土壤重金属污染数据采集系统的设计与实现计算机科学与技术专业毕业设计

土壤重金属污染数据采集系统的设计与实现计算机科学与技术专业毕业设计内容摘要：

长期、安全、稳定、可靠、高效的运行， 本 系统应该满足以下的性能需求： （ 1） 系统处理的准确性和及时性 系统需求分析 3 系统处理的准确性和及时性是系统的必要性能。 在系统设计和开发过程中，要充分考虑系统当前和将来可能承受的工作量 ，使系统的处理能力和响应时间能够满足 用户 对信息处理的需求。 （ 2） 系统的开放性和系统的可扩充性 数据采集 系统在开发过程中，应该充分考虑以后的可扩充性。 例如用户查询的需求也会不断的更新和完善。 所有这些，都要求系统提供足够的手段进行功能的调整和扩充。 而要实现这一点，应通过系统的开放性来完成，既系统应是一个开放系统，只要符合一定的规范，可以简单的加入和减少系统的模块，配置系统的硬件。 通过软件的修补、替换完成系统的升级和更新换代。 （ 3） 系统的易用性和易维护性 数据采集 系统是直接面对使用人员的，而使用人员往往对计算 机并不时非常熟悉。 这就要求系统能够提供良好的用户接口，易用的人机交互界面。 要实现这一点，就要求系统应该尽量使用用户熟悉的术语和中文信息的界面；针对用户可能出现的使用问题，要提供足够的在线帮助，缩短用户对系统熟悉的过程。 （ 4） 系统的标准性 系统在设计开发使用过程中都要涉及到很多计算机硬件、软件。 所有这些都要符合主流国际、国家和行业标准。 （ 5） 系统的先进性 目前计算系统的技术发展相当快，做为 一项 系统工程，在系统的生命周期尽量做到系统的先进，充分完成 用户 信息处理的要求而不至于落后。 这一方面通过系统的开放性和可 扩充性，不断改善系统的功能完成。 另一方面，在系统设计和开发的过程中，应在考虑成本的基础上尽量采用当前主流并先进且有良好发展前途的产品。 （ 6） 系统的响应速度 数据采集 系统在日常处理中的响应速度为秒级，达到实时要求，以及时反馈信息。 在进行统计分析时，根据所需数据量的不同而从秒级到分钟级 ,原则是保证操作人员不会因为速度问题而影响工作效率。 土壤重金属污染数据采集系统 4 第三章 系统总体设计 总体设计 根据我们的任务目标以及对数据操作等要求实现的功能，我们将系统划分为客户端软件和服务器端软件。 目前基于网络的应用系统分为 C/S 架构 和 B/S 架构两种， B/S 模式主要适于数据查询和资源共享， C/S 架构主要适于事务分析与处理。 考虑到土壤重金属数据采集的分散性，以及本系统主要面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力要求也比较高，对客户机的系统要求比较低等要求，我们选择了 C/S 架构作为系统平台的基本架构。 系统架构如图 31 所示。 此系统架构将数据库放置在服务器端后台，主要负责存储所有的用户，地区污染数据以及预测信息；客户端软件主要负责将采集到的数据进行编辑，并通过直接上传或数据文件的方式将数据上传至数据库或服务器端软件；服务器端主要负责汇 总各监测点土壤重金属元素含量等污染数据，然后把所有的数据综合起来，并通过一定的数学模型对其进行分析和智能处理，对可能出现的污染进行预报。 功能模块图 客户端软件功能模块划分 和项目工程中所有类的关系 如图 32 及和图 33 所示 ： 图 31 系统架构示意图 系统总体设计 5 图 32 客户端软件功能模块示意图 图 32 客户端软件工程类关系示意图 表 31 客户端软件工程类说明 类名 注释 功能描述 Login 登陆 用户校验 DataInput 数据录入 数据录入、完整性检查，数 据保存 到文件或数据库 DataSearch 数据查询 数据查询及按条件查询 InformationSearch 信息查询 信息查询及按条件查询 Sendmail 发送邮件 设置参数，发送邮件 SendFile 发送文件 设置 IP，端口等，发送文件 ChatRoom 聊天室 聊天窗口 Usermanage 用户管理 用户添加，删除及用户权限更新 服务器 端软件功能模块划分 和项目工程中所有类的关系 如图 34 及 35 所示 ： ClientMain ChatRoom SendFile UserManag Talk SendMail Information Search DataSearch DataInput Login 土壤重金属污染数据采集系统 6 图 34 服务器端软件功能模块示意图 图 32 客户端软件工程类关系示意图 表 32 服务器端软件工程类说明 类名 注释 功能描述 Login 登陆 用户校验 DataInput 数据录入 数据录入，完整性检查，数据保存，从文件读取数据 DataSearch 数据查询 数据查询及按条件查询 InformationSearch 信息查询 信息查询及按条件查询 ReceiveMail 接收邮件 接收邮件窗口 ReceiveFile 接收文件 接收文件窗口 ChatRoom 聊天室 聊天窗口 UserManage 用户管理 用户添加删除和用户权限更新 SystemSet 系统设置 系统参数设置 说明：每个类都对应一个 windows 窗体，进行相关的功能操作。 数据传输 数据传输采用了两种方式：数据传输、文件传输和邮件发送三种方式。 在服务器在线的情况下，我们可以将所录入的数据在确认后直接保存到数据库中，等待服务器端的分析处理。 或者可以将保存为数据文件的数据通过系统的ServerMain ChatRoom SendFile System Manage Talk SendMail Information Search DataSearch DataInput Login SystemSet UserManag DataDeal PSO ForSee 系统总体设计 7 发送文件功能发送给服务器端，由服务器端软件读出其中的数据并存入数据库当中。 如果服务器和客户端之间的网络出现异常，可以将所录入的数据保存 为数据文件，以待发送给服务器端。 服务器则由此文件中读出相关数据，并存储到数据库中。 在网络出现故障的情况下采用了自由度比较大的电子邮件的方式来发送数据文件，并将发送邮件的功能做到了平台中，方便用户的使用。 土壤重金属污染数据采集系统 8 第四章 详细设计 程序流程图 图 41 软件 总体 流程示意图 结束 管理员注销 聊 天 室 文 件 发 送 邮 件 发 送 信 息 发 送 数 据 查 询 选择 操作 数 据 录 入 显示主界面 用户合法 管理员登陆 开始 详 细设计 9 输入输出模块 用户校验模块 （ 1） 输入 用户登录名及相应的用户密码。 （ 2） 所有的信息都与数据库中的数据比对，判断是否出错以及出错的类型。 （ 3） 返回 用户名密码错误信息， 或登录成功界面。 图 42 软件登陆模块流程示意图 开始 输入用户名 输入密码 用户是 否存在 用户名密码 是否匹配 打开主界面 结束 土壤重金属污染数据采集系统 10 数据录入模块 （ 1） 输入 各项重金属含量及地区编号、时间等信息。 （ 2） 检查录入的数据是否完整和数据是否超出预设的范围。 数据的检查在保存至数据库或文件之前，用分支判断实现数据的检查功能。 （ 3） 返回操作成功信息和数据错误类型提示。 开始 录入各项数据 数据录入 是否完全 数据录入 是否合理 保存至数据库 结束 图 43 数据录入模块流程示意图 详细设计 11 数据查询模块 （ 1） 输入需要查询的地区编号或 时间。 （ 2） 查询以前检查输入的地区编号是否存在。 输入时间使用系统控件实现，确保输入的时间正确有效。 （ 3） 输出 查询到符合查询条件的数据，以表格形式输出。 开始 返回所 有数据 查询数据 并返回 结束 查询条件 输入地区编号 输入时间 图 44 数据查询模块流程示意图 土壤重金属污染数据采集系统 12 信息查询模块 （ 1） 输入需要 查询的地区编号 或 时间。 （ 2） 在查询以前检查输入的地区编号是否存在。 输入时间使用系统控件实现，确保输入的时间正确有效。 （ 3） 输出 查询到符合查询条件的数据，以表格形式输出。 图 45 信息查询模块流程示意图 开始 返回所 有数据 查询数据 并返回 结束 查询条件 输入地区编号 输入时间 详细设计 13 文件发送模块 （ 1） 输入 Ip 地址 ，端口号 ，文件的位置信息。 （ 2） 返回 发送结果信息。 开始 输入 IP 选择附件 返回正确信息 结束 连接正常 传输正常 图 46 文件发送模块流程示意图 土壤重金属污染数据采集系统 14 邮件发送模块 （ 1） 输入 文件的位置信息以及邮箱的设置信息等。 此功能的参数设置不正确将导致无法连接服务器并发送邮件，返回信息由 服务器返回，相关信息。 （ 2） 返回 可能的出错信息以及发送结果信息。 开始 输入参数 选择附件 返回正确信息 结束 连接正常 传输正常 图 47 邮件发送模块流程示意图 详细设计 15 聊天室模块 （ 1） 输入 用户输入的字段，语句等。 （ 2）检测用户输入信息是否为空，为空则提示用户重新输入，不为空发送信息。 （ 3） 输出 所有当前 用户的聊天记录信息。 开始 输入信息 为空 发送信息 结束 图 48 聊天模块流程示意图 土壤重金属污染数据采集系统 16 第五章 数据库设计 需求分析 由于本系统主要面向的对象有两个，即数据录入员和系统管理员，所以数据库需求分析中就要考虑两个方面的因素。 对于数据录入员来说，他们所关心的就是如何来快速、正确的录入所有数据，将数据正确存储在数据库中等工作；而 对于系统管理员来说，他们所关心的是进行系统的维护，设置用户的权限，包括添加、删除用户等，同时对数据等进行添加、删除、修改等。 数据库逻辑设计 （ 1） 完整性设计 完整性要求用于描述各种信息之间的制约关系，以及关联关系，各个数据项的取值范围以及各个数据项是。