摘 要

在我国,水源的污染是不可忽视的问题。对于水质监测进行数据的采集工作,目前主要通过人工实现。因此,部分地区的采集工作,实施起来难度很大,比如恶劣环境和偏僻山区等地。所以,目前对于水质监测的研究,主导方向是建立更加高效完善,智能化的水质监测系统。近几年,无线传感器网络迅猛发展,基于此,本文设计研究出一套物联法基础上的水环境监测系统。

系统主要针对水环境监测业务开展，涉及监测点管理、水环境监测数据管理、项目信息管理等方面。本设计主要实现集人性化、高效率、便捷等优点。系统使用Java语言的Springboot框架，采用MVVM模式进行开发，数据方面主要采用的是微软的Mysql关系型数据库来作为数据存储媒介，配合前台技术完成系统的开发。

关键词：水环境监测；Springboot框架；关系型数据库

Design and implementation of water environment detection system

Abstract

In China, the pollution of water source is a problem that can not be ignored. At present, data collection for water quality monitoring is mainly realized manually. Therefore, the collection work in some areas is very difficult to implement, such as harsh environment and remote mountainous areas. Therefore, the current research on water quality monitoring is to establish a more efficient, perfect and intelligent water quality monitoring system. In recent years, wireless sensor networks have developed rapidly. Based on this, this paper designs and studies a set of water environment monitoring system based on IOT method.

The system is mainly carried out for water environment monitoring business, involving monitoring point management, water environment monitoring data management, project information management and so on. This design mainly realizes the advantages of humanization, high efficiency and convenience. The system uses the springboot framework of Java language and MVVM mode for development. In terms of data, Microsoft's MySQL relational database is mainly used as the data storage medium to cooperate with the foreground technology to complete the development of the system.

Key words:Water environment monitoring; Springboot framework; Relational database

目  录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的组织结构

第2章 相关技术介绍

2.1 J2EE技术

2.2 MVVM模式

2.3 B/S结构

2.4 Springboot框架

2.5 Mysql数据库

2.6 B/S体系工作原理

2.7 B/S体系结构介绍

第3章 系统分析

3.1 可行性分析

3.1.1 技术可行性分析

3.1.2 经济可行性分析

3.1.3 操作可行性分析

3.2 功能需求分析

3.3 非功能需求分析

3.4 数据流程分析

第4章 系统设计

4.1 系统架构设计

4.2 系统功能结构

4.3 功能模块设计

4.4 表单字段校验处理设计

4.5 系统维护设计

4.6 数据库设计

4.6.1 概念模型

4.6.2 关系模型

4.6.3 数据表

第5章 系统实现

5.1 登录模块的实现

5.2 用户子系统模块的实现

5.2.1 注册模块

5.2.2水环境资讯模块

5.2.3 项目信息模块

5.2.4 公告栏模块

5.3 管理员子系统模块的实现 26

5.3.1 用户管理模块 27

5.3.2 项目信息管理模块 28

5.3.3 水环境监测数据管理模块 29

5.3.4 项目审核管理模块 29

第6章 系统测试 30

6.1 测试目的 30

6.2 测试过程 30

6.3 测试结果 31

第7章 总结与展望 32

参考文献 33

致谢

1. 绪论
   1. 研究背景与意义

目前人类社会已经进入高度文明的社会，科技化程度较高，每天都在发生变化，但是地球的各种资源是非常有限的，其中水资源更是人类赖以生存的根本。人类生活离不开水资源，我们要保护水资源，但是水资源的污染也在同时进行。因此需要设计一套提供及时、准确和完备的信息支持水环境监测系统。该系统的监测数据应该能够真实反映水体状况。由于水流域往往存在于偏远地区，导致监测地点分布分散，数量庞大，距离中心城市远，而且，突发性水污染事故也会导致不确定断面的增加，这给水环境监测添加了更多的麻烦。因此本文设计了一套水环境监测较为完善的系统，能够很好的监测水资源的异动情况，做到实时防护。

目前的水环境监测系统不可能对所有监测点的所有监测量建立水质自动监测系统。目前的监测系统都是由采样人员采集样品后运送到实验室进行集中监测，这就涉及到采样规范、准确、样品交接与管理以及采样点相关信息录入方便、及时的问题。因此需要设计一套完善的监测水环境数据的系统，这样更加的高效监测水环境数据的变化，达到及时和实时的水环境情况反映，为有关部门做好水质管理提供巨大便利。水资源的保护有了更加有利的技术和数据支持，利于国家进行宏观调控，实时了解水资源的情况，查处水污染企业和个人，对保护生态环境和人类可持续发展都有巨大作用。

1. 1. 国内外研究现状

水质监测系统是从上个世纪70年代发展起来的。美国、英国、日本、荷兰、德国理局李河管理处设有5个监测站，在日本东京都水质污染连续监测系统设有27个监测站。早期监测河流水系等地面水的方法较为简单，一般都是在一定时间一定地点瞬时获取水质样品，并把它们送回到实验室进行分析。上面这种人工抽查监测的方法，并不能够及时和准确的反映水质变化。DAEWS ( The Danube Accident Emergency WarningSystem)是多瑙河沿岸的各个国家(按所处河域的位置顺序为:德国、奥地利、捷克、斯洛伐克、匈牙利、斯洛维尼亚、克罗埃西亚、罗马尼亚和保加利亚）共同实施的一个项目3。这个方案提供多瑙河水质的实时信息，一旦水质发生变化，通过卫星系统将事故警报传到下游国家，为下游国家有关部门采取相应措施提供了条件。

WATERS 项目是威尼斯咸水（礁）湖水体的环境参数的集成监测系统，进行实时监测和预警服务。这个项目为了降低投资及运行费用，采用15条配备特殊和数据传输设备的浮船每日在所管辖的水域中航行以获取不同位置水体的及时监测数据，并将数据通过传输设备传输到地面的信息处理中心，当某项数据超过警戒值时发出警报，并通过分析水质的各项数据（有关水质的物理、化学、生物、水力的数据）的相互关系，做出相应的决策。

从目前调查结果来看，发展中国家大都面临水资源污染问题。从总的来说，我国水环境监测工作还处于起步阶段，许多地方主要在排污企业设置水质流量监测等简单监测仪器，无法全面的监测水环境的变化，我国在黄浦江流域以及宝钢、武钢等大型企业的供排水系统建立水质连续自动检测系统。通过建立这些系统，我国逐渐在水环境监测方面取得新进展，自从上个世纪以来，北京、上海、天津以及个别省会城市相继建立水环境自动检测系统,但这些监测设备主要依赖于进口。从使用情况上来看,运行故障率较高。我国于1983年在上海建立了黄浦江水环境自动监测系统，并且在1984年正式投产运行，在1985年9月通过鉴定。

1. 1. 本文的组织结构

第一章是绪论，本文章的开头部分，对本题目的研究背景和研究意义等一些做文字性的描述。

第二章研究了水环境监测系统的所采用的开发技术和开发工具。

第三章是系统分析部分，包括系统总体需求描述、功能性角度分析系统需求、非功能性等各个方面分析系统是否可以实现。

第四章是系统设计部分，本文章的重要部分，提供了系统架构的详细设计和一些主要功能模块的设计说明。

第五章是系统的具体实现，介绍系统的各个模块的具体实现。

第六章在前几章的基础上对系统进行测试和运行。

最后对系统进行了认真的总结，以此对未来有一个新的展望。

1. 相关技术介绍
   1. J2EE技术

人可以掌握多门外语，而一个计算机科学家精通的大多是编程语言，它不是人类的自然语言，比如C语言、Java、Perl等等。由于不同的公司开发出的“中间件”不够规范，所以Sun公司推出J2EE，用这个标准来解决弊病。它提供了良好的机制，让每个层次允许与之相对的服务器、组件运行，使得系统的搭建稳定可用、开发高效、维护方便。

1. 1. MVVM模式

MVVM模式是常用的开发模式，主要是在代码实现上将其分为M层、V层和C层。

视图（View）代表用户交互界面，一个 Web 应用就可能有很多的界面，在 MVVM 模式中，视图仅仅处理的只有数据采集、处理，还有用户的请求， 并不包括业务流程的处理，业务流程由模型（Model）来处理。

模型（Model）就是业务流程/状态的处理及业务规则的制定。模型处理业务流程的过程其它层是无法看见了的，它就像黑箱子，在接受视图请求的数据之后，然后返回最终的处理结果。MVVM 最主要的核心就是业务模型的设计，一个典型的应用例子就是目前流行的 EJB 模型，它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分，以便充分利用现有的组件，但是它不能作为应用设计模型的框架。

控制器（Controller）可以理解为接收用户的请求，然后视图和模型匹配在一起，一起再完成用户请求。它有非常明显的作用在划分控制层上，可以很清晰地告诉你，它就是一个分发器，选择什么样的模型、视图，可以完成用户的什么样的请求。控制层不做所有的数据处理，比如说：用户点击一个连接，控制层接受到请求之后，并不处理业务信息，它只是向模型传递用户的信息，同时告诉模型做什么，然后选择符合需求的视图返回给用户。

1. 1. B/S结构

B/S（Browser/Server）比前身架构更为省事的架构。它借助Web server完成数据的传递交流。只需要下载浏览器作为客户端，那么工作就达到“瘦身”效果， 不需要考虑不停装软件的问题。

1. 1. Spring boot框架

Spring框架是Java平台上的一种开源应用框架，提供具有控制反转特性的容器。尽管Spring框架自身对编程模型没有限制，但其在Java应用中的频繁使用让它备受青睐，以至于后来让它作为EJB（EnterpriseJavaBeans）模型的补充，甚至是替补。Spring框架为开发提供了一系列的解决方案，比如利用控制反转的核心特性，并通过依赖注入实现控制反转来实现管理对象生命周期容器化，利用面向切面编程进行声明式的事务管理，整合多种持久化技术管理数据访问，提供大量优秀的Web框架方便开发等等。Spring框架具有控制反转（IOC）特性，IOC旨在方便项目维护和测试，它提供了一种通过Java的反射机制对Java对象进行统一的配置和管理的方法。Spring框架利用容器管理对象的生命周期，容器可以通过扫描XML文件或类上特定Java注解来配置对象，开发者可以通过依赖查找或依赖注入来获得对象。Spring框架具有面向切面编程（AOP）框架，SpringAOP框架基于代理模式，同时运行时可配置；AOP框架主要针对模块之间的交叉关注点进行模块化。Spring框架的AOP框架仅提供基本的AOP特性，虽无法与AspectJ框架相比，但通过与AspectJ的集成，也可以满足基本需求。Spring框架下的事务管理、远程访问等功能均可以通过使用SpringAOP技术实现。Spring的事务管理框架为Java平台带来了一种抽象机制，使本地和全局事务以及嵌套事务能够与保存点一起工作，并且几乎可以在Java平台的任何环境中工作。Spring集成多种事务模板，系统可以通过事务模板、XML或Java注解进行事务配置，并且事务框架集成了消息传递和缓存等功能。Spring的数据访问框架解决了开发人员在应用程序中使用数据库时遇到的常见困难。它不仅对Java:JDBC、iBATS/MyBATIs、Hibernate、Java数据对象（JDO）、ApacheOJB和ApacheCayne等所有流行的数据访问框架中提供支持，同时还可以与Spring的事务管理一起使用，为数据访问提供了灵活的抽象。Spring框架最初是没有打算构建一个自己的WebMVC框架，其开发人员在开发过程中认为现有的StrutsWeb框架的呈现层和请求处理层之间以及请求处理层和模型之间的分离不够，于是创建了SpringMVC。

1. 1. Mysql数据库

Mysql 经过多次的更新，功能层面已经非常的丰富和完善了，从Mysql4版本到5版本进行了比较大的更新，在商业的实际使用中取得了很好的实际应用效果。最新版本的Mysql支持对信息的压缩，同时还能进行加密能更好的满足对信息安全性的需求。同时经过系统的多次更新，数据库自身的镜像功能也得到了很大的增强，运行的流畅度和易用性方面有了不小的进步，驱动的使用和创建也更加的高效快捷。最大的变动还是进行了空间信息的显示优化，能更加方便的在应用地图上进行坐标的标注和运算。强大的备份功能也保证了用户使用的过程会更加安心，同时支持的Office特性还支持用户的自行安装和使用。在信息的显示形式上也进行了不小的更新，增加了两个非常使用的显示区，一个是信息区，对表格和文字进行了分类处理，界面的显示更加清爽和具体。第二是仪表的信息控件，能在仪表信息区进行信息的显示，同时还能进行多个信息的比对，为用户的实际使用带来了很大的便捷。

针对本文中设计的学生课程考试系统在实际的实现过程中，最终选择Mysql数据库的主要原因在于在企业的应用系统应用及开发的过程中会存在大量的数据库比较频繁的操作，而且数据的安全性要求也是非常的高。综合这些因素，最终选择安全性系数比较高的Mysql来对校园竞赛管理系统后台数据进行存储操作。

1. 1. B/S体系工作原理

B/S架构采取浏览器请求，服务器响应的工作模式。

用户可以通过浏览器去访问Internet上由Web服务器产生的文本、数据、图片、动画、视频点播和声音等信息；

而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接，大量的数据实际存放在数据库服务器中；

从Web服务器上下载程序到本地来执行，在下载过程中若遇到与数据库有关的指令，由Web服务器交给数据库服务器来解释执行，并返回给Web服务器，Web服务器又返回给用户。在这种结构中，将许许多多的网连接到一块，形成一个巨大的网，即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Internet。

在 B/S 模式中，用户是通过浏览器针对许多分布于网络上的服务器进行请求访问的，浏览器的请求通过服务器进行处理，并将处理结果以及相应的信息返回给浏览器，其他的数据加工、请求全部都是由Web Server完成的。通过该框架结构以及植入于操作系统内部的浏览器，该结构已经成为了当今软件应用的主流结构模式。

1. 1. B/S体系结构介绍

B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种网络结构模式，WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，如Chrome、Safari、Microsoft Edge、Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库。浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互。 

1. 系统分析
   1. 可行性分析

本系统前端部分基于MVVM模式进行开发，采用B/S模式，后端部分基于Java的Springboot框架进行开发。总体的可行性共分为以下三个方面。

1. 1. 1. 技术可行性分析

所谓的技术可行性就是在限定时间，前期拟定的功能能否被满足。在开发设计上是否会遇上解决不了的问题。做完的项目能否被很好地应用，如果存在缺点在后期的维护上是否存在很大的难度。在对这个系统评估后，认定已存在的技术能达成目标。用JSP技术来实现动态的页面，嵌入低依赖性的设计模式，灵活的数据库，配合稳定的服务器，整个系统的运行效率大大提升。由此可见，在技术层面达成目标不是非非之想。

1. 1. 1. 经济可行性分析

在项目上使用的工具大部分都是是当下流行开源免费的，所以在开发前期，开发时用于项目的经费将会大大降低，不会让开发该软件在项目启动期受到经费的影响，所以经济上还是可行的。尽量用最少的花费去满足用户的需求。省下经费用于人工费，以及设备费用。将在无纸化，高效率的道路上越走越远。

1. 1. 1. 操作可行性分析

本系统实现功能的操作较为简单，普通电脑的常见配置就可以运行本软件，并且只要粗通电脑使用的基本常识就可以流畅的使用本软件。电脑具备连接互联网的能力，并且可以正常访问系统，并不需要操作者有什么高超的能力，只需了解业务流程，并且按照专业知识进行正确操作即可，所以水环境监测系统具备操作可行性。

1. 1. 功能需求分析

在系统开发设计前，应该对功能做初步设想，清楚这个系统有什么板块，每个板块有什么功能，整体的设计是否满足使用者的需求，接着对所开发的系统功能进行的详细分析总结，从而设计出完整的系统并将其实现。用户和开发人员的交流分析，使其达到最佳理解程度，使系统功能达到最佳。

用户用例图如下所示。

图3-1 用户用例图

管理员用例图如下所示。

图3-1 管理员用例图

项目员用例图如下所示。

水环境监测系统在对需求做解析后，整个系统主要分为两个部分：管理员、项目员和用户，每个模块下的分支功能不一样。对功能做出如下说明：

用户模块：

账号注册。

账号登录认证。

个人资料信息，修改可修改的信息项。

监测点，同时查看水环境监测点的信息。

项目信息，同时查看项目信息记录。

水环境监测数据，主要存储水环境监测数据信息，包括监测点名称、监测时间、温度、色度、地形、风速、污染负荷等信息项。

环境资讯，用户可以浏览环境资讯信息。

公告栏。

项目员模块：

监测点信息发布，具体发布水环境监测点的信息。

项目信息，提交监测项目的具体信息，包括项目编号、项目类型、项目负责人、项目资料、项目提交时间。

水环境监测数据，上传水环境监测数据信息等。

项目审核。

管理员模块：

对水环境资讯信息进行维护管理。

维护用户以及项目员资料，审核用户以及项目员的账号。

发布水环境资讯，并可以销毁某个资讯信息，更新资讯数据，搜索资讯数据等。

管理水环境监测数据。

监测点管理，监测点信息的维护管理。

项目信息管理，审核项目。

1. 1. 非功能需求分析

系统非功能需求有非常多，比如性能需求、可承载最大用户数、稳定性、易用性需求等。本系统分析时考虑到易用性需求，因为系统是给人使用的，所以必须充分从用户的角度出发，考虑用户体验，使系统易理解易上手易操作。

1. 1. 数据流程分析

零层数据流程图包括了登录注册、用户功能和检索维护等模块，在登录注册模块使用到的数据存储有用户账户文档，用户功能模块需要的存储是用户各功能模块数据文档，检索维护是使用以上这些数据文档通过关键词进行检索。

系统的零层数据流图如下图所示。

图3-2系统数据流图（零层）

一层数据流程图是对零层数据流程图的细化，将登录注册细分为填制登录注册数据和完善数据，用户功能细分为用户基本功能和用户主要功能。

系统的一层数据流图如下图所示。

图3-3系统数据流图（一层）

二层数据流程是对一层数据流层图中填写登录注册信息、用户功能的细化。即：填写登录注册信息细化为填制信息、后台审核，用户功能细化为水环境监测数据、项目信息查看、环境资讯浏览等操作。

系统的二层数据流图如下图所示。

图3-4系统数据流图（二层）

1. 系统设计
   1. 系统架构设计

目前B/S体系的系统主要的数据访问方式是：通过浏览器页面用户可以进入系统，系统可以自动对用户向服务器发送的请求进行处理，处理请求是在系统后台中进行的，用户在浏览器页面上进行相应操作，就能够看到服务端传递的处理结果。网上租车租赁网站主要分为视图-模型-控制三层架构设计。在视图层中，主要是操作在服务器端向客户端反馈并显示的数据，在模型层中，主要处理相关的业务逻辑、数据整合等，最后的控制层它介于视图和模型之间，主要是调整两层之间的关系，最终落实数据的传递。

系统架构图如下图所示。

图4-1系统架构图

1. 1. 系统功能结构

系统设计的目的是分析系统包括的所有功能结构，为开发人员设计开发和实现系统做好准备工作。经过前期的需求调查、分析和整理之后，确定的总体需求主要包括多个模块，分别是：系统用户管理、水环境监测数据管理、项目员管理、水环境资讯管理、项目信息管理、项目审核管理、监测点管理。系统整体角色分为三个部分，一是用户、二是项目员、最后是管理员。权限分布也是很明显。

系统功能结构图如下图所示。

图4-2系统功能结构图

1. 1. 功能模块设计

用户管理模块

该模块是为所有用户登录设计的，如注册用户登录后只能进行自己的普通功能操作(如个人信息修改），项目员和管理员登录后有不同的权限，管理员能对整个系统的数据进行管理，主要是用户的登录权限以及用户登录后在系统里的操作权限。

房屋租赁模块

用户和房屋存在祖灵关系，关系为一对多，根据房屋编号来将房屋数据传入到租赁数据中，操作人为用户，然后生成租赁列表，会员查看个人历史租赁列表，可以进行数据销毁。

水环境资讯维护模块

操作人来录入水环境资讯数据，点击水环境资讯录入按钮，依次填写要录入的水环境资讯数据，点击提交按钮，将数据提交至数据库，然后刷新水环境资讯数据页面，每条数据右边有删除和编辑按钮，来完成相应的删除和更新功能。

项目信息维护模块

管理员点击项目管理菜单，点击项目添加子菜单，添加项目数据，填写项目编号、内容、类型、监测数据等，提交成功后，项目数据页面刷新，项目信息成功载入页面。

打印和导出模块

系统多个页面可以进行打印功能，包括信息详细页，信息列表页，打印时调用外部打印机，完成打印设置即可打印，在信息列表页可以将该信息列表导出至excel中，用户选择保存excel文件的路径，既可以下载至本地，在excel中可以自由编辑。

1. 1. 表单字段校验处理设计

1.出错信息类型

出错信息类型包括：

A 未输入必填项；

B 应输入合法字符或数字却输入非法字符或数字；

C 对空数据表进行更改或删除操作；

D 向要求唯一值的关键字段添加重复值。

2.出错处理对策

对于错误A，系统要求用户输入非空值。

对于错误B，系统要求用户输入合法字符。

对于错误C，系统提示数据表无记录可更改或删除。

对于错误D，系统要求用户输入非重复值。

1. 1. 系统维护设计

水环境监测系统是个现代化的高度集成的综合信息系统，系统主要服务对象为用户，最大化在页面中提供多的信息，因此在系统维护上，数据量较大，整体的维护设计如下：

（1）代码的维护：部署在云服务器上或本地服务器，通过SVN或FTP保持版本更新迭代。

（2）功能增加：功能升级在必要的前提下。

（3）数据维护：根据安全性等需求，定期对数据库进行人工备份。

1. 1. 数据库设计
      1. 概念模型

对于一个要开发的系统来说，E-R图可以让别人能更快更轻松的了解此系统的事务及它们之间的关系。根据系统分析阶段所得出的结论确定了在水环境监测系统中存在着多个实体分别是用户、项目员、管理员、水环境监测数据、项目信息、项目审核、水环境资讯、公告栏。

系统总体ER图如下图所示。

图4-3系统总体ER图

1. 1. 1. 关系模型

管理员（管理员id、用户名、密码、权限）

用户（用户id、账号、密码、姓名、性别、地区、手机）

监测点（监测点id、监测点编号、名称、地点）

水环境监测数据（数据id、监测点编号、监测点名称、监测时间、温度、色彩、地形、风速、污染负荷）

项目审核（项目审核id、项目类型、编号、标题、项目人员、审核情况、负责人、审核内容）

项目信息（项目信息id、项目编号、类型、标题、项目负责人、项目资料）

1. 1. 1. 数据表

数据库逻辑结构就是将E-R图在数据库中用具体的字段进行描述。用字段和数据类型描述来使对象特征实体化，最后形成具有一定逻辑关系的数据库表结构。水环境监测系统所需要的部分数据结构表如下表所示。

名称	类型	长度	不是null	主键	注释
user_registration_id	int	11	是	是	用户注册ID
gender	varchar	64	否	否	性别
examine_state	varchar	16	是	否	审核状态
recommend	int	11	是	否	智能推荐
user_id	int	11	是	否	用户ID
create_time	datetime	0	是	否	创建时间
update_time	timestamp	0	是	否	更新时间

名称	类型	长度	不是null	主键	注释
project_manager_id	int	11	是	是	项目管理员ID
gender	varchar	64	否	否	性别
examine_state	varchar	16	是	否	审核状态
recommend	int	11	是	否	智能推荐
user_id	int	11	是	否	用户ID
create_time	datetime	0	是	否	创建时间
update_time	timestamp	0	是	否	更新时间

名称	类型	长度	不是null	主键	注释
project_information_id	int	11	是	是	项目信息ID
item_no	varchar	64	否	否	项目编号
project_type	varchar	64	否	否	项目类型
project_title	varchar	64	否	否	项目标题
submission_time	varchar	64	否	否	提交时间
project	int	11	否	否	项目人员
project_leader	int	11	否	否	项目负责人
project_data	varchar	255	否	否	项目资料
project_content	longtext	0	否	否	项目内容
examine_state	varchar	16	是	否	审核状态
recommend	int	11	是	否	智能推荐
create_time	datetime	0	是	否	创建时间
update_time	timestamp	0	是	否	更新时间

名称	类型	长度	不是null	主键	注释
water_environment_test_data_id	int	11	是	是	水环境检测数据ID
monitoring_point_no	varchar	64	否	否	监测点编号
name_of_monitoring_point	varchar	64	否	否	监测点名称
monitoring_time	varchar	64	否	否	监测时间
temperature	varchar	64	否	否	温度
chroma	varchar	64	否	否	色度
terrain	varchar	64	否	否	地形
wind_speed	varchar	64	否	否	风速
pollution_load_	varchar	64	否	否	污染负荷
inflow	varchar	64	否	否	流入
flow_out	varchar	64	否	否	流出
picture	varchar	255	否	否	图片
user_account	int	11	否	否	用户账号
examine_state	varchar	16	是	否	审核状态
recommend	int	11	是	否	智能推荐
create_time	datetime	0	是	否	创建时间
update_time	timestamp	0	是	否	更新时间

名称	类型	长度	不是null	主键	注释
monitoring_point_management_id	int	11	是	是	监测点管理ID
monitoring_point_no	varchar	64	否	否	监测点编号
name_of_monitoring_point	varchar	64	否	否	监测点名称
monitoring_time	varchar	64	否	否	监测时间
monitoring_location	varchar	64	否	否	监测地点
remarks	varchar	64	否	否	备注
picture	varchar	255	否	否	图片
hits	int	11	是	否	点击数
examine_state	varchar	16	是	否	审核状态
recommend	int	11	是	否	智能推荐
create_time	datetime	0	是	否	创建时间
update_time	timestamp	0	是	否	更新时间

名称	类型	长度	不是null	主键	注释
project_audit_id	int	11	是	是	项目审核ID
item_no	varchar	64	否	否	项目编号
project_type	varchar	64	否	否	项目类型
project_title	varchar	64	否	否	项目标题
project_personnel	int	11	否	否	项目人员
whether_it_passes_the_audit	varchar	64	否	否	是否通过审核
project_leader	int	11	否	否	项目负责人
audit_content	text	0	否	否	审核内容
comments_and_suggestions	text	0	否	否	意见建议
examine_state	varchar	16	是	否	审核状态
recommend	int	11	是	否	智能推荐
create_time	datetime	0	是	否	创建时间
update_time	timestamp	0	是	否	更新时间

1. 系统实现
   1. 登录模块的实现

系统的登录窗口是用户的入口，用户只有在登录成功后才可以进入访问。通过在登录提交表单，后台处理判断是否为合法用户，进行页面跳转，进入系统中去。

登录合法性判断过程：用户输入账号和密码后，系统首先确定输入输入数据合法性，然后在login页面发送登录请求，调用登录验证方法来验证。

用户登录模块的IPO如下所示：

输入：用户名和密码。

处理：

1）检测用户输入的账号、密码是否正确及在数据库已对应存在。

2）从数据库中提取记录，并储存在本地的session中（timeout默认=30min）。

3）根据用户名，将其显示在系统首页上。

输出：是否成功的信息。

登录流程图如下所示。

图5-1登录流程图

系统登录界面如下所示。

图5-2系统登录界面

用户登录的逻辑代码如下。

/**

     * 登录

     * @param data

     * @param httpServletRequest

     * @return

     */

    @PostMapping("login")

    public Map<String, Object> login(@RequestBody Map<String, String> data, HttpServletRequest httpServletRequest) {

        log.info("[执行登录接口]");

        String username = data.get("username");

        String email = data.get("email");

        String phone = data.get("phone");

        String password = data.get("password");

        List resultList = null;

        Map<String, String> map = new HashMap<>();

        if(username != null && "".equals(username) == false){

            map.put("username", username);

            resultList = service.select(map, new HashMap<>()).getResultList();

        }

        else if(email != null && "".equals(email) == false){

            map.put("email", email);

            resultList = service.select(map, new HashMap<>()).getResultList();

        }

        else if(phone != null && "".equals(phone) == false){

            map.put("phone", phone);

            resultList = service.select(map, new HashMap<>()).getResultList();

        }else{

            return error(30000, "账号或密码不能为空");

        }

        if (resultList == null || password == null) {

            return error(30000, "账号或密码不能为空");

        }

        //判断是否有这个用户

        if (resultList.size()<=0){

            return error(30000,"用户不存在");

        }

        User byUsername = (User) resultList.get(0);

1. 1. 用户子系统模块的实现
      1. 注册模块

此页面实现会员的注册，必须注册登录后才能使用系统大部分功能，用户名不允许重复如果重复将会注册失败，并弹出相应的提示，通过js实现对输入的验证。

用户注册流程图如下所示。

图5-3用户注册流程图

用户注册界面如下图所示。

图5-4用户注册界面

用户注册关键代码如下所示。

 Map<String, String> groupMap = new HashMap<>();

        groupMap.put("name",byUsername.getUserGroup());

        List groupList = userGroupService.select(groupMap, new HashMap<>()).getResultList();

        if (groupList.size()<1){

            return error(30000,"用户组不存在");

        }

        UserGroup userGroup = (UserGroup) groupList.get(0);

        //查询用户审核状态

        if (!StringUtils.isEmpty(userGroup.getSourceTable())){

            String sql = "select examine_state from "+ userGroup.getSourceTable() +" WHERE user_id = " + byUsername.getUserId();

            String res = String.valueOf(service.runCountSql(sql).getSingleResult());

            if (res==null){

                return error(30000,"用户不存在");

            }

            if (!res.equals("已通过")){

                return error(30000,"该用户审核未通过");

            }

        }

        //查询用户状态

        if (byUsername.getState()!=1){

            return error(30000,"用户非可用状态，不能登录");

        }

        String md5password = service.encryption(password);

        if (byUsername.getPassword().equals(md5password)) {

            // 存储Token到数据库

            AccessToken accessToken = new AccessToken();

            accessToken.setToken(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));

            accessToken.setUser_id(byUsername.getUserId());

            tokenService.save(accessToken);

            // 返回用户信息

            JSONObject user = JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(byUsername));

            user.put("token", accessToken.getToken());

            JSONObject ret = new JSONObject();

            ret.put("obj",user);

            return success(ret);

        } else {

            return error(30000, "账号或密码不正确");

        }

}

1. 1. 1. 水环境资讯模块

用户浏览环境资讯过程中，通过水环境资讯ID得到资讯信息，管理员调用mysql_query($sql)方法将资讯数据插入资讯表中，用户便可以最终在环境资讯框内容搜索浏览资讯信息。

水环境资讯流程图如下所示。

图5-5水环境资讯流程图

水环境资讯界面如图所示。

图5-6水环境资讯界面

水环境资讯界面如图所示。

 @RequestMapping(value = {"/avg_group", "/avg"})

public Map<String, Object> avg(HttpServletRequest request) {

        Query count = service.avg(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(count.getResultList());

}

1. 1. 1. 项目信息模块

项目员进行水监测项目信息上传时，首先通过项目ID上传数据，将项目信息数据赋值调用mysql_query($sql)方法将数据插入项目信息表中。

项目信息流程图如下所示。

图5-7项目信息流程图

项目信息界面如图所示。

图5-8项目信息界面

项目信息界面关键代码如下所示。

@RequestMapping("/get_obj")

    public Map<String, Object> obj(HttpServletRequest request) {

        Query select = service.select(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        List resultList = select.getResultList();

        if (resultList.size() > 0) {

            JSONObject jsonObject = new JSONObject();

            jsonObject.put("obj",resultList.get(0));

            return success(jsonObject);

        } else {

            return success(null);

        }

}

 public Query select(Map<String,String> query,Map<String,String> config){

        StringBuffer sql = new StringBuffer("select ");

        sql.append(config.get(FindConfig.FIELD) == null || "".equals(config.get(FindConfig.FIELD)) ? "*" : config.get(FindConfig.FIELD)).append(" ");

        sql.append("from ").append("`").append(table).append("`").append(toWhereSql(query, "0".equals(config.get(FindConfig.LIKE))));

        if (config.get(FindConfig.GROUP_BY) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.GROUP_BY))){

            sql.append("group by ").append(config.get(FindConfig.GROUP_BY)).append(" ");

        }

        if (config.get(FindConfig.ORDER_BY) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.ORDER_BY))){

            sql.append("order by ").append(config.get(FindConfig.ORDER_BY)).append(" ");

        }

        if (config.get(FindConfig.PAGE) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.PAGE))){

            int page = config.get(FindConfig.PAGE) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.PAGE)) ? Integer.parseInt(config.get(FindConfig.PAGE)) : 1;

            int limit = config.get(FindConfig.SIZE) != null && !"".equals(config.get(FindConfig.SIZE)) ? Integer.parseInt(config.get(FindConfig.SIZE)) : 10;

            sql.append(" limit ").append( (page-1)*limit ).append(" , ").append(limit);

        }

        log.info("[{}] - 查询操作，sql: {}",table,sql);

        return runEntitySql(sql.toString());

    }

1. 1. 1. 公告栏模块

用户搜索过程中，首先通过用户ID得到公告栏信息，用户可以查看所有公告栏信息。

公告栏界面如图所示。

    图5-9公告栏界面

1. 1. 管理员子系统模块的实现
      1. 用户管理模块

用户在yhzhgl查看用户信息，先使用sql语句查询出所有用户表的数据，然后调用mysql_query($sql)，返回一个数组对象，在for循环里，将数据放入页面模板中，添加用户则将添加的用户数据封装在sql语句，中然后调用mysql_query($sql)方法将用户内容插入用户表中。

用户管理界面如下图所示。

图5-10用户管理界面

系统用户管理关键代码如下所示。

1. 1. 1. 项目信息管理模块

添加项目信息时，输入必填字段后，表现层接受传过来的项目信息参数，再调用addCheliang方法，经过业务层到持久层的处理，完成对整个添加项目信息的操作。addCheliang方法也和用户管理中的addUser方法类似，同时做添加和修改工作。

修改项目信息时，选择需要修改的项目进行修改，调用控制器的editCheliang方法，拿到该项目原本的信息并显示到页面，管理员再对需要修改的项目信息字段进行修改，完成后调用addCheliang方法，调用业务层的updateByKey方法，更新数据库的项目信息表的数据。

项目信息管理流程图如下所示。

图5-11项目信息管理流程图

项目信息管理界面如下图所示。

图5-12项目信息管理界面

项目信息管理关键代码如下所示。

 @RequestMapping(value = {"/sum_group", "/sum"})

    public Map<String, Object> sum(HttpServletRequest request) {

        Query count = service.sum(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(count.getResultList());

}

1. 1. 1. 水环境监测数据管理模块

删除水环境监测数据信息时，选择需要删除的数据项进行删除，把主键的uId传到控制器，再调用控制器的deleteKefu方法，数据经过业务层解析和处理，请求持久层调用deleteByPrimaryKey方法操作数据库将水监测数据从数据库中删除。

查找水环境监测数据时，输入需要查找的标题等，调用getData方法获取所有数据并且进行分页，把获取到的所有数据显示到视图上，这时候只需要用脚本方法便能快速查找，不涉及对数据库操作。

水环境监测数据管理流程图如下所示。

图5-13水环境监测数据管理流程图

水环境监测数据管理界面如下图所示。

图5-14水环境监测数据管理界面

水环境监测数据管理界面关键代码如下所示。

@RequestMapping(value = {"/count_group", "/count"})

    public Map<String, Object> count(HttpServletRequest request) {

        Query count = service.count(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(count.getResultList());

}

1. 1. 1. 项目审核管理模块的实现

添加审核信息时，会给出项目信息填写的页面，该页面根据填写好的项目同样会事先发送Ajax请求查询项目编号是否已存在，进行审核流程。

项目审核管理流程图如下图所示。

             图5-15项目审核管理界面

项目审核管理界面关键代码如下所示。

@RequestMapping("/get_list")

    public Map<String, Object> getList(HttpServletRequest request) {

        Map<String, Object> map = service.selectToPage(service.readQuery(request), service.readConfig(request));

        return success(map);

1. 系统测试
   1. 测试目的

在对该系统进行完详细设计和编码之后，就要对水环境监测系统的程序进行测试，检测程序是否运行无误，反复进行测试和修改，使之最后成为完整的软件，满足用户的需求，实现预期的功能。

1. 1. 测试过程

在软件的测试过程中，通常测试人员需要针对不同的功能模块设计多种测试用例。通过测试用例能够及时发现代码业务逻辑上是否与真实的业务逻辑相对应，及时发现代码上或逻辑上的缺陷，以此来来完善系统，提高软件产品的质量，使软件具有良好的用户体验。

注册测试用例表如下所示。

表6-1注册测试用例

测试性能		新用户注册
用例目的		测试系统新用户个人信息注册功能的功能和安全性
前提条件		进入注册页面填写个人信息
输入条件	预期输出		实际情况
各项基本信息输入不完整	不允许注册，无法点击注册按钮		一致
填写已存在的用户名	系统显示出提示信息，要求重新填写		一致
两次密码输入不一致	系统显示出提示信息，要求重新填写		一致
填写的各项信息没有符合提示的长度和字符要求	系统显示出提示信息，要求重新填写		一致
胡乱填写电话号码	收不到验证码		一致
填写验证码与收到的不一致	系统显示提示信息告知用户验证码错误，不予注册		一致

登录测试用例表如下所示。

表6-2登录测试用例

测试性能		用户或操作员登录系统
用例目的		测试用户或操作员登录系统时功能是否正常
前提条件		进入用户登录页面或操作员登录页面
输入条件	预期输出		实际情况
各项信息不予填写，直接点击登陆按钮	不允许登录，提示填写账号相关信息		一致
填写错误的登录名或密码后点击登录系统	提示用户名或密码错误，要求重新填写进行登录		一致
填写与验证码信息不一致的信息	系统显示出提示信息，表明验证码错误，要求重新填写		一致

水环境资讯测试用例表如下所示。

表6-3水环境资讯测试用例

测试性能		用户进行水环境资讯房屋的操作
用例目的		测试用户进行水环境资讯房屋操作时，系统的功能是否正常
前提条件		用户进入资讯详情页，资讯可以浏览
输入条件	预期输出		实际情况
用户未登录，点击水环境资讯按钮	跳转至登录页面，提示用户先进行登录		一致
正常的登录用户，点击水环境资讯按钮	系统弹出提示框，提示用浏览成功		一致

监测点管理测试用例表如下所示。

表6-4监测点信息管理测试用例

测试性能		监测点相关信息管理功能
用例目的		测试系统后台操作员对监测点相关信息进行管理的功能是否正常
前提条件		登录系统后台进入相关管理页面
输入条件	预期输出		实际情况
普通操作员登录，点击进入监测点相关信息管理的页面	提示非超级用户，权限不够，无法进入相关页面		一致
超级操作员登入，删除某个监测点	提示该监测点删除失败		一致
点击增加监测点按钮	页面正常跳转		一致
增加监测点是，填写已存在的监测点编号	提示该编号已存在		一致

1. 1. 测试结果

经过对此系统的测试，得出该系统足以满足用户日常需求，在功能项目和操作等方面也能满足操作员对于其他用户的管理。但是，还有很多功能有待添加，这个系统仅能满足大部分的需求，还需要对此系统的功能更进一步的完善，这样使用起来才能更加的完美。

1. 总结与展望

通过水环境监测系统的开发，本人巩固了之前学过的知识，如今将平时所学到的知识融合在设计中，在设计过程中，做了很多的准备，首先，在数据库系统的设计过程中，尤其是在数据库的工作原理、工作特点，对其深刻的讨论，与此同时，对于小型站点来说，最好服务器的选择，其次，利用所学的知识点分析所做的系统，并在此基础上设计。

目前本系统已经上线，正在试运行阶段，用户反馈良好，基本完成用户所需，试运行过程中没有出现阻断性问题，有一些不足和小问题也及时予以修正，系统上线后，为了保证数据的安全性，对系统进行了备份操作，系统备份是每两个月备份一次，数据库备份为每周备份一次。本次系统上线成功后，得到了用户的高度认可，但是在功能上和性能上还需做进一步的研究处理，使其有更高的性能和更好的用户体验。

系统在以后的升级过程中，需要解决一系列用户所提出的问题，例如打印过程中如何避免浏览器的兼容性问题，大量用户访问时，如何保持较高的响应速度，在系统今后的升级过程中将着重解决这些安全性问题。