天气信息管理系统的设计与实现.docx

天气信息管理系统的设计与实现.docx

《天气信息管理系统的设计与实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天气信息管理系统的设计与实现.docx（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

天气信息管理系统的设计与实现

南阳理工学院

本科生毕业设计（论文）

学院（系）：

软件学院

专业：

软件工程

学生：

胡亮亮

*********************

完成日期2015年05月

南阳理工学院本科生毕业设计（论文）

繁星天气信息管理系统的设计与实现

DesignandImplementationofthe

FanXingWeatherInformationManagementSystem

总计：

毕业设计（论文）27页

表格：

6个

图片：

22个

南阳理工学院本科毕业设计（论文）

繁星天气信息管理系统的设计与实现

DesignandImplementationofthe

FanXingWeatherInformationManagementSystem

学院（系）：

软件学院

专业：

软件工程

**********************

学号：

**********

指导教师（职称）：

刘哓明讲师

评阅教师：

李倩伟

完成日期：

2015年05月01日

南阳理工学院

NanyangInstituteofTechnology

繁星天气信息管理系统的设计与实现

软件工程胡亮亮

1[摘要]随着社会的进步和经济的发展，天气对人类的影响也日益的深远，所以人们对于气象变化的研究也愈发的频繁，传统的信息记录方式已经很难满足现今的庞大天气数据。

基于以上事实，使用了VS2010，SQL2005以及ADO对象接口进行开发。

使用户能够注册帐号并登录系统，对地区信息以及对应的天气信息进行添加和修改并统计出来，还能够根据用户的需求生成图表和导出到Excel表格中。

用户能够清晰直观的了解某一地区的一段时间的天气变化，可以做为研究天气变化规律的参考数据资料。

[关键词]天气信息；数据管理；图表化

DesignandImplementationofthe

FanXingWeatherInformationManagementSystem

SoftwareEngineeringMajorHuLiangLiang

1Abstract:

Withsocialprogressandeconomicdevelopment,theimpactofweatheronhumanincreasinglyfar-reaching,sopeopleforclimatechangeresearchalsoincreasinglyfrequent,thetraditionalwayofrecordinginformationhasbeendifficulttomeetthecurrenthugeweatherdata.Basedontheabovefacts,useVS2010,SQL2005andADOobjectinterfacesdesignedthissystem.Enablesuserstoregisteranaccountandlogontothesystem,addandmodifyinformationandcorrespondingweatherinformationandstatistics,canalsogeneratechartsbasedonusers'needsandexporttoExceltables.Userscanclearintuitiveunderstandingofaregion'sweatherforawhile,andcanbeusedasreferencedataofweatherchanges.

1Keywords:

WeatherInformation；DataManagement；Graphed

1绪论

1.1项目研究背景

随着社会的进步和经济的发展，人们的户外活动也日益频繁，各地的天气情况越来越受到人们的关注，从气象行业的发展历程来看，信息技术对气象学科和气象业务是起着决定性推动作用的。

气象观测在17世纪就已经出现了，但到1870年以前，气象预报基本上还是停留在单站天气预报，原因很简单，因为预报专家对气象的整体状态没有明晰的了解[1]。

1893年，无线电通信诞生了，由于无线电通信的诞生，到1930年之前，地面观测网建立起来了，使得气象科学家能够从整体上了解到地面气象要素，大气波动和大气运行的状态，由此天气预报的实践开始了。

一些气象学科的学派也开始诞生了。

1928年，前苏联专家发明了无线电探空仪，使得大气探测得以实现，特别是1939年前，高空探测站网的建立，使得人们对全球整体大气运行状态有了比较全面的了解，由此催生了气象学科的诞生和发展，许多气象科学家是在1930年前后开始陆续出现的，像Rossby先生，此人在气象界是非常著名的科学家，他提出了大气长波理论，奠定了整个气象学科的基础，而如果没有地面站网和高空站网所提供的大气整体观测资料，Rossby先生是无法提出该理论的；进一步说，如果没有无线电通信技术，地面和高空站网是无论如何无法建立起来的。

所以说，无线电通讯的诞生和在气象部门的有效使用，促进了，或者说根本性地推动了气象学科的发展。

进入21世纪，信息技术进入高速发展阶段，人们对于天气的研究也越来多样化，通过收集天气信息，观测天气变化的规律，以期能够促进人类社会发展。

1.2项目研究目的与意义

传统的人工用纸进行记录效率低、容易丢失，同时，处理信息和管理模式需向信息化、网络化方式转变，扩大信息共享。

面对这样的情况，及时的研发一套适用于天气信息管理信息化软件将有效弥补传统方式的不足，并且能够对气象信息进行趋势分析、数据共享等，开发这样的一个系统对于提高气象信息科学管理和预测分析工作具有重要意义[3]。

天气信息管理系统是为了管理一个地区和对应天气等信息设计的。

结合在实际天气观察和记录工作中所遇到的问题和收获，对社天气信息系统在设计开发等方面进行研究，重点研究系统开发中所采用的软硬件平台规范、数据库结构设计、开发工具的选择与使用，从技术手段的角度阐述如何实现从传统管理模式向信息化管理模式转变，以及信息化管理的高效[2]。

通过现代科技研发出相关的软件产品，我们可以使用新的方式记录统计天气信息，大大提高了气象工作者的工作效率，也可以通过附加的一些功能对数据进行优化展示，使数据可视化，方便相关工作者对数据结果进行处理，更快捷的做出初步的处理，得出研究的初步结论。

1.3论文的组织结构

本文的具体结构安排如下:

第一章，描述项目的选题背景，给出项目研究的目的与意义。

第二章，详细介绍一些本系统使用到的关键技术和开发平台。

第三章，通过收集和分析系统需求，描述了系统可行性分析、功能需求和非功能需求。

第四章，详细的描述系统的体系结构，并且简述系统的每一个主要功能，对系统数据库的设计做简要说明。

第五章，利用C++编程，基于MFCDialog应用程序，结合SQLServer2008数据库，利用ADO进行编程，说明系统各功能的实现方法等。

第六章，搭建测试环境，进行系统功能测试。

2相关技术及开发工具介绍

2.1相关技术

（1）CDC类

CDC类定义的是设备上下文对象的类。

CDC对象提供处理显示器或打印机等设备上下文的成员函数，以及处理与窗口客户区对应的显示上下文的成员。

通过CDC对象的成员函数进行所有的绘图。

类对设备上下文操作提供了成员函数，处理绘图工具。

安全型图形设备接口（GDI）对象收集，以及处理颜色和调色板。

它还为获取和设置绘图属性、映射，处理视点、窗口扩展、转换坐标，处理区域、剪贴、绘制直线及绘制简单椭圆和多边形等形状提供了成员函数。

另外还为绘制文本、处理字体，使用打印机跳转，滚动和播放元文件提供成员函数。

使用CDC对象时要构造它，然后调用与它平等的、使用设备上下文的Windows函数的成员函数。

（2）MFC

MFC（MicrosoftFoundationClasses）是微软基础类库的简称，是微软公司实现的一个c++类库，主要封装了大部分的windowsAPI函数，vc++是微软公司开发的c/c++的集成开发环境，所谓集成开发环境，就是说利用它你可以编辑，编译，调试，而不是使用多种工具轮换操作，灵活性较大。

有时人们说vc呢也指它的内部编译器，集成开发环境必须有一个编译器内核，要不有什么用，例如DevC++其中一个编译器内核就是gcc。

MFC除了是一个类库以外，还是一个框架，你应该试过，在vc++里新建一个MFC的工程，开发环境会自动帮你产生许多文件，同时它使用了mfcxx.dll。

xx是版本，它封装了mfc内核，所以代码看不到原本的SDK编程中的消息循环等等东西，因为MFC框架帮你封装好了，这样你就可以专心的考虑你程序的逻辑，而不是这些每次编程都要重复的东西，但是由于是通用框架，没有最好的针对性，当然也就丧失了一些灵活性和效率但是MFC的封装很浅，所以效率上损失不大。

（3）ADO

一种程序对象，用于表示用户数据库中的数据结构和所包含的数据。

在MicrosoftVisualBasic编辑器中，可以使用ADO对象以及ADO的附加组件（称为MicrosoftADOExtensionsforDLLandSecurity（ADOX））来创建或修改表和查询、检验数据库、或者访问外部数据源。

还可在代码中使用ADO来操作数据库中的数据。

2.2开发工具

（1）MicrosoftVisualStudio2010

VisualStudio是微软公司推出的开发环境，是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。

VisualStudio2010版本于2010年4月12日上市，其集成开发环境（IDE）的界面被重新设计和组织，变得更加简单明了。

VisualStudio2010同时带来了NETFramework4.0、MicrosoftVisualStudio2010CTP（CommunityTechnologyPreview--CTP），并且支持开发面向Windows7的应用程序。

除了MicrosoftSQLServer，它还支持IBMDB2和Oracle数据库。

（2）SQLServer2005

MicrosoftSQLServer2005是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能（BI）工具提供了企业级的数据管理。

MicrosoftSQLServer2005数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，使您可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。

MicrosoftSQLServer2005数据引擎是该企业数据管理解决方案的核心。

此外MicrosoftSQLServer2005结合了分析、报表、集成和通知功能。

这使您的企业可以构建和部署经济有效的BI解决方案，帮助您的团队通过记分卡、Dashboard、Webservices和移动设备将数据应用推向业务的各个领域。

与MicrosoftVisualStudio、MicrosoftOfficeSystem以及新的开发工具包（包括BusinessIntelligenceDevelopmentStudio）的紧密集成使MicrosoftSQLServer2005与众不同。

无论您是开发人员、数据库管理员、信息工作者还是决策者，MicrosoftSQLServer2005都可以为您提供创新的解决方案，帮助您从数据中更多地获益。

3系统分析

需求分析是描述建立一个计算机系统结构，描写该系统具有什么目的、实现什么功能、所需功能性定义的工作。

通过系统的分析产品需要，设计出符合系统定义的架构、流程结构、数据库结构等。

用户并不了解软件开发的相关知识和流程，开发者不清楚用户所需要的功能性需求。

这样一种认知差异容易造成增加系统开发的难度。

这就需要通过开发者与用户进行系统可行性与功能性的深入沟通，从而针对具体内容制定出一份详实的需求分析文档。

事实证明，需求分析文档的质量对最终成品的质量具有相当大的影响。

3.1可行性分析

（1）经济可行性

天气信息管理涉及到气象、雨情等各种数据，具有非常大的科研和实际价值，于是建设一套天气信息管理系统就非常必要，会给一个地区经济和社会带来显著民生效应[4]。

（2）技术可行性

本系统采用的C++编程、MFC框架、ADO编程，PowerDesigner建模工具等为基础开发技术，SQLServer2005作为数据库。

系统采用C/S结构，结合分层体系架构来进行设计，降低层与层之间耦合性，有利于开发和测试，也有利于功能扩展。

3.2功能需求分析

信息管理系统就是用户在处理较多数据时，人工方法的效率是较为低下的，因为需要系统能够有条理的快捷的处理庞大的数据。

尤其是天气信息，因为天气信息包含了很多的要素。

包括温度，风向，风力，降雨量，湿度，紫外线强度等等。

用户在使用本系统的时候，能够对使用系统的各个功能对包括用户，地区，天气信息等进行操作。

使其更方便的管理数据，让工作人员能够更方便的通过信息管理系统查看数据，得出研究结果。

主要前台功能如下：

（1）注册模块

用户需要使用帐号密码才能够登录系统，所以在登录之前需要注册信息。

用户需要输入基本信息进行注册，所以用户需要有用户名，因为系统的用户不止一位，为了防止用户名重复，系统还需要对用户的帐户名进行重复性检测，检测通过之后才能后注册成功。

注册成功后用户才能使用该系统。

（2）登录模块

用户在成功注册完毕后，使用注册账号和密码登录系统，账户名和密码输入正确之后成功登录，之后进入系统主界面。

（3）区域管理模块

系统主界面需要有个管理地区的功能，因为我们在管理一个地区不同时段的天气信息之前，肯定是先要管理不同的地区，区域管理模块下分为两个小功能，一是新增区域功能，可以随着用户的需要添加新的地区：

首先是添加具体的区域，然后是区域所在的国家，省区，下面是市级地区。

二是查询功能，当管理的地区过多的时候，有时候我们想要查看某一地区的情况就需要用到这一功能。

然后在某个地区之下，管理这个地区的所有天气信息。

同样在查询中，我们也需要先选择查询地区所在的国家，省，市，然后在选择具体的区域，点击查询，系统给出该地区所有的天气信息。

（4）天气管理模块

在系统划定了一个地区之后，我们才能够对这个地区的天气信息进行管理。

在管理模块下也分为新增天气信息和查询天气信息，添加基本的天气信息应该包含有，这个天气信息所在的地区，总体的一个天气情况，再细划分成降雨量，风向，风力，最高温度以及最低温度等；然后当我们需要查询的时候，找到想要查询的地区的信息，找到对应的地区的位置，然后就可以查到对应这个地区的所有的天气信息。

（5）图形统计模块

在我们收集到了某一地区的一段时间的天气信息以后，为了用户能够更加直观的了解这一地区在这一时间段的天气的变化，系统可以将温度和降雨量分别生成折线图和柱状图，使数据清晰易读。

（6）导出excel模块

用户在收集信息的时候可能是零散的，为了方便统计，用户可以查询某地区的所有天气信息，并且可以导出到Excel表格中。

方便做为数据资料保存。

在本系统中，Excel其实是相当与另一个数据库，系统只是把SQL中的数据保存到Excel这个数据库中，实现数据的导出功能。

当然在实际的应用中，我们也可以把数据以其他的形式导出来。

后台功能：

数据库的数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建设中的核心技术。

由于数据库应用系统的复杂性，为了支持相关程序运行，数据库设计就变得异常复杂，因此最佳设计不可能一蹴而就，而只能是一种“反复探寻，逐步求精”的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程。

数据的标准化有助于消除数据库中的数据冗余。

标准化有好几种形式，但ThirdNormalForm（3NF）通常被认为在性能、扩展性和数据完整性方面达到了最好平衡。

简单来说，遵守3NF标准的数据库的表设计原则是：

“OneFactinOnePlace”即某个表只包括其本身基本的属性，当不是它们本身所具有的属性时需进行分解。

表之间的关系通过外键相连接。

它具有以下特点：

有一组表专门存放通过键连接起来的关联数据。

3.3非功能需求分析

（1）时间性能需求

系统为桌面程序，使用客户端方式访问，响应速度为5秒以内。

（2）系统开放性需求

基于主流WINDOWS平台建设，使其具有良好的可扩充性和可移植性，系统可运行在主流的WINDOWS操作系统平台上，便于以后系统的升级。

遵循主流的标准和协议，不仅可以为系统与上级平台系统交换信息提供便利，而且也有利于系统内部各部分之间交换信息，这将有助于提高系统扩充性。

（3）界面友好性需求

系统提供统一的操作界面和方式，操作界面美观大方，布局合理，功能完善。

使用户能够获得最佳的操作体验。

（4）环境需求

硬件环境:

包括服务器端和客户端，服务器端的最低配置要求为CPU2GHZ、内存256MB、硬盘2T；客户端最低配置为CPU1GHZ、内存128MB、硬盘500G。

软件环境:

同样包括服务器端和客户端，服务器端采用Windows2000Server操作系统，SQLServer2005数据库；客户端为Windows7操作系统

4系统设计

4.1系统体系结构

系统采用C/S结构进行设计。

C/S结构的基本原则是将计算机应用任务分解成多个子任务，由多台计算机分工完成，即采用“功能分布”原则。

客户端完成数据处理，数据表示以及用户接口功能；服务器端完成DBMS（数据库管理系统）的核心功能。

这种客户请求服务、服务器提供服务的处理方式是一种新型的计算机应用模式。

被广泛应用于现在的软件设计开发中。

Client和Server常常分别处在相距很远的两台计算机上，Client程序的任务是将用户的要求提交给Server程序，再将Server程序返回的结果以特定的形式显示给用户；Server程序的任务是接收客户程序提出的服务请求，进行相应的处理，再将结果返回给客户程序。

客户端主要运行天气信息管理系统，服务器端运行SQLServer2008数据库，客户端和服务器采用网络进行通信[5]。

天气信息管理系统主要是完成天气信息管理各个方面问题的实现，通过数据的收集，向用户显示具体各个地区信息（所在国家、所在省、所在城市、所在地区）的具体天气信息。

用户通过之前的新增，让后可以查看某一段时间内，某个地区天气趋势图，并且可以将结果导出excel。

这种功能大大节省了相关工作者的工作时间，提高工作者的工作效率。

本系统为了提高程序的可读性，可维护性，使用分层架构对程序进行分层，程序分为表示层、逻辑层和数据存储层。

层与层之间通过实体对象进行传递[6]。

通过整理分析上面的结果，我们分析得出了以下有关于系统体系结构的逻辑图，主要是分为3层。

体系结构图如图4–1所示：

图4–1系统体系结构图

表示层：

系统的主要操作界面，如登录注册界面，系统主界面，添加和修改界面等，业务逻辑层：

就是整个系统的运做流程逻辑。

业务实体就是在系统中存在的几个实体以及之间的关系；数据访问层就是系统通过代码实现对数据库的操作。

4.2系统工作流程

天气信息管理系统主要实现的就是用户对天气信息的管理和操作。

首先，用户需要注册一个可用的用户名和账户，然后再打开登录界面，输入刚刚注册的用户名和密码，输入正确之后成功进入系统。

然后在系统的主界面，用户可以根据自己的需求使用系统提供的功能。

比如用户如果想添加天气信息的话，首先需要选择在哪个地区添加信息，如果系统中还未添加地区的话，用户需要先进行添加地区的操作，添加完成之后，徐泽地区，并且选择添加日期，然后按照系统给出的界面进行相关的信息添加工作，全部完成之后，确定即可。

用户在收集信息的时候可能是零散的，为了方便统计，用户可以查询某地区的所有天气信息，并且可以导出到Excel表格中。

方便保存。

Excel其实是相当与另一个数据库，系统只是把系统的数据保存到Excel这个数据库中，实现数据的导出功能。

当然在实际的应用中，我们也可以把数据以其他的形式导出来，具体的导出形式可以根据用户的需要进行调整。

注册登录流程图如图4–2所示：

图4–2注册登录流程图

4.3功能设计

4.3.1系统模块划分

按“分而治之”思想，进行模块划分。

按照需求分析得出的结论，系统一共拥有六个大模块。

分别为：

（1）注册模块：

用户只有注册以后才可以访问系统，输入用户名和密码，别人如果已经注册的用户名，是不可以在被注册的。

（2）登录模块：

在系统注册成功之后，就可以进行登录

（3）区域管理模块：

随着关注的天气信息扩大，可以关注新增的区域。

可以通过查看区域，知道关注了那些地区。

（4）天气信息管理模块：

当添加完新增地区以后，可以选择新增的地区，添加天气信息。

通过选择具体的地区以后，可以查询地区的具体天气信息

（5）图形统计模块：

通过选择之前添加的具体的地区，选择开始时间和结束时间，可以将天气信息生成天气趋势图

（6）文件导出模块：

当查询完天气信息以后，可以导出相应的结果到excel

4.3.2系统模块功能

系统功能结构图如图4–3所示：

图4–3系统功能结构图

各模块的具体操作流程信息如下：

（1）注册

用户需要使用帐号密码才能够登录系统，所以在登录之前需要注册信息。

用户需要输入基本信息进行注册，因为系统的用户不止一位，为了防止用户名重复，系统还需要对用户的帐户名进行重复性检测，检测通过之后才能后注册成功。

注册成功后用户才能使用该系统。

（2）登录

用户在成功注册完毕后，使用注册账号和密码登录系统，账户名和密码输入正确之后成功登录，之后进入系统主界面。

（3）区域管理

系统主界面需要有个管理地区的功能，因为我们在管理一个地区不同时段的天气信息之前，肯定是先要管理不同的地区，区域管理模块下分为两个小功能，一是新增区域功能，可以随着用户的需要添加新的地区：

二是查询功能，当管理的地区过多的时候，有时候我们想要查看某一地区的情况就需要用到这一功能。

然后在某个地区之下，管理这个地区的所有天气信息。

（4）天气管理

在系统划定了一个地区之后，我们才能够对这个地区的天气信息进行管理。

在管理模块下也分为新增天气信息和查询天气信息，添加基本的天气信息应该包含有，这个天气信息所在的地区，总体的一个天气情况，再细划分成降雨量，风向，风力，最高温度以及最低温度等；然后当我们需要查询的时候，找到想要查询的地区的信息，找到对应的地区的位置，然后就可以查到对应这个地区的所有的天气信息。

（5）图形统计

在我们收集到了某一地区的一段时间的天气信息以后，为了用户能够更加直观的了解这一地区在这一时间段的天气的变化，系统可以将温度和降雨量分别生成折线图和柱状图，使数据清晰易读。

（6）导出Excel

用户在收集信息的时候可能是零散的，为了方便统计，用户可以查询某地区的所有天气信息，并且可以导出到Excel表格中。

方便做为数据资料保存[8]。

4.4数据库设计

通过系统业务分析和流程，在这个过程中提炼数据信息。

本系统使用SQLServer2008数据库，利用PowerDesigner建模工具创建项目数据库的概念模