的稳定性要高，不影响使用户体验感、使用感，在各项数据的输入与访问过程中，万一当系统突发事故，系统能够及时的进行数据备份存储，避免数据的缺失，致使用户产生影响。(5)友好程度:系统提供的界面易于使用者进行各项行为操作，各界面的组件符合审美，协调不显突兀。此系统在使用中应当相对简易，没有太过复杂的操作，只需要进行粗略了解便能入手该系统，降低进入系统的门槛，让使用的用户群体更加广泛。

系统设计4.1系统功能模块设计由系统的需求所得结果，明确系统详细的主体架构。从功能设计的角度出发，设计功能模块，并且定义每个功能所需完成的职责与任务，这一阶段的设计是必不可缺的。根据系统的前一章节的需求分析的描述，本系统中设置了二种用户：管理员和用户。管理员：管理所有用户、拥有全部权限，总揽整个系统的信息管理。用户：查看首页中的分类知识以及查看分类规则，可以在线收藏等需求。系统功能模块图如图4.1所示：图4.1系统功能模块图本文设计的系统将会被分为多个功能模块，下面将对其进行简要概括。系统登录：在用户已注册过的账号后，输入正确系统针对数据库中存在的不同权限的账号，为注册账号时进行注册，然后登录系统。首页：对分类规则，也会以图文并茂的形式对外展现。用户管理：这一部分是让管理者对整个系统的使用者账号得到统筹安排。个人信息：对用户本身各类有权的信息更改。系统登录功能：用户使用数据库中所匹配的账号密码输入后，选择对应权限的用户进入网站。系统将进行校验，第一步骤便是以输入的账号密码检索数据库中的数据相验证。用户为系统提供正确的钥匙之后方能通过。登录流程图如下图4.2所示：图4.2登录流程图添加新用户流程图添加新用户的流程是先查询新用户名是否已存在，如已有该用户名，需重拟用户名并同时输入新用户的其它信息，添加新用户到数据库时会先验证数据是否完整，信息都正确且完整时，返回并刷新用户列表；信息不正确时，会返回输入信息的那一步。该流程如图4.3所示。图4.3添加新用户流程图4.2数据库设计数据库设计是为应用环境设计一个良好的逻辑与结构，建立一个完善的数据库以及它的应用环境能是系统的数据被高效的储存提取或者遍历，能够更加适应，也更加贴切各类用户的需求。数据库的设计的目标是实现数据的共享性与安全性问题的解决。再便是减少不必要数据过多重复被记录在数据库中，高效利用这类机制避免数据与数据之间的过分依赖，实现数据关联性优化，降低数据的耦合度。以E-R图的形式体现用户的需求，形象的在用户的所需中建立模型，借助图能直观的感受与分析系统的实体，这一步骤是设计的着重之处。也是本章当中的的突出注重的部分,下面将是对系统的实体详细规划。通过数据的了解与分析后，关系各类数据之间的关系，建立出以下实体与属性的联系。下面中各个实体关系的E-R图：用户信息E-R如图4.4所示：图4.4用户信息E-R图分类信息E-R如图4.5所示：图4.5分类信息E-R图分类知识E-R如图4.6所示：图4.6分类知识E-R图分类规则E-R如图4.7所示：图4.7分类规则E-R图系统总体E-R图如图4.8所示：图4.8系统总体E-R图表设计应当首要明确数据库类型和表的类型，以此构建表的行列，各个表间主键的关系、表间的依赖关系，而后进行优化根据业务需求以及系统所要实现的功能，结合实体与属性的联系，创建相应的表，并建立与实体对应的数据库。详如下表所示：表4.1：收藏表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_TIMESTAMPuseridbigint用户idrefidbigint商品idtablenamevarchar200表名namevarchar200名称picturelongtext4294967295图片typevarchar200类型1inteltypevarchar200推荐类型remarkvarchar200备注表4.2：分类规则分类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_TIMESTAMPtypenamevarchar200分类名称表4.3：分类规则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introductionlongtext4294967295简介typenamevarchar200分类名称namevarchar200发布人headportraitlongtext4294967295头像clicknumint点击次数0clicktimedatetime最近点击时间thumbsupnumint赞0crazilynumint踩0storeupnumint收藏数0picturelongtext4294967295图片contentlongtext4294967295内容表4.4：垃圾分类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_TIMESTAMPlajifenleivarchar200垃圾分类表4.5：分类知识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_TIMESTAMPlajimingchengvarchar200垃圾名称lajifenleivarchar200垃圾分类tupianlongtext4294967295图片shipinlongtext4294967295视频fenleifangfalongtext4294967295分类方法toufangzhinanlongtext4294967295投放指南clicktimedatetime最近点击时间clicknumint点击次数0storeupnumint收藏数0表4.6：分类信息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_TIMESTAMPlajimingchengvarchar200垃圾名称lajifenleivarchar200垃圾分类tupianlongtext4294967295图片yonghuzhanghaovarchar200用户账号yonghuxingmingvarchar200用户姓名fenleishijiandate分类时间jifenint积分表4.7：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urlvarchar500url表4.8：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nianlingint年龄shoujihaovarchar200手机号touxianglongtext4294967295头像jifenint积分表4.9：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4.10：token表字段名称类型长度字段说明主键默认值idbigint主键主键useridbigint用户idusernamevarchar100用户名tablenamevarchar100表名rolevarchar100角色tokenvarchar200密码addtimetimestamp新增时间CURRENT_TIMESTAMPexpiratedtimetimestamp过期时间CURRENT_TIMESTAMP系统实现5.1前台用户功能实现在构建网站首页的基本界面设计时，我们遵循一个清晰且用户友好的布局原则，该原则主要包括列固定、左侧栏、显眼的标题以及信息丰富的脚注。这种布局不仅能够确保内容的条理性，还能提升用户的浏览体验。具体而言，页面布局的核心在于固定宽度的列设计，它使得网页在不同设备上的显示效果保持一致，避免了内容因屏幕大小变化而显得混乱。左侧栏的设置则是为了突出导航菜单或重要功能区域，便于用户快速定位所需信息。左侧栏的内容可能包括分类链接、热门话题或用户登录入口等，旨在提高网站的交互性和易用性。页面的顶部通常放置一个引人注目的标题，它不仅代表着网站的品牌形象，也是吸引用户注意力的关键元素。标题设计应简洁明了，同时融入网站的视觉风格，以强化品牌识别度。而在页面底部，我们精心安排脚注部分，提供版权信息、联系方式、社交媒体链接等附加内容。脚注不仅是对网站信息的补充，也是增强网站可信度的重要一环。为了实现这些设计原则，我们为每个子模块分别创建独立的HTML和CSS网页文件。HTML文件负责定义网页的结构和内容，确保信息的准确传达；而CSS文件则专注于样式设计，通过色彩搭配、字体选择、边距调整等手段，营造出既美观又实用的视觉效果。这种模块化设计不仅便于后期维护和更新，还能让每个子模块的功能在对应的HTML和CSS文件中得到完美实现，从而确保整个网站的高效运行和用户体验的持续优化。网站首页如图5.1所示。图5.1网站首页图只有注册之后才能登录网站。注册页面中包括用户账号、用户姓名、性别等基本信息的输入框，输入后点击“注册”按钮，弹出注册成功提示框，点击确定后自动返回网站首页，方便已注册用户登录。否则提示密码错误，请重新输入。从而实现角色的切换以及登录。用户注册页面实现如图5.2所示。图5.2用户注册功能用户登录，这一模块是系统的门户，只有设计好门户的开放规则，才能保证整个系统的安全，重要性不言而喻。通过秘钥这等特定的开启认证许可才能经过身份的校验，不仅仅是遍历数据库中的密码，还需明确角色，所有信息都是一一对应后，即可成功登录。详细界面如下图5.3所示：图5.3用户登录功能用户点击分类知识，在分类知识页面的搜索栏输入垃圾名称，进行查询，然后可以查看分类知识信息，还可以进行收藏评论等操作；如图5.4所示：图5.4分类知识页面用户点击分类规则，在分类规则页面的搜索栏输入标题，进行查询，然后可以查看分类规则信息，还可以进行点赞、收藏等操作；此模块的实现界面如图5.5所示：图5.5分类规则功能每个用户在进入此模块后可更改自身权限范围内的资料，有如姓名、密码等。还可以对修改密码、分类信息、我的收藏等进行操作；此模块的页面实现详如下图5.6所示：图5.6个人中心功能5.2后台管理员功能实现为了确保后台管理功能的安全性，系统设定了登录验证机制。用户必须成功登录后，方能访问并执行后台管理的各项功能。这一流程要求用户输入正确的登录名和密码，以此作为访问权限的凭证。当用户尝试登录时，系统会立即对输入的登录名和密码进行核对。若信息准确无误，系统将顺利打开主窗体，为用户提供全面的后台管理界面。这一界面集成了各种管理工具和功能，旨在满足用户的全面管理需求。然而，若用户输入的登录信息有误，特别是密码不正确时，系统将立即弹出提示框，明确告知用户“密码错误”。这一即时反馈机制旨在提醒用户检查并重新输入正确的登录信息。与此同时，尽管登录尝试失败，但页面仍会贴心地跳转回登录页面，为用户提供再次尝试的机会。值得注意的是，这一设计不仅增强了系统的安全性，还有效防止了未经授权的访问。通过要求用户重新输入登录信息，系统进一步确保了只有合法用户才能访问敏感的后台管理功能。这种设计思路不仅提升了用户体验，更在无形中加强了系统的防护屏障，为数据的完整性和安全性提供了有力保障。综上所述，通过设定登录验证机制，并要求用户在密码错误时重新输入，系统不仅实现了对后台管理功能的严格访问控制，还为用户提供了清晰、直观的登录体验。管理员登录页面实现如图5.7所示。图5.7管理员登录页面首页是系统的重要组成部分，管理员可以对首页、我的信息、用户、垃圾分类、分类知识、分类信息、系统管理功能都能操作。本文所描述的管理功能实现界面如图5.8所示：图5.8管理员首页功能

管理员可以在用户管理界面进行用户信息的管理，包括增删改查操作，可以根据用户账号、用户姓名，搜索到相应的用户信息，并进行增删改查操作。如图5.9所示：图5.9用户管理功能管理员可以在分类知识管理界面进行分类知识的管理，包括增删改查操作，可以根据垃圾名称、垃圾分类，搜索到相应的分类知识，并进行增删改查操作。如图5.10所示：图5.10分类知识管理功能管理员可以在垃圾分类管理界面进行垃圾分类的管理，包括增删改查操作，可以根据垃圾分类，搜索到相应的垃圾分类，并进行增删改查操作。如图5.11所示：图5.11垃圾分类管理功能管理员可以在分类规则管理界面进行分类规则的管理，包括增删改查操作，可以根据标题，搜索到相应的分类规则，并进行增删改查操作。如图5.12所示：图5.12分类规则管理功能管理员可以在分类信息管理界面进行分类信息的管理，包括增删改查操作，可以根据垃圾名称、垃圾分类、用户姓名，搜索到相应的分类信息，并进行增删改查操作。如图5.13所示：图5.13分类信息功能系统测试6.1系统测试目的系统测试这一阶段无论在开发是何类的软件都不可或缺的，因为在开发过程会存在或多或少的缺陷，不管是人为的，还是其他原因都是无可避免的，因而我们需要在这一关查缺补漏，检验本系统是否符合开发前的预期，能否达到用户群体的所需功能。力求测试审核的严格性。提高用户对我们的信任度才能让更多受众来使用这个产品，只有使用者更多，才能让问题被发现的可能性提高。如果是商业性质的产品，还能够尽量减少损失、避免商业风险，不负用户的信赖，尽量把产品的品质提高。现如今，系统测试依旧是确保开发质量的核心环节，它是对编码的最终核查。6.2测试环境与工具测试软件系统的运行环境是必要的测试阶段，一个软件系统的运行需依托与计算机硬件系统以及计算机的操作系统之上，对运行环境的硬件配置和操作系统要求也不可视若罔闻。（1）系统软件环境服务器端：操作系统：MicrosoftWindows10数据库：MySQL8.0.12客户端：操作系统：适用于各种平台开发工具：Eclipse2020.3开发语言：Java、JavaScript（2）系统硬件环境服务器端：CPU:i3-380，6GB以上内存客户端：Pentium1.8GHZCPU，1G内存（3）测试工具:loadrunner6.3系统测试用例测试用例是系统测试一大组成部分，选择合适的测试用例不仅能使我们很好测试系统是否符合我们那的预期，也能让我们事半功倍。在此，我们将测试过程分为两个方面，即界面测试和功能测试。测试用户界面是否友好，是否符合规范，以及布局合理性,界面测试用例如下表6.1所示：表6.1界面测试用例测试范围整个系统界面测试目标核实各个窗口风格(包括颜色、字体、提示信息、图标、title等)均与需求保持一致或符合可接受标准，能够保证用户界面的友好性、易操作性、且符合用户操作习惯。技术Web测试通用技术测试工具与方法手工测试、目测法开始标准界面开发完成完成标准UI符合可接受标准，能够保证用户界面的友好性，易操作性，而且符合用户操作习惯。功能测试为了测试开发的产品核查对应，对于需求分析阶段的预期功能是否成功完善。根据测试用例，安排测试步骤一步一步执行，而后通过目测或者思维判断测试得出的结果是不是与预期一致。管理员登录功能测试测试用户的登录阶段是否出现问题，测试之后的结果如下表6.2所示：表6.2测试用例测试编号测试项目预置条件预期结果实际结果1账号是否能为空账号为空，密码为1234，点击注册提示账号不能为空提示账号不能为空2密码是否能为空账号为admin，密码为空提示密码不能为空提示密码不能为空3账号是否能为特殊字符账号为@#！，密码为1234提示账号不能为为特殊字符提示账号不能为空4密码是否能为特殊字符账号为admin，密码为！@#，点击注册提示密码不能为特殊字符提示密码不能为特殊字符在对智能垃圾分类系统进行了界面测试和功能测试之后，我们分析产生的测试结果，可以发现系统的界面以及功能都是比较完善的，没有明显的问题，是可以满足管理员和用户的需求以及日常使用的，也就是说达到了网站最初的设计要求，满足软件工程的标准。

总结本论文根据需求分析明确了所需使用的开发架构以及相应技术，完成编码实现系统的整个项目开发。在构思设计环节，本人通过搜索技术讲解、软件工程开发规范、以及其他依照信息，深刻了解实现此系统不可或缺的环节，积极推动系统实现步骤，保质保量地在规定时间完成预期功能，并且也能很好的通过功能测试。系统概括为多个关键功能，每一项功能都能良好的呈现预期效果。本次课题以一下几项工作为主要研究对象：1.起初从课题的人才背景、技术背景入手研究，了解研究方向的实际现状，展开分析与介绍了此次所要使用的技术、架构，助力完成前期所需的工作。2.在可实现范围内开展了课题的调查研究工作，从不同类型群体、不同角度了解需求。以功能等角度来规划需求，以经济等角度分析可行性方案。3.以程序流程图的形式展现对功能的剖析，而后以此为基础建立数据表。4.在开发平台Eclipse上结束了系统的设计编码环节。5.对系统的几个关键功能开展了系统测试工作，对系统测试出的结果进行分析，对缺陷部分进行了调试。

参考文献[1]郭晶晶,刘学博.基于Java的参数设置管理