摘 要

现代大数据行业飞速发展，传统天气数据汇集及可视化方式己经逐渐跟不上时代变化的速度。在计算机行业发达的今天，希望利用现代爬虫技术的优势，提高天气数据汇集效率及可视化效果。

本系统采用的是 Python 语言，使用 PyCharm 这一款开发工具，采用Flask后端框架，Echars可视化大屏技术，数据库为MySOL 数据库，适用于 Windows7 及以上版本操作系统。开发过程遵循软件工程方法开发，通过对上达工具和技术的综合性应用开发出了此系统。服务器端功能包括后台首页，轮播图管理，公告信息管理，资源管理（气象资讯，资讯分类），注册用户（管理员，注册用户），模块管理（天气情况）等功能。包括多种数据获取、多种统计图展示。系统运行流畅稳定。本论文的研究为数据处理能力和可视化分析能力奠定了基础。

关键词：Python语言；Flask框架；Echars；城市天气数据汇集及可视化系统

      Flask Urban Weather Data Collection and Visualization System

Abstract

The modern big data industry is developing rapidly, and traditional weather data collection and visualization methods are gradually unable to keep up with the pace of changes in the times. In today's developed computer industry, we hope to utilize the advantages of modern crawler technology to improve the efficiency and visualization of weather data collection.

This system uses Python language, PyCharm, a development tool, Flask backend framework, Echar visualization large screen technology, and MySOL database, suitable for Windows 7 and above operating systems. The development process follows software engineering methods, and this system was developed through comprehensive application of Shangda tools and technologies. The server-side functions include backend homepage, carousel map management, announcement information management, resource management (meteorological information, information classification), system users (administrators, registered users), module management (weather conditions), and other functions. Including various data acquisition and statistical chart display. The system runs smoothly and stably. The research in this paper lays the foundation for data processing and visualization analysis capabilities.

Key words: Python language; Flask framework; Echars； Urban weather data collection and visualization system

目  录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 开发现状

1.3 本文的组织结构

第2章 相关技术介绍

2.1 Pycharm简介

2.2 MySQL描述

2.3 Python语言

2.4 B/S模式

2.5 Echars可视化大屏

2.6 Flask后端框架

第3章 系统分析

3.1 可行性分析

3.1.1 法律可行性分析

3.1.2 操作可行性分析

3.1.3 经济可行性分析

3.2 需求分析

3.3 非功能需求分析

3.4 用例分析

3.5 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 数据库设计

4.4.1 E-R图

4.4.2 数据表

第5章 系统实现

5.1 注册模块

5.2 登录/注销模块

5.3 管理员模块

5.3.1 首页模块

5.3.2 公告消息管理模块

5.3.3 系统用户管理模块

5.3.4 气象资讯管理模块

5.3.5 天气情况管理模块

5.3.6 可视化大屏模块

5.4 注册用户模块

5.4.1 首页模块

5.4.2 气象资讯模块

5.4.3 天气情况模块

第6章 系统测试

6.1 测试概述

6.2 测试过程

6.2.1 登录测试

6.2.2 注册测试

6.2.3 天气情况测试

6.3 测试结果

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

1. 绪论
   1. 研究背景与意义

随着信息技术革命和互联网时代的发展，信息化进程已经成为一种必然的趋势。天气状况影响着人们的衣食住行，然而传统的气象数据多以表格、文本等单纯的表现形式为主，对于公众来说抽象难懂，缺乏直观性。因此，气象数据的直观可视化表达十分必要。随着气象业务信息化程度的提升，历史气象数据规模、来源急剧增加，传统信息管理系统已无法满足业务需求。气象信息化、数字化进程正逐渐向着集约化、智能化的方向发展，大数据技术等新兴技术已大量应用于气象服务。在此背景下，考虑采用基于大数据技术搭建和改进城市天气数据汇集及可视化系统对提升气象部门、普通民众的数据使用效率，提高气象数据的准确率有着重要意义，能进一步推动气象信息化、数字化进程，为气象服务以及科学研究提供更好的支持。

1. 1. 开发现状

国内外对于城市天气数据汇集及可视化系统的研究已有一定的成果，但由于涉及范围广且各地区规模程度不一，城市天气数据汇集及可视化系统开发成本大等原因，所以很多地区，企事业单位是没有资本开发建立自己的管理系统的，更多是基于传统方式在天气情况等信息的。但人的精力是有限的，所以传统的管理方式难免会存在效率低下的缺点，还伴随着人力资源的大量浪费。在管理的工作中，所涉及到的工作系统比人类更为擅长，能够达到快速、准确、耗费资源小等要求。基于这些显著的优点，如果能设计一套完整且贴合所有单位需求的城市天气数据汇集及可视化系统，那么将大大地提高管理人员的工作效率和精度。在具备这样的系统之下，只需配备少量管理人员对数据库进行日常数据审核、管理以及定期维护，节省了大量人力物力成本。

1. 1. 本文的组织结构

六个章节共同组成了本文研究及设计内容，包括：

第一章：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：相关技术介绍。主要介绍Python爬虫技术、MySQL数据库、B/S模式等。

第三章：系统分析。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：系统设计。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：系统实现。将本系统分为前提的开发工具介绍和后期的功能代码实现。

第六章：系统测试。系统完成后，根据各个模块的测试用例才对各个模块进行功能测试。

1. 相关技术介绍
   1. Pycharm简介

PyCharm是用于Python脚本语言的最流行的IDE。

1.每个文件都有其输出窗口。

2.可以终止进程（只要点下按钮就行）。

3.各种提示超强：①没用的变量颜色会变灰②用错了的变量下面会有红色波浪线③书写提示(sublime也有但较弱)。

4.索引功能超强。

1. 1. MySQL描述

现在MySQL数据库在网络上它可以支撑许多个用户，而且也可以适应客服机和服务器的部署或者配置等，我们这里的服务器和客户机其实就是一种软件上的概念，并且我们使用的计算机硬件也与他们不存在一一对应的关系。

MySQL是一款非常流行的关系型数据库管理系统，它的出现一直都是佼佼者，它不仅功能非常强大，而且使用起来非常方便，并且MySQL的跨平台能力也很好，软件开发人员非常喜欢它的这些强大的优点。不同于其他关系型数据库，对于数据库的管理它有着自己的一套方案，通过对用户设定相应的权限和角色来达到对数据库的管理。由此可见，MySQL是一个能够适用于吞吐量高，可靠性高，效率高的一款数据库管理软件。

优点一：MySQL中对于不同身份的用户都设定其不同的权限来完成不同的业务逻辑，这使得MySQL在安全和完整性远远超出了其他关系型数据库。

优点二：对于那些动画、图形和声音的数据类型MySQL也可以支持，这说明多数据类型MySQL也是可以支持的。

优点三：MySQL还可以做到多个平台的开发，软件开发的多种编程语言都可以实现对MySQL数据库的操作。

1. 1. Python语言

Python是一种开发语言，能够以直译的方式进行计算机语言，而且可以面向对象编程。它是由Guido van Rossum在十九世纪八十年代末研发出来，并且在九一年公开发行使用。Python有很多特点，比如有简洁的语法，清晰的语句，丰富的类库。正式由于这些优点，能够非常快速的和其他语言进行结合，来实现各种功能模块。很多人给它起了个外号叫“黏黏胶”语言。使用Python快速生成程序的原型，是现在很多程序员使用的方法。如果其中有比较特殊要求的地方，也非常方便的进行修改。

而且PyQt具有双证，为它能够跨平台运行（例如UNIX，微软和苹果的平台）提供了保证。

使用Python语言之前，要进行平台的安装，用户需要根据不同的平台，下载不同的版本，然后进行环境变量的配置，便可以进行运行。

Python 特点：

1.相对于其他计算机语言来说学习起来比较简单：Python的关键字较少，结构相对简单，语法简单，对于刚学编程语言的人来说更容易上手。

2.阅读起来也相对简单：Python代码结构简洁明了，并在定义上看起来也非常清晰，所以在阅读的过程中更加简单。

3.维护起来方便：Python的维护简单方便。

4.标准库特别广泛：Python的最大的最大优势是有非常多的库，而且是跨平台的，而且对系统的兼容性很好，比如在UNIX，Windows和Macintosh系统上都能够进行兼容。

5.具有方便的互动模式：有了互动模式的支持，开发者可以从代码就可以看到结果，这样开发者对程序的测试与调试，变的更方便。

6.可移植性好：Python可以跨平台运行。

7.扩展性非常好的：如果有关键的代码，你可以用特殊的语言进行编写，也能够在系统中调试运行。

1. 1. B/S模式

计算机的系统软件主要分为两种:系统软件和应用软件。应用软件则是为了某个特定的应用而开发的一类软件，比如文字处理软件word、QQ、开发本软件用的myeclise工具等。而应用型软件大致的分为B/S和C/S两种模式，常用的QQ、Office办公软件就是C/S结构的，另外常见基于的B/S结构开发的有各种网站，比如淘宝、企业的门户网站。

B/S模式的优势有三个:第一是开发和业务扩展简单、只需要改变网页代码，就可以达到想要的网页效果;第二学生的操作显浅易懂;第三具有分布性特定，可以随时随地的进行查询、浏览等业务的处理。这是C/S所无法实现的。综上因素，选择B/S模式来设计和实现本系统。

1. 1. Echars可视化大屏

ECharts，一个使用 JavaScript 实现的开源可视化库，可以流畅的运行在 PC 和移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器（IE8/9/10/11，Chrome，Firefox，Safari等），底层依赖矢量图形库 ZRender，提供直观，交互丰富，可高度个性化定制的数据可视化图表。它能提供直观，生动，可交互，可个性化定制的数据可视化图表。ECharts最初由百度团队开源，并于2018年初捐赠给Apache基金会，成为ASF孵化级项目。

1. 1. Flask后端框架

Flask是一个轻量级的可定制框架，使用Python语言编写，较其他同类型框架更为灵活、轻便、安全且容易上手。它可以很好地结合MVC模式进行开发，开发人员分工合作，小型团队在短时间内就可以完成功能丰富的中小型网站或Web服务的实现。另外，Flask还有很强的定制性，用户可以根据自己的需求来添加相应的功能，在保持核心功能简单的同时实现功能的丰富与扩展，其强大的插件库可以让用户实现个性化的网站定制，开发出功能强大的网站。

1. 系统分析
   1. 可行性分析
      1. 法律可行性分析

开发软件有没有触犯法律，这涉及到软件或者系统能不能发布的问题。如果触犯了法律，就必将会受到法律的制裁。常见法律问题就是软件抄袭问题，若是抄袭别人软件，将会受到严厉惩罚。

1. 1. 1. 操作可行性分析

本系统是基于浏览器和服务器的城市天气数据汇集及可视化系统，系统开发完成之后用户只需要在浏览器中输入正确的URL地址即可进行访问。本系统的前台页面简单明了，在没有操作指导的情况下也可以进行操作，无论是系统管理员还是普通用户在页面中所有的操作都是在浏览器中完成的，因此只要电脑在有网络的情况下，打开浏览器都能操作。而且在使用之前也不用进行相关的环境配置，因此本系统方便、简单、易于使用，所以该系统是容易并且可操作的

1. 1. 1. 经济可行性分析

城市天气数据汇集及可视化系统是在Python和MySQL的环境中运行的，而系统的成本也只是主要分布在软件的开发和维护上。但如果系统上线投入使用之后，不仅可以方便人们，还节省了用户的时间和精力，而且还极大限度的方便了运营者，减少了运营者的工作强度。城市天气数据汇集及可视化系统其实也不太复杂，在开发的时候经济支出也不大，在开发系统时时间用的也不多，从时间的优势和对经济利益方面产生的好处远超过维护和管理的成本，所以开发此系统是可行合适的。

1. 1. 需求分析

城市天气数据汇集及可视化系统主要是通过爬取网络上的城市天气相关数据，为天气情况的数据可视化、分析提供了方便的机制。本系统目前有两类使用者，一是注册用户，其次就是管理员。

注册用户：

注册：首先检查用户名，邮箱，手机号码是否存在，如果都不存在才能进行注册，并将用户输入的密码进行MD5加密，注册成功后提示注册成功，并将用户信息保存到数据库中。

登录：使用系统前提是需要登录账号。

评价：发表对公告消息、气象资讯的评价，评价按时间形成评价列表。

收藏：对气象资讯、天气情况的收藏，收藏按时间形成收藏列表，个人对其收藏夹进行维护和整理。

天气情况：用户通过关键字搜索或者排序等方式查看天气情况信息，包括标题，日期，最低温度，最高温度，夜间风向，白天风向，白天风力，夜间天气，湿度，风速等数据项，可以进行点赞，收藏，评论等操作。

管理员：

用户管理：（1）新增用户,用于创建新用户。管理员在页面上选择"新增用户",输入用户所需的信息后保存。（2）查找用户信息,可根据条件查找用户。管理员第一次点击"用户列表"时,默认用户列表显示出全部的用户,可以根据用户姓名和出生年月进行模糊搜索,系统将查询到的用户显示到用户列表。如果不加限制、直接点击搜索按钮,则查询出全部的用户。（3）删除用户,用于删除已有用户。在用户列表显示出用户后,选择用户进行删除。在确定删除之后,该条记录将从数据库中删除,并提示删除成功,确认后列表会重新刷新。（4）修改用户信息,在用户列表显示出用户后,选择用户进行编辑。表单将出现已有用户信息,用户可以对已有信息进行确认更改。更改完成后选择确认,列表会重新刷新。

天气情况管理：

（1） 天气情况列表：展示所有天气情况信息，形成的列表样式。

（2） 天气情况搜索：通过天气情况标题、下拉搜索来查看天气情况。

（3） 增加天气情况；

（4） 导入天气情况：更新天气情况的信息，标题，日期，最低温度，最高温度，夜间风向，白天风向，白天风力，夜间天气，湿度，风速等数据项。

（5） 天气情况的重置，删除；

资讯数据管理：

（1） 图片上传：给资讯添加图片。

（2） 增加资讯；

（3） 更新资讯：更新资讯的信息，如资讯标题、内容等。

（4） 资讯数据删除销毁；

图像统计：常用的图像统计方式有柱状图、曲线图、折线图、饼状图等，本模块中以不同的形式分别来统计不同分型数据所占的情况：饼状图（夜间，白天天气统计）、柱状图（空气质量指数统计，温度统计），折线图（风速统计）等。

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. 用例分析

管理员主要负责轮播图管理，公告信息管理，资源管理（气象资讯，资讯分类），系统用户（管理员，注册用户），模块管理（天气情况）等的管理，下图所示描述管理员的用例图。

 

图3-1 管理员用例图

1. 1. 数据流程分析

如下为系统的顶层数据流图，外部实体有用户和管理员，分别对系统输入数据，从而得到要输出的数据。

    

 

图3-2系统顶层数据流图

城市天气数据汇集及可视化系统底层数据流图主要描述系统底层模块的数据流、数据载体、数据处理、外部实体的具体交互。本系统就是管理员在轮播图管理，公告信息管理，资源管理（气象资讯，资讯分类），系统用户（管理员，注册用户），模块管理（天气情况）等模块上的数据交互。

1. 系统设计
   1. 系统架构设计

由于本系统在逻辑事务处理方面对数据库的操作比较频繁所以系统在底层连接数据库封装之后相当于一个连接数据库的工具DB UTIL，这样使用起来会更加方便而且这样进行封装还可以降低系统中代码的冗余，当我们需要连接和使用数据库时只需要调用这个工具里面的一个方法就可以了。而且通过封装可以把对数据库的操作独立起来，当需要连接不同种类的数据库时只需要加以修改就可以达到目的。

DAO层本来并无这个类，它只是Python中MVC构造里的一个model概念，主要就是里面的一些方法，而这些方法就是用来访问数据库的方法。我们在软件开发时DAO层我们一般都放接口和接口的实现类，用于来规范实现类的我们叫它接口，实现类重点用于对数据库的操纵。

MVC是一种系统研发的关键模型，M是Model模型，它是系统内部关键程序运行的核心，主要进行对数据库的各种操作。视图View是V也叫做视图，主要的作用是对一些数据进行显示。控制器Controller 是C执行从View的视图层来读取数据，然后控制用户的输入。

系统架构如下图所示。

 

图4-1系统架构图

1. 1. 系统功能结构

为了将系统从“做什么”落实到“怎么做”，基于系统设计原则，对系统功能进行更适合编码实现的功能划分。根据上图的系统架构设计，整理出规范的系统功能结构图，为系统的实现编码做好准备。

如下图所示为系统功能结构图。

 

图4-2系统功能结构图

1. 1. 功能模块设计

用户管理针对所有用户和管理员。未注册用户点击注册，进入注册页面填写新用户信息，得到自定义生成账号后，注册完成。未注册用户注册的活动图如下图所示。

 

图4-3未注册用户注册活动图

用户可进行登录使用更多功能，首先进入用户登录界面，输入用户账号和密码，后台对账号和密码信息进行核对验证，验证成功则页面直接显示登录用户昵称代表登录成功，否则返回用户登录界面。用户登录活动图如下图。

 

图4-4用户登录活动图

用户登录后，进入功能页面，可对自己的信息进行管理，包括首页，公告消息，气象资讯，天气情况，我的（我的账户，我的收藏，个人中心）。用户使用功能活动图如下图所示。

 

图4-5用户使用功能活动图

用户功能界面可对自己的密码进行修改。进入修改密码界面后核对当前密码，核对成功后填写新密码。如下图所示。

 

图4-6修改密码活动图

1. 1. 数据库设计

城市天气数据汇集及可视化系统采用的数据库是Mysql，该部分将根据系统需求和设计，设计合理的数据库。本系统考虑到之后系统的扩展集群，数据库将不使用外键。此外，不用外键时数据管理也较为简单，操作更加方便，性能更高。

1. 1. 1. E-R图

E-R图，更加直观的告诉开发人员系统的各个数据的属性，各个数据之间的联系，各个数据的类型。能通过该模型更直观地了解数据库的设计，并根据对其逐渐改善。

本系统图设计，如下图所示。

 

图4-7系统E-R图

1. 1. 1. 数据表

将数据库概念设计的E-R图转换为关系数据库。在关系数据库中，数据关系由数据表组成，但是表的结构表现在表的字段上。

表access_token (登陆访问时长)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	token_id	int	10	0	N	Y		临时访问牌ID
2	token	varchar	64	0	Y	N		临时访问牌
3	info	text	65535	0	Y	N
4	maxage	int	10	0	N	N	2	最大寿命：默认2小时
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户编号:

表article (文章：用于内容管理系统的文章)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	article_id	mediumint	8	0	N	Y		文章id：[0,8388607]
2	title	varchar	125	0	N	Y		标题：[0,125]用于文章和html的title标签中
3	type	varchar	64	0	N	N	0	文章分类：[0,1000]用来搜索指定类型的文章
4	hits	int	10	0	N	N	0	点击数：[0,1000000000]访问这篇文章的人次
5	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
6	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
7	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
8	source	varchar	255	0	Y	N		来源：[0,255]文章的出处
9	url	varchar	255	0	Y	N		来源地址：[0,255]用于跳转到发布该文章的网站
10	tag	varchar	255	0	Y	N		标签：[0,255]用于标注文章所属相关内容，多个标签用空格隔开
11	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：文章的主体内容
12	img	varchar	255	0	Y	N		封面图
13	description	text	65535	0	Y	N		文章描述

表article_type (文章分类)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	type_id	smallint	5	0	N	Y		分类ID：[0,10000]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]决定分类显示的先后顺序
3	name	varchar	16	0	N	N		分类名称：[2,16]
4	father_id	smallint	5	0	N	N	0	上级分类ID：[0,32767]
5	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该分类的作用
6	icon	text	65535	0	Y	N		分类图标：
7	url	varchar	255	0	Y	N		外链地址：[0,255]如果该分类是跳转到其他网站的情况下，就在该URL上设置
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表auth (用户权限管理)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	auth_id	int	10	0	N	Y		授权ID：
2	user_group	varchar	64	0	Y	N		用户组：
3	mod_name	varchar	64	0	Y	N		模块名：
4	table_name	varchar	64	0	Y	N		表名：
5	page_title	varchar	255	0	Y	N		页面标题：
6	path	varchar	255	0	Y	N		路由路径：
7	position	varchar	32	0	Y	N		位置：
8	mode	varchar	32	0	N	N	_blank	跳转方式：
9	add	tinyint	3	0	N	N	1	是否可增加：
10	del	tinyint	3	0	N	N	1	是否可删除：
11	set	tinyint	3	0	N	N	1	是否可修改：
12	get	tinyint	3	0	N	N	1	是否可查看：
13	field_add	text	65535	0	Y	N		添加字段：
14	field_set	text	65535	0	Y	N		修改字段：
15	field_get	text	65535	0	Y	N		查询字段：
16	table_nav_name	varchar	500	0	Y	N		跨表导航名称：
17	table_nav	varchar	500	0	Y	N		跨表导航：
18	option	text	65535	0	Y	N		配置：
19	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表collect (收藏)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	collect_id	int	10	0	N	Y		收藏ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	收藏人ID：
3	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
4	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
5	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
6	title	varchar	255	0	Y	N		标题：
7	img	varchar	255	0	Y	N		封面：
8	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表comment (评论)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	comment_id	int	10	0	N	Y		评论ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	评论人ID：
3	reply_to_id	int	10	0	N	N	0	回复评论ID：空为0
4	content	longtext	2147483647	0	Y	N		内容：
5	nickname	varchar	255	0	Y	N		昵称：
6	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
9	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
10	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
11	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表hits (用户点击)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	hits_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表notice (公告)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	notice_id	mediumint	8	0	N	Y		公告id：
2	title	varchar	125	0	N	N		标题：
3	content	longtext	2147483647	0	Y	N		正文：
4	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
5	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表praise (点赞)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	praise_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	status	bit	1	0	N	N	1	点赞状态:1为点赞，0已取消

表registered_users (注册用户)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	registered_users_id	int	10	0	N	Y		注册用户ID
2	user_no	varchar	64	0	N	N		用户编号
3	full_name	varchar	64	0	Y	N		姓名
4	gender	varchar	64	0	Y	N		性别
5	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
6	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
8	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
9	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表slides (轮播图)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	slides_id	int	10	0	N	Y		轮播图ID：
2	title	varchar	64	0	Y	N		标题：
3	content	varchar	255	0	Y	N		内容：
4	url	varchar	255	0	Y	N		链接：
5	img	varchar	255	0	Y	N		轮播图：
6	hits	int	10	0	N	N	0	点击量：
7	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表upload (文件上传)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	upload_id	int	10	0	N	Y		上传ID
2	name	varchar	64	0	Y	N		文件名
3	path	varchar	255	0	Y	N		访问路径
4	file	varchar	255	0	Y	N		文件路径
5	display	varchar	255	0	Y	N		显示顺序
6	father_id	int	10	0	Y	N	0	父级ID
7	dir	varchar	255	0	Y	N		文件夹
8	type	varchar	32	0	Y	N		文件类型

表user (用户账户：用于保存用户登录信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_id	mediumint	8	0	N	Y		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
2	state	smallint	5	0	N	N	1	账户状态：[0,10](1可用|2异常|3已冻结|4已注销)
3	user_group	varchar	32	0	Y	N		所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限
4	login_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	上次登录时间：
5	phone	varchar	11	0	Y	N		手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时
6	phone_state	smallint	5	0	N	N	0	手机认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
7	username	varchar	16	0	N	N		用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称
8	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
9	password	varchar	64	0	N	N		密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成
10	email	varchar	64	0	Y	N		邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时
11	email_state	smallint	5	0	N	N	0	邮箱认证：[0,1](0未认证|1审核中|2已认证)
12	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
13	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：

表user_group (用户组：用于用户前端身份和鉴权)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	group_id	mediumint	8	0	N	Y		用户组ID：[0,8388607]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]
3	name	varchar	16	0	N	N		名称：[0,16]
4	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该用户组的特点或权限范围
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	register	smallint	5	0	Y	N	0	注册位置:
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表weather_condition (天气情况)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	weather_condition_id	int	10	0	N	Y		天气情况ID
2	title	varchar	64	0	Y	N		标题
3	date	varchar	64	0	Y	N		日期
4	minimum_temperature	varchar	64	0	Y	N		最低气温
5	maximum_temperature	varchar	64	0	Y	N		最高气温
6	night_wind_direction	varchar	64	0	Y	N		夜间风向
7	night_wind	varchar	64	0	Y	N		夜间风力
8	daytime_wind_direction	varchar	64	0	Y	N		白天风向
9	daytime_wind_force	varchar	64	0	Y	N		白天风力
10	night_weather	varchar	64	0	Y	N		夜间天气
11	daytime_weather	varchar	64	0	Y	N		白天天气
12	humidity	int	10	0	Y	N	0	湿度
13	wind_speed	varchar	64	0	Y	N		风速
14	air_quality	int	10	0	Y	N	0	空气质量
15	detailed_description	longtext	2147483647	0	Y	N		详情描述
16	hits	int	10	0	N	N	0	点击数
17	praise_len	int	10	0	N	N	0	点赞数
18	recommend	int	10	0	N	N	0	智能推荐
19	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

1. 系统实现
   1. 注册模块

未注册用户在用户注册界面uerRegister.jsp，输入新用户信息，点击注册后，新用户信息由界面传入控制层userAction，调用addUser(user)方法，通过userDAOImp向数据库用户表插入用户信息，由于用户账号是自动生成的，若成功则反馈注册成功，并提示新用户的用户账号；若失败则回到登录界面，并显示登录失败。

用户注册流程图如下图所示

 

图5-1用户注册流程图

1. 1. 登录/注销模块

用户在首页点击登录，进入用户登录界面uerLogin.jsp，输入用户账号和密码，点击登录，用户账号和密码信息由界面传入控制层userAction，调用userLogin(user)方法，通过userDAOImp向数据库用户表搜索该用户账号与密码，将最终结果反馈到前端。若成功则回到首页；用户成功登录，若失败则回到登录界面，并显示登录失败。

用户点击注销，清空浏览器session值，然后返回登录页或者首页。

登录流程图如下图所示。

 

图5-2登录流程图

登录界面如下所示。

 

图5-3登录界面

1. 1. 管理员模块
      1. 首页模块

在浏览器的地址栏里输入地址，就可以跳转到城市天气数据汇集及可视化系统的首页，首页是由4个页面组成的，包括top、left、down和center等页面，这里也是浏览者访问系统的入口，通过@ include引入。

首页载入流程图如下所示。

 

图5-4首页载入流程

首页载入流程：系统先连接数据库，显示界面参数初始化，读取数据库的数据表，读取html显示模板，对数据按添加时间排序，按照模板设计位置显示数据，刷新显示界面，断开数据库连接。

首页如下图所示。

图5-5管理员首页界面

 

1. 1. 1. 公告消息管理模块

管理员在公告消息管理界面可以维护管理公告信息，包括标题，正文等内容，可以进行查询，重置，删除，新增等操作，界面如下所示。

图5-6公告消息管理界面

 

1. 1. 1. 系统用户管理模块

管理员在此管理界面可以维护管理用户信息，包括用户名，昵称，用户姓名，性别等信息，可以进行查询，重置，删除，新增等操作，界面如下所示。

图5-7用户管理界面

 

1. 1. 1. 气象资讯管理模块

管理员在此管理界面可以维护管理气象资讯，包括标题，封面图，文章分类，标签等信息，可以进行查询，重置，删除，新增等操作，界面如下所示。

图5-8气象资讯管理界面

 

1. 1. 1. 天气情况管理模块

管理员在此管理界面可以维护管理天气情况，包括标题，日期，最低温度，最高温度，夜间风向，白天风向，白天风力，夜间天气，湿度，风速等数据项，可以进行查询，重置，删除，新增，导入，导出等操作，界面如下所示。

图5-9天气情况管理界面

 

图5-10天气情况新增界面

 

1. 1. 1. 可视化大屏模块

管理员确认天气情况信息会同步到后台首页的统计图中，本模块中以不同的形式分别来统计不同分型数据所占的情况：饼状图（夜间，白天天气统计）、柱状图（空气质量指数统计，温度统计），折线图（风速统计）等。界面如下所示。

图5-11数据可视化界面

 

1. 1. 注册用户模块
      1. 首页模块

注册用户登录系统可以查看的功能模块有：首页，公告消息，气象资讯，天气情况，我的（我的账户，我的收藏，个人中心）等，如下图所示。

 

图5-12用户首页界面

1. 1. 1. 气象资讯模块

注册用户在此页面可以查看资讯信息，在资讯详情页面可以进行点赞，收藏，评论等操作，如下图所示。

 

图5-13气象资讯列表界面

 

图5-14资讯详情界面

1. 1. 1. 天气情况模块

注册用户在此页面可以查看推荐的城市天气情况，也可以通过搜索，排序等方式查找天气情况，在详情页面可以进行点赞，收藏，评论等操作，如下图所示。

 

图5-15天气情况列表界面

 

图5-16天气情况详情界面

1. 系统测试
   1. 测试概述

在这个产品被投入使用前，首先需要进行试用，这是重要的环节。考虑到某个部分的开发没有缺陷情况下，把各种模块拼接，也有一定概率就存在矛盾。这就好比每个人都很独特，但聚在一起就显得杂乱无章，需要保证有默契的配合。对于测试，要看它的各项内容是否契合的原则。若与最初定下的标准有一定程度上的出入，那么就需要做出一些调整，让最终的大方向朝着目标前进。

1. 1. 测试过程
      1. 登录测试 

登录测试用例如下表所示。

表6-1登录测试用例

输入		输出
用户名	密码
空	空	用户名或密码不能为空
蔡徐坤	123	用户名不能为汉字，请重新输入
789	789	用户名或密码错误
678	123456	登录成功

1. 1. 1. 注册测试 

注册测试用例如下表所示。

表6-2注册测试用例

输入				输出
用户名	密码	确认密码	邮箱
空	空	空	空	请输入完整
001	001	001	[email protected]	注册成功
002	002	003	[email protected]	注册失败，两次密码不一致
003	003	003	003.com	注册失败，邮箱格式不正确

1. 1. 1. 天气情况测试

天气情况测试用例如下表所示。

表6-3天气情况测试用例

功能	测试数据	预期结果	测试结果
天气情况反馈	天气情况内容：	在天气情况列表中显示天气情况内容，天气情况显示为未发布	和预期一致
发布天气情况	天气情况发布内容	天气情况列表中的天气情况显示已发布	和预期一致
删除天气情况	删除天气情况	天气情况成功删除	和预期一致

1. 1. 测试结果

经过测试，得到测试结果如下表所示。

表6-5测试结果

测试项目	内容和目的	测试结果
用户登录	输入正确用户名与密码	可以登录
	输入错误用户名与密码	提示错误的信息
城市天气信息管理（添加，修改，删除）	输入正确信息	成功完成
	输入错误信息	操作失败
修改登录密码	修改新的密码	成功完成
城市天气评分管理（添加，修改，删除）	输入正确信息	成功完成
	输入错误信息	操作失败
	输入错误信息	操作失败
用户管理（添加，修改，删除）	输入正确信息	成功完成
	输入错误信息	操作失败
城市天气年份管理（添加，修改，删除）	输入正确信息	成功完成
	输入错误信息	操作失败

1. 总结与展望

本次毕业论文的主要是利用Python语言+Flask框架开发一个安全可靠，操作简易，同时具备业务可扩展的城市天气数据汇集及可视化系统。本文详细的论述了城市天气数据汇集及可视化系统的设计和开发，本系统的所有事务逻辑都是按照系统的需求分析进行设计的，系统有普通用户和系统管理员两种角色，本系统多处采用了Ajax的异步交互技术，同时它也叫异步交互技术，利用它我们可以让网页的局部进行数据刷新操作，Ajax和传统的数据更新技术大大增加了客户的体验程度，由于是对局部进行操作那么就减少了一些繁琐而又不必要的操作，减轻了服务器对页面解析的负担。

与其他系统相比，本系统有自身的优点，

例如：

（1）创新性强；

（2）业务逻辑性强，安全性高，在一些重要的功能模块需要通过审查之后才可使用；

（3）移植性高，在所有Window平台都可使用。

当然也还有很多需要进一步改进的地方：

（1）系统大多数页面都是全局刷新，缺乏局部刷新，这将增加服务器的压力，如果有大量用户在同一时间段操作同一个功能模块，可能会导致查询缓慢；

（2）页面没有经过专业的UI设计，美观程度不及其他市场其他网站系统，有待改善。

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