在现代农业智能化发展的背景下，针对传统番茄种植中水肥管理粗放、资源浪费严重等问题，本文设计并实现了一套基于Spring Boot的番茄种植水肥一体化管理系统。该系统借助B/S架构、MySQL数据库及Java技术，构建了集种植知识管理、智能决策、设备控制于一体的综合管理平台，实现了番茄种植过程的数字化、精准化与自动化。通过系统测试验证，该系统显著提升了水肥利用效率与种植管理水平，为智慧农业的落地提供了可行的技术方案。

关键词：Spring Boot，番茄种植，水肥一体化，B/S架构，智能管理

项目背景和意义

选题的背景

在全球人口持续增长和人们生活水平逐步提高的大背景下，农产品的需求不仅在数量上日益增长，对其质量和安全性的要求也愈发严格。番茄作为一种广泛种植且深受大众喜爱的蔬菜，其种植规模在设施农业的推动下不断扩大[1]。然而，传统的番茄种植管理方式主要依赖人工经验，这种方式在实际操作中暴露出诸多问题。

从水肥灌溉方面来看，传统方式难以做到精准控制。我国农业灌溉水利用率仅为40%，化肥利用率不足30%，远低于发达国家水平。这不仅导致大量水资源和化肥的浪费，还可能因过度施肥对土壤和环境造成污染。在病虫害监测方面，传统方式往往较为滞后，无法及时发现病虫害的早期迹象，从而错过最佳防治时机，导致病虫害蔓延，影响番茄的产量和品质[2]。数据记录方面，传统种植缺乏完善的记录体系，难以对种植过程中的各项数据进行有效的收集、整理和分析，不利于总结经验和优化种植策略。

与此同时，随着科技的飞速发展，物联网、大数据等技术逐渐成熟，为农业的信息化转型提供了坚实的技术支撑。这些技术的应用能够推动种植管理从传统的“经验驱动”模式向“数据驱动”模式转变[3]。借助物联网技术，可以实时采集土壤墒情、气候条件、作物生长状况等数据；利用大数据技术，能够对这些数据进行深入分析，从而为种植决策提供科学依据，实现番茄种植的高效、绿色生产。

选题的意义

本研究致力于构建番茄种植水肥一体化管理系统，这一举措具有多方面的重要意义。从资源利用和生产效益角度来看，该系统能够实现对土壤墒情和作物生长周期的实时监控，并依据数据分析进行智能决策。通过精准控制水肥灌溉，可降低30%以上的水肥消耗，同时提升20%的番茄产量与品质。这不仅有助于节约农业资源，降低生产成本，还能提高农产品的市场竞争力，增加农民收入。

从农业生产标准化角度而言，系统整合了丰富的种植知识，并融入AI技术，能够为农户提供精准的种植指导。无论是种植新手还是经验丰富的农户，都可以借助系统获取专业的种植建议，规范种植流程，从而推动农业生产向标准化、规范化方向发展。

从宏观层面来看，本项目的成果对于推动设施农业的智能化升级具有重要的实践价值，符合国家“智慧农业”的发展战略。在当前农业现代化的进程中，智慧农业是提高农业生产效率、保障农产品质量安全、促进农业可持续发展的重要途径。本系统的研发和应用，将为智慧农业的落地提供可行的技术方案和实践经验，有助于提升我国农业的整体竞争力，推动农业产业的转型升级。

主要内容及组织结构

本文围绕番茄种植水肥一体化管理系统的设计与实现展开，全文共6章。

第2章介绍系统开发的主要工具和技术，如B/S框架、MySQL数据库、Java技术及IDEA开发工具，阐述其优势与适用场景。第3章进行需求分析，包括可行性分析、功能概述、设计目标以及开发和运行环境的确定。第4-5章是核心部分，第4章进行系统概要设计，涵盖结构设计和数据库设计；第5章从用户和管理员两个角度进行详细设计，分别阐述各功能模块的实现方式和业务逻辑。第6章对系统进行运行测试，明确测试目的、方法，给出测试用例并得出测试结果。最后，总结系统的成果，指出该系统解决了传统种植问题，具有良好的实用性和扩展性。展望未来，提出可优化AI模型、融合新技术以及加强边缘计算应用等方向，以进一步提升系统性能，构建更完善的智慧农业生态。

系统用例分析

系统用例分析是软件开发过程中的重要环节，它能清晰地定义系统中不同参与者（用户和管理员）与系统功能之间的交互流程和业务规则。对于基于 Spring Boot 的番茄种植水肥一体化管理系统，通过对用户和管理员的功能用例分析，可以明确各角色的操作需求，为系统的设计、开发和测试提供详细的依据，确保系统满足实际业务需求，提升系统的可用性和实用性。以下将分别对用户和管理员的功能进行用例分析。

功能模块用例图分析

用户功能模块用例图分析

用户作为系统的主要使用群体，其功能涵盖种植知识获取、资讯浏览、种植计划制定与执行以及数据记录等多个方面。用户功能模块用例图展示了种植户与番茄种植水肥一体化管理系统的交互过程。用户作为主要参与者，能够利用系统获取种植知识，浏览行业资讯并进行个性化收藏；借助AI助手咨询种植问题，获取专业解答。在种植管理方面，用户可制定种植计划，系统自动生成水肥方案并支持手动调整，方案会推送至设备控制系统。同时，用户还能记录种植和施肥信息，方便后续分析。此外，用户可以自定义提醒规则，接收系统的重要通知，并对感兴趣的内容进行收藏管理。这些功能用例涵盖了种植户从知识获取、种植规划到日常管理的全流程需求，帮助种植户实现番茄的精准化、智能化种植管理。用户用例图如图

管理员功能模块用例图分析

管理员在系统中承担着系统管理、用户管理、数据管理以及信息发布等重要职责，以保障系统的正常运行和种植管理的高效性。管理员功能模块用例图呈现了管理员在系统中的核心管理职能。管理员作为系统的管理者，负责用户信息与权限管理，确保系统用户的安全和规范使用。在种植业务管理上，审核并优化用户提交的种植计划，同时查看和分析种植记录与施肥数据。在信息管理方面，管理员维护种植知识库，保障知识的准确和及时更新，发布和管理种植资讯，根据用户浏览数据优化推送策略。这些用例体现了管理员在系统运行、种植业务支持以及信息管理等方面的关键作用，是保障系统稳定运行和种植管理科学高效的重要支撑。管理员用例图如图

系统功能

番茄种植水肥一体化管理系统涵盖管理员和用户两大功能板块。管理员可进行用户管理，审核新用户、配置权限等；管理种植计划，审核并优化方案；掌控种植记录，分析数据并指导种植；统计施肥记录，生成报告并预测采购需求；维护种植知识与资讯，确保内容准确权威。用户则能查询种植知识、浏览资讯，借助AI助手答疑；制定种植计划，系统生成水肥方案；记录种植与施肥情况，生成日志与报表；还可设置弹窗提醒，管理收藏内容，实现便捷、科学的番茄种植。系统整体功能图如图

用户管理功能设计

用户管理功能在系统中负责系统用户信息的全生命周期管理，保障系统使用的安全性与规范性。在新用户注册环节，管理员会对用户提交的信息进行严格审核，确认信息真实有效，防止虚假信息注册。管理员还能灵活调整用户群体，可根据实际需求添加新用户或删除不再使用系统的用户。针对不同用户角色，如超级管理员、普通管理员、种植户，会精准配置相应的操作权限。超级管理员拥有最高权限，可进行系统层面的管理操作；普通管理员负责部分管理任务；种植户则主要进行种植相关操作。此外，管理员能查看用户登录日志，详细记录用户的登录时间、IP 地址等信息，以此掌握用户登录动态，及时发现异常登录行为，确保系统安全稳定运行。功能设计如图

种植计划管理功能

种植计划管理功能致力于推动种植计划科学、规范执行。用户提交种植计划后，管理员依据历史种植数据和专家经验，对计划的合理性与可行性展开严格评估。例如，检查种植时间安排是否符合番茄生长规律、水肥方案是否科学合理等。若发现问题，管理员会为用户提供专业的优化建议，帮助用户完善种植计划。在此基础上，管理员制定标准化种植方案，涵盖播种、灌溉、施肥等各个环节的标准操作流程。之后，将这些标准化方案批量下发至指定种植区域，让种植户依据统一标准进行种植。这不仅有助于提高番茄产量和质量，还能规范种植流程，提升整体种植管理水平，使种植过程更加科学、高效。功能设计如图

种植记录管理功能

种植记录管理功能主要负责集中查看和管理所有种植户的番茄生长数据，为种植户提供专业的种植指导。管理员可以按时间、区域、品种等多维度灵活筛选数据，如查看某一时间段内特定区域某种番茄品种的生长情况。通过对这些数据的深度分析，能发现种植过程中的规律和问题，例如特定区域某种番茄在特定季节容易出现的病虫害问题，或者不同品种番茄对不同肥料的反应差异等。基于这些分析结果，管理员能为种植户提供针对性的种植指导，辅助种植户做出更科学的种植决策，比如调整施肥时间和用量、优化灌溉策略等，从而帮助种植户提高种植效率，减少种植风险，实现番茄的优质高产。功能设计如图

种植知识模块实现

（1）设计思路

旨在为用户提供丰富、准确且便于检索的番茄种植知识资源。通过构建知识数据库，整合各类种植技术文档、病虫害防治等资料。采用分类和关键词检索相结合的方式，方便用户快速定位所需知识，提升用户获取信息的效率和体验。

（2）操作流程

用户进入种植知识模块后，可选择按分类浏览，如种植技术、病虫害防治等类别；也可在搜索框输入关键词。系统接收用户指令后，从知识数据库中检索相关内容，并将结果展示给用户。用户点击感兴趣的条目即可查看详细知识内容。流程图如图

《基于SpringBoot的番茄种植水肥一体化管理系统》该项目含有源码、文档、配套开发软件、软件安装教程、项目发布教程等

软件开发环境及开发工具：

开发语言：Java

框架：springboot

JDK版本：JDK1.8

服务器：tomcat7

数据库：mysql 5.7

数据库工具：Navicat11

开发软件：eclipse/myeclipse/idea

Maven包：Maven3.3.9

浏览器：谷歌浏览器