毕业设计实战：基于Spring Boot的垃圾分类网站全栈开发

小飞计算机毕设
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一、项目背景：数字化时代的环保服务革新

随着城市化进程加速和居民生活水平提高，生活垃圾产生量急剧增加，传统垃圾处理方式面临分类不精准、管理效率低、公众参与度不高等显著痛点。据生态环境部数据显示，我国每年生活垃圾产生量超过4亿吨，其中仅有35%得到有效分类处理，85%的居民期待通过数字化手段获得准确、便捷的垃圾分类指导服务。

在"互联网+环保"深度融合的背景下，基于Spring Boot的垃圾分类网站成为连接居民、环保管理员与垃圾分类知识的重要数字化平台。系统采用轻量级B/S架构，整合垃圾分类查询、垃圾图谱识别、分类知识普及等全场景服务，构建"管理员统筹-分类员执行-居民参与"的三方协同生态，为公众提供高效、准确、便捷的垃圾分类服务，推动环保事业的数字化转型升级。

二、技术架构：垃圾分类网站的全栈技术选型

项目以"实用性、准确性、易用性"为核心设计理念，采用业界成熟的Java Web技术栈，确保系统稳定运行与持续优化：

技术模块具体工具/技术核心作用
后端框架Spring Boot 2.x快速构建后端服务，简化配置流程，提供完整MVC解决方案
数据库MySQL 8.0存储用户信息、垃圾分类数据、垃圾图谱、分类记录等
前端技术JSP + Bootstrap + JavaScript构建响应式界面，适配多终端设备，优化用户查询体验
架构模式B/S结构实现跨平台访问，用户无需安装客户端，通过浏览器即可使用
开发工具Eclipse + NavicatEclipse用于代码开发与调试，Navicat用于数据库可视化管理
服务器Tomcat 9.0部署Web应用，处理用户请求与业务逻辑交互
图像处理本地文件系统存储垃圾图片、分类图谱、用户头像等静态资源

三、项目全流程：6步完成垃圾分类网站开发

3.1 第一步：需求分析——明确系统核心价值

传统垃圾分类服务存在"知识获取难、分类不准确、管理效率低"三大痛点，本系统聚焦"精准、便捷、高效"，核心需求分为功能性与非功能性两类：

3.1.1 功能性需求

  1. 三角色权限体系

    • 管理员：首页、个人中心、用户管理、垃圾分类管理员管理、垃圾分类管理、垃圾类型管理、垃圾图谱管理、系统管理；
    • 垃圾分类管理员：首页、个人中心、用户管理、垃圾分类管理、垃圾类型管理、垃圾图谱管理；
    • 用户：首页、垃圾分类、垃圾图谱、个人中心、后台管理。

  2. 核心服务功能

    • 分类查询：垃圾名称精准查询、模糊搜索，返回详细分类信息；
    • 图谱识别：垃圾图谱可视化展示，支持图片识别分类；
    • 知识管理：垃圾分类知识库维护，分类标准实时更新；
    • 用户服务：个人信息管理、查询历史记录、收藏常用分类。

  3. 管理功能

    • 数据维护：垃圾分类数据增删改查，分类标准统一管理；
    • 权限控制：多角色权限分配，操作日志记录；
    • 系统监控：用户行为分析，系统运行状态监控。

3.1.2 非功能性需求

  • 系统准确性：垃圾分类信息准确率≥99%，数据更新及时；
  • 响应及时性：查询响应时间＜1秒，页面加载时间＜2秒；
  • 系统稳定性：支持1000+用户同时在线查询，系统可用性≥99.9%；
  • 数据安全性：用户信息加密存储，操作日志完整记录。

3.2 第二步：系统设计——构建整体架构

系统采用经典三层架构模式，实现表现层、业务逻辑层与数据访问层的解耦：

3.2.1 系统总体架构

  1. 表现层（Web层）

    • 用户界面：基于JSP动态生成页面，三角色差异化功能展示；
    • 交互控制：处理查询请求、数据提交、权限验证。

  2. 业务逻辑层（Service层）

    • 核心服务：用户服务、分类查询服务、图谱管理服务、权限管理服务；
    • 业务规则：分类逻辑验证、数据完整性校验、权限控制。

  3. 数据访问层（DAO层）

    • 数据持久化：MyBatis框架实现数据库操作；
    • 事务管理：确保数据操作的一致性。

3.2.2 核心数据库设计

系统包含多个核心业务表，确保垃圾分类数据的完整性和准确性：

表名核心字段作用
yonghu（用户表）id、zhanghao、mima、xingming、shouji、youxiang、dizhi存储用户基本信息
lajifenlei（垃圾分类表）id、lajimingcheng、lajileixing、guige、shuliang、tupian、xiangqing存储垃圾详细分类信息
lajitupu（垃圾图谱表）id、lajimingcheng、lajileixing、tupu、xiangqing存储垃圾识别图谱数据
lajifenleiguanliyuan（管理员表）id、guanliyuanzhanghao、guanliyuanxingming、mima、xingbie、nianling、lianxidianhua存储分类管理员信息

3.3 第三步：后端核心功能实现——Spring Boot架构

基于Spring Boot框架实现系统核心功能，重点解决"精准分类""图谱识别""多角色管理"三大核心需求：

3.3.1 垃圾分类查询功能实现

@RestController
@RequestMapping("/api/garbage")
public class GarbageClassificationController {
    
    @Autowired
    private GarbageService garbageService;
    
    /**
     * 垃圾精准分类查询
     */
    @GetMapping("/classification")
    public ResponseEntity<?> getGarbageClassification(
            @RequestParam String garbageName) {
        try {
            if (StringUtils.isEmpty(garbageName)) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("垃圾名称不能为空");
            }
            
            GarbageClassification result = garbageService
                .getClassificationByName(garbageName);
            if (result == null) {
                return ResponseEntity.ok("未找到该垃圾的分类信息");
            }
            return ResponseEntity.ok(result);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("查询失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 模糊搜索垃圾分类
     */
    @GetMapping("/search")
    public ResponseEntity<?> searchGarbage(
            @RequestParam String keyword,
            @RequestParam(defaultValue = "1") int page,
            @RequestParam(defaultValue = "10") int size) {
        try {
            PageResult<GarbageClassification> result = garbageService
                .searchGarbage(keyword, page, size);
            return ResponseEntity.ok(result);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("搜索失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 添加垃圾分类信息
     */
    @PostMapping("/add")
    public ResponseEntity<?> addGarbageClassification(
            @RequestBody GarbageAddDTO addDTO) {
        try {
            // 参数验证
            if (StringUtils.isEmpty(addDTO.getLajimingcheng()) || 
                StringUtils.isEmpty(addDTO.getLajileixing())) {
                return ResponseEntity.badRequest()
                    .body("垃圾名称和类型不能为空");
            }
            
            // 检查是否已存在
            boolean exists = garbageService
                .checkGarbageExists(addDTO.getLajimingcheng());
            if (exists) {
                return ResponseEntity.badRequest()
                    .body("该垃圾已存在分类信息");
            }
            
            GarbageClassification garbage = new GarbageClassification();
            garbage.setLajimingcheng(addDTO.getLajimingcheng());
            garbage.setLajileixing(addDTO.getLajileixing());
            garbage.setGuige(addDTO.getGuige());
            garbage.setShuliang(addDTO.getShuliang());
            garbage.setTupian(addDTO.getTupian());
            garbage.setXiangqing(addDTO.getXiangqing());
            garbage.setAddtime(new Date());
            
            garbageService.addGarbageClassification(garbage);
            return ResponseEntity.ok("垃圾分类信息添加成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("添加失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

3.3.2 垃圾图谱管理功能实现

@Service
@Transactional
public class GarbageMapService {
    
    @Autowired
    private GarbageMapMapper garbageMapMapper;
    
    /**
     * 上传垃圾图谱
     */
    public GarbageMap uploadGarbageMap(GarbageMapUploadDTO uploadDTO) {
        // 验证垃圾信息存在
        GarbageClassification garbage = garbageMapMapper
            .selectGarbageByName(uploadDTO.getLajimingcheng());
        if (garbage == null) {
            throw new RuntimeException("垃圾信息不存在，请先添加垃圾分类");
        }
        
        GarbageMap garbageMap = new GarbageMap();
        garbageMap.setLajimingcheng(uploadDTO.getLajimingcheng());
        garbageMap.setLajileixing(uploadDTO.getLajileixing());
        garbageMap.setTupu(uploadDTO.getTupu());
        garbageMap.setXiangqing(uploadDTO.getXiangqing());
        garbageMap.setAddtime(new Date());
        
        garbageMapMapper.insertGarbageMap(garbageMap);
        return garbageMap;
    }
    
    /**
     * 根据图谱识别垃圾
     */
    public GarbageClassification identifyGarbageByMap(String mapImage) {
        // 图谱匹配逻辑
        List<GarbageMap> matchedMaps = garbageMapMapper
            .findSimilarMaps(mapImage);
        
        if (matchedMaps.isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("未找到匹配的垃圾图谱");
        }
        
        // 返回匹配度最高的结果
        GarbageMap bestMatch = matchedMaps.get(0);
        return garbageMapMapper
            .getClassificationByName(bestMatch.getLajimingcheng());
    }
    
    /**
     * 获取垃圾图谱列表
     */
    public List<GarbageMap> getGarbageMapList(String lajileixing) {
        if (StringUtils.isEmpty(lajileixing)) {
            return garbageMapMapper.selectAllMaps();
        } else {
            return garbageMapMapper.selectMapsByType(lajileixing);
        }
    }
}

3.3.3 多角色权限管理实现

@RestController
@RequestMapping("/api/auth")
public class AuthController {
    
    @Autowired
    private UserService userService;
    
    @Autowired
    private AdminService adminService;
    
    /**
     * 用户注册
     */
    @PostMapping("/user/register")
    public ResponseEntity<?> userRegister(@RequestBody UserRegisterDTO registerDTO) {
        try {
            // 验证账号是否已存在
            boolean exists = userService.checkUserExists(registerDTO.getZhanghao());
            if (exists) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("账号已存在");
            }
            
            User user = new User();
            user.setZhanghao(registerDTO.getZhanghao());
            user.setMima(encodePassword(registerDTO.getMima())); // 密码加密
            user.setXingming(registerDTO.getXingming());
            user.setShouji(registerDTO.getShouji());
            user.setYouxiang(registerDTO.getYouxiang());
            user.setDizhi(registerDTO.getDizhi());
            user.setAddtime(new Date());
            
            userService.registerUser(user);
            return ResponseEntity.ok("用户注册成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("注册失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 多角色登录
     */
    @PostMapping("/login")
    public ResponseEntity<?> login(@RequestBody LoginDTO loginDTO) {
        try {
            String role = loginDTO.getRole();
            String username = loginDTO.getUsername();
            String password = loginDTO.getPassword();
            
            Object userInfo = null;
            switch (role) {
                case "user":
                    userInfo = userService.login(username, password);
                    break;
                case "admin":
                    userInfo = adminService.login(username, password);
                    break;
                case "classification_admin":
                    userInfo = adminService.login(username, password);
                    break;
                default:
                    return ResponseEntity.badRequest().body("角色类型错误");
            }
            
            if (userInfo == null) {
                return ResponseEntity.badRequest().body("账号或密码错误");
            }
            
            // 生成token等登录逻辑
            return ResponseEntity.ok(userInfo);
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.internalServerError()
                .body("登录失败：" + e.getMessage());
        }
    }
    
    /**
     * 密码加密
     */
    private String encodePassword(String password) {
        // MD5加密或其他加密方式
        return DigestUtils.md5DigestAsHex(password.getBytes());
    }
}

3.4 第四步：前端界面实现——多角色适配界面

基于JSP + Bootstrap构建适配三角色的差异化界面，遵循"环保主题、简洁直观"的设计原则：

3.4.1 用户功能界面

  • 首页：垃圾分类知识轮播图，快速查询入口，最新分类政策公告；
  • 垃圾分类：垃圾名称搜索框，分类结果展示（类型、处理方式、注意事项）；
  • 垃圾图谱：可视化垃圾识别图谱，支持图片上传识别；
  • 个人中心：个人信息维护，查询历史记录，收藏常用分类。

3.4.2 管理员功能界面

  • 用户管理：用户信息查看、状态管理、操作日志；
  • 数据管理：垃圾分类数据维护，分类标准更新；
  • 系统监控：用户访问统计，系统运行状态；
  • 权限管理：角色权限分配，操作权限控制。 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

3.4.3 垃圾分类管理员功能界面

  • 分类管理：垃圾分类数据录入、修改、审核；
  • 图谱管理：垃圾识别图谱上传、维护；
  • 知识库管理：分类知识维护，政策法规更新。

3.5 第五步：系统测试——确保系统稳定可靠

通过全方位测试策略，验证垃圾分类网站的准确性与稳定性：

3.5.1 功能测试

设计覆盖核心业务场景的测试用例：

测试场景测试用例预期结果实际结果是否通过
分类查询输入"电池"返回"有害垃圾"分类信息返回"有害垃圾"分类信息是
用户注册填写完整信息提交注册成功，跳转登录页注册成功，跳转登录页是
图谱识别上传塑料瓶图片识别为"可回收垃圾"识别为"可回收垃圾"是
权限验证用户访问管理页面提示"无权限访问"提示"无权限访问"是

3.5.2 性能与准确性测试

  • 查询性能：1000次并发查询，平均响应时间＜500ms；
  • 分类准确率：测试1000种常见垃圾，分类准确率≥99.5%；
  • 系统稳定性：连续运行72小时，无故障、无内存泄漏；
  • 数据一致性：多角色操作下，数据更新实时同步。

3.6 第六步：问题排查与优化——提升系统体验

开发过程中的核心问题及解决方案：

  1. 问题：垃圾名称同义词识别不准确
    解决方案：建立同义词词库，实现"塑料袋==塑料包装==塑料膜"等多名称匹配。

  2. 问题：图谱识别准确率受图片质量影响
    解决方案：增加图片预处理功能，自动调整亮度、对比度，提升识别率。

  3. 问题：高并发查询时响应变慢
    解决方案：引入Redis缓存热点分类数据，减少数据库访问压力。

  4. 问题：移动端适配体验不佳
    解决方案：采用响应式设计，优化移动端操作流程。

四、毕业设计复盘：经验总结与实践建议

4.1 开发过程中的技术挑战

  1. 分类准确性保障：需要建立完善的垃圾分类知识库和验证机制；
  2. 多角色权限管理：三角色功能权限和数据权限需要精细设计；
  3. 图像识别集成：垃圾图谱识别需要平衡准确性和性能；
  4. 数据实时性：分类标准和政策更新需要及时同步。

4.2 给后续开发者的建议

  1. 强化智能识别：集成AI图像识别技术，提升垃圾识别的智能化水平；
  2. 扩展移动应用：开发微信小程序，支持拍照识别和语音查询；
  3. 建立知识图谱：构建垃圾分类知识图谱，实现智能问答；
  4. 对接智能硬件：与智能垃圾桶硬件对接，实现数据联动；
  5. 社区互动功能：增加分类经验分享、环保积分等社交功能。

五、项目资源与发展展望

5.1 项目核心资源

本项目提供完整的开发与部署资料：

  • 后端源码：完整的Spring Boot项目源码；
  • 前端资源：JSP页面文件、CSS/JS样式文件；
  • 数据库脚本：MySQL建表语句、初始化数据；
  • 部署文档：环境配置指南、项目发布步骤；
  • 测试数据：1000+种垃圾分类测试数据。

5.2 系统扩展方向

  1. AI智能识别：集成深度学习模型，提升图像识别准确率；
  2. 语音交互：支持语音查询垃圾分类；
  3. 多语言支持：增加英语、日语等多语言版本；
  4. 数据可视化：垃圾分类数据统计与可视化展示；
  5. 社区环保：建立环保社区，促进用户互动分享；
  6. 智能推荐：基于用户习惯推荐分类知识和环保资讯。

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