【基于JAVA的垃圾分类管理系统设计与实现8500字（论文）】

基于JAVA的垃圾分类管理系统设计与实现目录TOC\o"1-2"\h\u30672摘要： II558引言 449141.绪论 487271.1研究背景及意义 4292541.2研究现状 47851.3论文结构 594312开发技术 6313622.1Java开发语言 6251532.2MySQL数据库 6255232.3SSM框架 772943需求分析 7177103.1系统可行性分析 7293403.2用例描述 8209323.3用例分析 1192503.4运行环境 14110014软件系统结构设计 14297754.1系统功能设计 14142554.2表的详细设计 1593654.3用例实现 18146604.4.业务实体设计 23101835系统实现 24231655.1核心功能实现 24316935.2关键技术难点与解决方案 3038316系统测试 31178836.1功能测试 3138306.2非功能测试 32280307结论与展望 3323238参考文献 34摘要：近年进过互联网的飞速发展和逐渐的大众化，使得人们的生活质量逐渐逐渐的提高。互联网的不断发展，优化了老百姓的生活环境和使得大众的出行逐渐的愈来愈便捷。怎样充分的利用互联网网络的便捷服务，这是我们一直以来关心的问题。本文主要介绍了为了使得大众的生活环境越来越干净整洁怎样开发了包括垃圾分类管理系统在内的垃圾分类管理系统的设计和实现方法，设计实现垃圾分类管理系统的前端以及后端，以便于我们将大众生活环境中的垃圾进行分类管理这一实际难题进行解决。通过实际探索调查以及对大量软件的参考，我们采用Eclipse做为开发工具，以MySQL关系型数据库对我们的数据进行管理，MySQL非常适合于中小型的系统开发，对于还是学生的我们不存在任何经济负担，比较适合我们学生。采用的开发语言是java，java作为我们大学专业主修的课程，我们拥有扎实的基础，用于开发此系统完全能够胜任。而使用的web服务器是Apache,Tomcat,他们是开放源码的，支持在绝大多数计算机操作系统中运行，而他的设计采用模块化设计，运行时非常的稳定。为了跟上如今的互联网态势，本系统决定采用B/S结构。关键词：JSP;MYSQ数据库;垃圾分类管理引言垃圾如何分类如何管理是当今中国社会可持续发展主义所带来的必须解决的问题。而健全的垃圾分类管理制度和好的系统管理是社会和人们所期待的。我认为它能解决现在在绝大多数的二三线城市在垃圾分类的糟糕现状。我国的二三线城市的日常生活垃圾治理水平相当的落后，大众的垃圾分类投放意识淡薄，而且垃圾处理技术落后我认为我们可以从源头上解决这个问题要从源头上解决这个问题我们必须从垃圾分类管理最开始的分类，运输，到最后的分类管理。从垃圾处理的环节中发现垃圾分类管理出现的问题以及思考用怎样的方法解决这些问题，从而设计和开发出与我国现阶段相适应的城市垃圾分类管理系统。1.绪论1.1研究背景及意义随着我国现代经济的快速发展人民生活水平逐步提高，大众生活所产生的生活垃圾越来越多，而且因为我国走的是可持续发展道路，所以解决垃圾分类管理至关重要。用计算机操纵的垃圾分类管理系统是为了让用户可视化自己的垃圾现在所处在的状态，让用户拥有参与感，让用户自主去学习相关的垃圾分类小知识。按照该分析垃圾分类管理系统需求构建系统功能模块，而所有的功能模块是以用户的体验感和管理员的管理的便捷度和该系统的效益为基础而构建的。而用户的体验感和管理员管理的便捷度来源于该系统用快捷的速度回应用户与用户管理员的操纵，从而使得管理员以最快的速度做出管理和系统以最快的响应速度响应用户及时满足用户的需求提供服务。不仅能为用户提供一个舒适安逸的生活环境还可以进行垃圾的分类管理减少环境污染和带来可回收垃圾带来的经济收益。该系统主要是为了解决人工进行垃圾分类管理这一繁琐的工作，从垃圾分类的投放源头解决目前国内垃圾分类问题一行业所投入的大量人力与物力，而此系统恰恰可以节约人力成本的投入来增加废品资源二次回收利用的利润，该系统可以使各阶段的管理员在垃圾分类管理的过程中实现可视化，追踪垃圾的分类管理情况，必要时进行及时的管理。1.2研究现状1.2.1垃圾分类管理系统在国内的必要性我认为目分类管理是非常有必要的，有必要对生活垃圾分类管理中的分类交付、分类收运、分类处理环节进行前国内的城市生活垃圾管理水平还是比较落后的，特别在二三线城市表现的比较明显，大部分城市都存在垃圾投放混合收运、垃圾的分类处理技术落后经验不足的情况，因此对城市的生活垃圾进行研究与考察[1][2]，发现各环节存在的问题，从而探索如何从系统层面完善、设计与现实和我国发展方向相适应的城市生活垃圾分类管理系统。1.2.2研究内容垃圾分类管理系统是为了解决用户在该系统上进行垃圾分类、查看运输情况、管理个人信息等功能而设计的。经过前期的系统调研，我们详细讨论了系统的具体功能结构确定了系统的功能内容，而且对该系统的开发工具和开发平台做出了选择，确定了java作为本系统的开发语言和MySQL[14]作为本系统的系统数据库[3]，而开发的工具选择的是Eclipse。主要的研究内容如下：对该系统的开发技术进行归纳总结以及熟练掌握，java开发基础语言的熟练使用，对MySQL关系型数据库的语法进行掌握达到能建库建表的程度，以及使用JDBC连接技术连接MySQL数据库[14]。对开发的框架进行一个选择，选择主要以简单，便于我们开发为核心的框架作为首选。按照该系统需求分析主要设计和实现系统管理员端和用户端的功能以及数据库的功能模块的具体功能-建库建表。参考其他的管理系统进行该系统的前端页面的功能模块的布局和对该系统的颜色搭配进行整体的前端页面设计。实现对该系统的开发，从前端到后端的每一个功能模块进行实现，实现增删改查的目的。最后系统测试主要分为的功能测试和非功能测试[4]。1.3论文结构垃圾分类管理分为六章来说明系统的实现。第一部分绪论，通过垃圾分类管理的必要背景出发，然后简要说明了该系统实现的好处。第二部分开发技术,主要对开发该系统所需要用到的技术，主要有Java、MySQL关系型数据库、MVC框架。第三部分垃圾分类管理系统需求分析，开展前期必须的可行性分析，以及对该系统的角色做出用例分析和对开发该系统所需要的环境要求。第四部分系统设计，主要是系统的功能设计、表的详细设计、用例实现、业务实体设计、介绍。第五部分系统主要功能的实现，主要是列出用户模块和实现管理员模块的核心功能并给出实现核心功能的难点解决方案。第六部主要是对系统进行系统测试，分为功能测试和非功能测试[4]。2开发技术2.1Java开发语言Java开发语言是当今最流行的被许多开发者使用。Java适合面向对象编程的跨平台语言开发，是全球最大的开发语言之一。Java不仅吸收了c语言的各种优点也放弃了许多晦涩难懂的多继承、指针等问题。Java开发语言主要有以下几个特点[5]:使用普遍：java是现在世界上程序员编程利用最多的编程语言之一。是可移植的：可以同时在Windows、Linux、MacOS等操作系统平台上运行。安全性：java防御恶意代码的主要方法之一是存储分配模型，因为java没有指针所以它让别人恶意操作或者伪造指针指向存储器从而攻击系统[5]。多线程：java提供了多线程的执行，能够同时执行不同的任务，大大的提高了工作效率，还提供了线程的新建、就绪、运行、阻塞、死亡状态[6]，以满足在不同情况下程序的需要，提供了用关键字加锁实现了同步。2.2MySQL数据库[14]MySQL是一种开放源码关系数据库管理系统[7]，MySQL数据库系统采用最常见的结构化（sql）语句进行数据库管理。因为MySQL是开源的所以任何人都是可以下载使用的，并且还可以按照自己的喜好进行个性化的设置，并且因为其稳定性、适用性、响应速度得到越来越多开发者的青睐越来越多的人知晓。2.3SSM框架Spring是一种轻量级的控制反转（ioc）和面向切面编程（aop）[8]的容器框架，任何的应用程序开发它们都是可以在Spring中受益的，不仅限于服务器端的开发[9]。它的出现是为了降低应用开发的复杂度，让其变得简单。SpringMVC框架也是一个基于驱动的Web框架，而且也用了前端控制器模式来设计，再按照将请求映射规则分发给相应的页面控制器解决[10]。

MyBatis原来名字是\t"/renzhe333/article/details/_blank"iBatis，本是\t"/renzhe333/article/details/_blank"apache公司的一个开源项目,在持久层引入了SQLMapping机制。之后的就一直在AFS。直到2010年，由于近几年一直在开发方法学、源代码控制等方面发生了巨大变化所以导致\t"/renzhe333/article/details/_blank"iBatis在其中获得的利益越来越少所以它的创始人把它迁移到GoogleCode改名为MyBatis。MyBatis是一个基于Java的持久层框架[11]。3需求分析3.1系统可行性分析[12]该系统的可行性分析主要包括系统功能模块的可行性分析开发该功能模块的技术可行性分析和开发该系统的经济可行性分析[12]。3.1.1功能可行性该系统的功能模块分为用户模块和管理员模块，用户模块主要有用户的个人信息的修改[13]，以及对垃圾信息的查看和对投诉报修添加内容，基本上可以满足用户的需求。在管理员模块主要是对垃圾分类信息的一个管理和对投诉报修的内容进行管理和用户个人信息的管理其中包括增删改查。3.1.2技术可行性开发平台采用的是Eclipse，本人在大学期间所使用的开发平台一直是Eclipse,对该平台比较熟悉，能够在此平台建立项目并用Java开发语言采用的数据库是MySQL关系型数据库搭配NavicatPremium进行建库建表操纵[4]，此方法较为简单快捷适合于开发经验较少的我们。采用MVC设计模式可以分层管理代码提高代码的可读性。系统基本的功能是完成了对[13]垃圾分类管理中的用户、垃圾分类信息等主要信息的增删改查，通过Java操作MySQL数据库就可实现[13]。对于前端页面的设计由于可以在网页上查看网页源码可以对其进行参考和探索从而设计出外观好看的前端页面。3.1.3操作可行性该系统分为管理员模块与用户模块，他们在这个系统中的权限依次递减。在用户登录本身的账号后就会显示响应自己所拥有的功能权限。在有关垃圾分类管理系统用户在使用过程中所出现的问题可以进行线上报修或者投诉。整个系统页面设计较为简略，功能操纵较为简便。3.2用例描述3.2.1小区管理信息用例管理者通过点击查看小区信息，并且可以对小区信息进行改动，如图3所示。图3.1小区管理用例描述：用例名：小区管理参与者：管理员用户前提条件：管理员登录主页面，点击小区管理页面并进入必要条件：小区管理页面必须有大于或等于一条社区信息用例描述：管理员检查信息的有效性，正常添加新的社区，完善其基础信息基本事物流程：1.管理员在管理小区页面选取添加业主信息项。2.显示添加社区成功。3.系统检查输入信息是否正确。3.2.2管理垃圾信息用例管理员可以通过管理垃圾信息用例来维护垃圾信息，管理垃圾信息用例图如图2.1所示。图2.1用例名：管理垃圾信息参与者：管理员前提条件：管理员登录主页面，点击垃圾信息管理页面并进入必要条件：垃圾信息管理页面必须有大于或等于一条垃圾信息用例描述：管理员检查输入信息是否合法，正常改动垃圾信息基本事物流程：1.管理员在管理页面选取增添内容2.管理员完善基础垃圾信息后提交3.检查系统输入内容是否合法4.系统显示添加成功3.2.3用户添加报修用例用户可以通过登录网站进行添加报修内容。用户添加报修内容用例图如图3.1所示。图3.1用例名：用户添加报修内容参与者：用户前提条件：用户登录主页面，点击报修信息页面并进入必要条件：用户登录用例描述：用户对报修标题报修内容进行添加基本事物流程：1.用户登录2.用户点击报修信息页面并进入3.用户添加报修内容，点击确认4.显示添加成功5.等待处理结果3.2.4用户添加投诉信息用例用户点击投诉模块后，输入投诉的内容后，提交到系统后台，用户添加投诉内容用例图如图4.1所示。图4.1用例名：用户添加投诉内容参与者：用户前提条件：用户登录主页面，点击投诉信息页面并进入必要条件：用户登录用例描述：用户对投诉标题报修内容进行添加基本事物流程：1.用户登录2.用户点击投诉信息页面并进入3.用户添加投诉内容，点击确认4.显示成功添加5.等待管理员的处理3.3用例分析3.3.1功能性需求经过需求调研后得到需求用例图，该需求用例图包含管理员和用户两部分，管理员部分和用户具体如图2所示。图23.3.2业务流程管理员的业务主要分为两个部分，一部分是对个人信息的管理，另一部分是对垃圾信息的管理。具体流程如图1所示。图1此用户业务主要分为个人信息的修改，垃圾信息的查看，以及报修和投诉四个模块，其中个人信息可以进行修改，报修和投诉模块允许用户添加内容，其他模块只允许查看。用户总体业务流程图如图2所示。图23.4运行环境3.4.1硬件环境计算机硬件型号CPU11thGenIntel(R)Core(TM)i5-1155G7@2.50GHz2.50GHz硬盘512GB固态硬盘内存16GB(3200MHz）网络类型TCP/IP3.4.2软件环境软件名称软件Web服务器[20]Tomcat[15]数据库[14]或工具MySQL[14]、NavicatPremium操作系统Windows10浏览器MicrosoftEdge程序编写平台Eclipse4.1系统功能设计本系统主要包括管理员和用户功能模块，具体功能模块如图4.1所示。图4.14软件系统结构设计4.2表的详细设计经过对领域对象、业务对象及对象间对应的分析[21]，对本系统的数据库表进行了设计，本系统数据库的建表建库采用MySQL[14]关系型数据库搭配NavicatPremium。按照系统需求分析建立实体与实体之间的对应关系实体与实体与个字段之间的关系[16]。概念模型（E-R图）如图所示。4.2.1系统用户信息表系统用户信息表具体内容如表1所示。表14.2.2投诉信息表投诉信息表具体内容如表2所示。表24.2.3垃圾站信息表垃圾站信息表具体内容如表3所示。表34.2.4垃圾分类信息表垃圾分类信息表具体内容如表4所示。表44.2.5用户与角色对应关系表用户与角色对应关系表具体内容如表5所示。表54.2.6垃圾运输信息表在垃圾运输信息表具体内容如表6所示。表64.3用例实现4.3.1用户注册用例实现用户注册用例的实现顺序图如图1所示。图1用户登录主页，点击进入注册页面，注册账号，通过对账号密码信息的录入到数据库。4.3.2用户登录用例实现图2用户先输入账号密码，然后通过数据库对账号密码验证，验证通过跳转到用户对应的主界面。4.3.3管理员管理用例实现管理员管理用例的实现顺序图如图3所示。图3管理员登录，进入用户界面对用户进行管理，管理内容包括对用户基本信息的更改。4.3.4管理员垃圾站信息用例实现管理员垃圾站信息用例的顺序实现如图4所示。图4管理员登录系统，然后点击更新管理信息界面显示所有的社区用户信息，选择社区用户信息可以增添和修改。4.3.5管理员管理垃圾分类信息用例实现管理员管理投诉信息用例的实现顺序图如图5所示。图5管理员登录到管理员主页面，然后点击投诉管理，页面刷新，显示投诉的标题、投诉详情、投诉人和此投诉业务状态（已处理投诉或没有）以及用户是否确认得到处理。4.3.6管理员管理报修信息用例实现管理员管理报修信息用例的顺序实现如图6所示。图6管理员登录到管理员主页面，点击报修管理页面并且进入页面，处理维修（已处理或没有）以及用户是否确认得到处理。4.4.业务实体设计此垃圾分类管理系统的业务实体的部分中包含有独立的实体和业务实体设计，以及业务实体和各个业务实体之间[21]一一对应的关系如图3.15所示。图3.155系统实现5.1核心功能实现5.1.1普通用户登录功能的实现显示页面用户在系统登录页面通过输入账号和密码，然后进行验证，验证成功登录到用户页面。如图5.1所示。图.2实现流程用户在登录页面的文本框中输入字符并通过jquery获取输入框的内容通过Ajax（）将值传入到后台然后controller收到数据传入到service，service信息传入到mapper，mapper调用数据库[14]的数据，mapper将数据返回到service，然后进行比对判断是否登录成功。核心代码普通用户登录核心代码如下。实现了系统后端连数据库的验证核心操作，用数据库[14]对比验证用户个人信息，最后返回登录成功或登录失败。5.1.2普通用户查看垃圾分类功能的实现获取数据界面用户在登录之后，点击垃圾分类信息，跳转到垃圾分类信息，查看垃圾分类详情内容，勾选需要垃圾分类类型，点击提交完成。如图4.2所示.图.2实现流程用户在登录之后，进入垃圾分类信息页面并且进入，在选中垃圾内型之后，提交触发form表单里面的controller，将从界面中获取到的数据以及用户ID传向后台，经过在各个类中传递，最后到达数据库[14]。核心代码用户垃圾分类代码如下 5.1.3管理员管理垃圾分类功能的实现获取数据界面管理员登录后，进入到垃圾分类信息页面，对垃圾分类信息的编号、名称、类型的具体内容可以进行增删查改等操作如图5.4所示。图.2实现流程管理员在登录之后，点击垃圾分类信息并且进入，在进行增删查改之后，提交触发form表单里面的controller，将从界面中获取到的数据以及管理员ID传向后台，经过在各个类中传递，最后到达数据库 [14]。核心代码管理员绑定垃圾站号代码如下 5.1.4管理员管理垃圾站功能的实现获取数据界面管理员用户在登录之后，点击报修管理模块，然后跳转到报修列表界面如图所示，选择需要处理的报修选项，点击确定完成报修的处理的过程。实现流程管理员在登录，进入报修管理页面并且进入，在进行处理之后，提交触发form表单里面的controller，将从界面中获取到的数据以及用户名ID传向后台，经过在各个类中传递，最后到达数据库。核心代码用户个人信息更新代码如下 5.2关键技术难点与解决方案5.2.1用户登录问题用户的登录问题我决定使用阿帕奇的Shiro安全框架，此应用程序的基础和额外的功能支持包括：身份验证和会话管理、授权、加密[7]。而且阿帕奇的Shiro还可以与Spring进行整合，因为Shiro对Spring提供了良好的支持[8]，在web应用中可以使用Shiro提供的Shiro过滤器进行校验[9]。目前所面临的困难是理解并学习掌握如何使用shiro安全框架与spring框架的整合。5.2.2SSM项目框架问题6系统测试垃圾分类管理系统的测试本着尽早接入的原则，所以在需求阶段就已经将测试的需求拟好，并按照系统需求的变动而变动。在系统开发过程当中进行了单元测试进行了集成测试[22]系统开发完成后对功能进行了全面的系统测试以下是功能测试用例的总结说明。6.1功能测试6.1.1对核心业务进行功能测试。本系统对用户管理员模块的部分用例进行功能测试，测试设计如下所示。管理员功能测试包含管理员登录、密码的修改、管理用户信息、管理垃圾分类信息等。测试用例设计如表1所示。表16.1.2普通用户功能测试普通用户功能测试包括修改密码，查看垃圾分类信息、垃圾站信息、垃圾运输信息和投诉、完成报修信息添加等。测试用例设计如表2所示。表26.2非功能测试表3操作系统兼容性测试用例测试用例编号操作系统兼容性测试1Windows82Windows103表4浏览器兼容性测试用例测试用例编号浏览器兼容性测试1IE浏览器2微软Edge浏览器3联想浏览器7结论与展望本文通过垃圾分类管理系统的设计与开发，得出下列结论：就我们的专业性质来说，我们不仅需要懂得书本上的知识，最重要的是还要在平台上实践你所学的知识，通过在实际操作中发现问题才能解决问题从而不断提高自己，切记不要纸上谈兵。在进行一个项目的开发时一定要进行需求分析，考虑开发出的项目在各方面的可行性，在一个开发过程中做需求分析是必要的，不做需求分析的话项目容易在中后期搁浅因为各种问题搁浅，或者在使用阶段而经济收入和支出不成正比而入不敷出。一个系统的开发经验是非常重要的，有了经验我们可以走一步看三步，从而缩短开发周期和避免一些低级错误，这也是可以降低开发成本的。本次的系统开发虽然参考了多种管理系统但是还是有很多考虑不足的地方，经验不足导致系统做的不够完美，但是设计的系统功能模块比较简单操作起来难度非常低，使用门槛比较低能够满足用户的需求。本次系统的开发，还需要不断的完善，还有很多不足之处，这些不足的地方还有待不断的学习之后日后加以改善。通过对大量的文献和资料阅读垃圾分类管理系统无论是在普通的生活垃圾处理还是废品的二次回收利用，都是为了打造好的生活环境与减少不可再生资源的消耗，从未来的发展来看的话还是有比较好的前途的。这次的开发周期短，再加上本人的项目经验实在太少，导致在系统设计与实现的很多地方不够细节，有一些功能模块所要体现的功能比较模糊，对一些技术的掌握还是不够熟练，还需要以后不断的完善。这次的开发遇到了无数多的困难好在经过老师和同学的帮助之下涉险过关了。经过这次对此系统的开发与设计让我明白了，前期一定需求分析是通过需求分析发现该系统的开发重点与难点，然后做好相应的准备，因为前期做好相应的准备在后期的开发过程中是可以大大减少开发周期的。对于垃圾分类管理绝对是生活中必不可少的，在未来的很长的一段时间里这套体系绝对会越来越完善的。参考文献北京城市生活垃圾状况预测及效益评价陈冠华-《北方工业大学硕士论文》-2009-04-10我国城市生活垃圾分类处理政策研究——以上海