【计算机毕设/任务书-免费领取源码】基于SpringBoot的甘肃非物质文化遗产网站设计与实现

一、研究目的

甘肃作为中华民族的重要发祥地之一，拥有丰富而独特的非物质文化遗产资源，包括敦煌艺术、河西宝卷、陇东道情、花儿、皮影戏、剪纸、刺绣等众多国家级和省级非遗项目。然而，当前甘肃非遗文化的传播和传承面临着数字化程度低、展示形式单一、互动性不足、年轻群体关注度不高等问题。传统的线下展示和纸质资料难以满足现代社会的传播需求，亟需通过数字化手段实现非遗文化的保护、传承和创新。

本课题旨在设计并实现一个基于SpringBoot的甘肃非物质文化遗产网站，主要目的如下：

1. 构建数字化非遗展示平台：通过图文、音视频、VR/AR等多种形式，全面展示甘肃非遗项目的文化内涵、历史渊源、技艺特点、传承人故事等，打破时空限制，让更多人了解和认识甘肃非遗文化。

2. 实现非遗资源的系统化管理：建立完善的非遗数据库，对非遗项目、传承人、保护单位、活动信息等进行数字化管理，实现资源的分类、检索、统计和分析，为非遗保护工作提供数据支撑。

3. 促进非遗文化的互动传播：提供在线学习、虚拟体验、互动交流等功能，增强用户的参与感和体验感，激发公众对非遗文化的兴趣和认同感。

4. 打造可扩展、高可用的非遗平台：采用微服务架构和前后端分离技术，确保系统能够应对高并发访问和海量数据处理，为未来业务扩展奠定技术基础。

5. 推动非遗文化的创新性发展：通过数字化手段，探索非遗文化与现代科技、创意设计、文化旅游等领域的融合，为非遗文化的活态传承和创新发展提供新路径。

通过本系统的设计与实现，旨在为甘肃非物质文化遗产的保护、传承和传播提供一个功能完备、性能稳定、安全可靠的数字化平台，推动非遗文化在新时代焕发新的生机与活力。

二、研究要求

a. 需求分析

1. 用户角色分析

• 普通用户：系统的主要使用者，需求包括：浏览非遗项目、搜索非遗信息、观看视频、参与互动、在线学习、收藏内容等。

• 传承人/保护单位：非遗项目的传承主体，需求包括：发布非遗动态、展示作品、分享经验、与用户互动、管理个人/单位信息等。

• 系统管理员：负责系统整体运维，需求包括：用户管理、内容审核、数据统计、系统配置、安全审计等。

• 研究人员/学者：需求包括：查阅非遗资料、下载资源、参与学术讨论、发表研究成果等。

2. 功能性需求

• 非遗展示模块：支持非遗项目的分类展示、详情展示、图文介绍、音视频播放、VR/AR体验等。

• 资源管理模块：支持非遗项目、传承人、保护单位、活动信息、文献资料等资源的增删改查、分类管理、标签管理。

• 搜索与检索模块：支持全文检索、多条件组合搜索、高级检索、智能推荐等功能。

• 互动交流模块：支持评论、点赞、收藏、分享、在线留言、论坛讨论等功能。

• 在线学习模块：支持非遗课程、教学视频、在线测试、学习进度跟踪等功能。

• 活动管理模块：支持非遗活动发布、报名、签到、直播、回放等功能。

• 数据统计模块：支持访问量统计、用户行为分析、内容热度排行、运营报表等功能。

• 系统管理模块：支持用户管理、权限管理、内容审核、系统配置、日志管理等功能。

3. 非功能性需求

• 性能需求：系统响应时间应快速流畅，核心操作响应时间低于2秒，支持高并发访问。页面加载时间应控制在3秒以内，音视频播放应流畅无卡顿。

• 安全性需求：用户数据、敏感信息需加密存储和传输。系统需防范SQL注入、XSS攻击、CSRF攻击等常见安全威胁。建立完善的权限控制机制，防止越权访问。对上传文件进行安全检测，防止恶意文件上传。

• 可用性与可靠性需求：系统需保证7×24小时稳定运行，核心服务需高可用部署，数据多副本备份。系统应具备容错能力，在部分服务故障时仍能提供基本服务。

• 扩展性需求：采用微服务架构，便于独立扩展不同业务模块，支持未来业务增长。系统应支持插件化扩展，便于集成第三方服务。

• 用户体验需求：界面设计应体现甘肃地域文化特色，操作流程顺畅，符合用户使用习惯。提供良好的移动端体验，支持响应式布局。音视频播放应支持多种格式和清晰度选择。

4. 业务流程分析

核心业务流程包括：

• 用户注册与认证流程：用户填写注册信息 → 系统验证信息 → 注册成功 → 用户登录 → 系统验证身份 → 登录成功。

• 内容浏览流程：用户进入网站 → 浏览首页推荐内容 → 选择分类或搜索 → 查看内容详情 → 观看视频/图片 → 参与互动（评论、点赞、收藏）。

• 内容发布流程：传承人/保护单位登录 → 发布内容 → 填写内容信息 → 上传图片/视频 → 提交审核 → 管理员审核 → 审核通过后发布 → 审核不通过退回修改。

• 在线学习流程：用户选择课程 → 观看教学视频 → 完成在线测试 → 获得学习证书 → 记录学习进度。

• 活动参与流程：用户查看活动列表 → 选择感兴趣的活动 → 在线报名 → 参加活动（线上/线下） → 活动结束后评价。

b. 系统功能设计

系统采用前后端分离的微服务架构，主要包含以下10个功能模块：

1. 用户管理模块

• 功能点：

• 用户注册与登录：支持手机号、邮箱、第三方登录（微信、QQ）等多种方式注册和登录。

• 个人信息管理：用户可修改个人信息，包括头像、昵称、联系方式、个人简介等。

• 密码管理：支持密码修改、密码重置、密保问题设置。

• 实名认证：传承人/保护单位需进行实名认证，上传相关证明材料。

• 用户状态管理：管理员可冻结、解冻用户账号，查看用户登录记录。

• 用户分组管理：管理员可创建用户组，将用户分配到不同组别，便于权限管理。

2. 非遗项目管理模块

• 功能点：

• 项目分类：建立多级非遗项目分类体系，按地域、类型、级别等维度分类。

• 项目发布：管理员/传承人发布非遗项目信息，包括项目名称、分类、级别、历史渊源、文化内涵、技艺特点、传承人、保护单位等。

• 项目审核：管理员审核非遗项目信息的真实性和合规性，审核通过后方可发布。

• 项目管理：管理员/传承人管理已发布项目，支持编辑、上下架、删除等操作。

• 项目展示：以图文、音视频、VR/AR等多种形式展示非遗项目详情。

• 项目收藏：用户收藏感兴趣的非遗项目，方便后续查看。

• 项目推荐：根据用户的浏览历史、收藏记录等推荐相关非遗项目。

3. 传承人管理模块

• 功能点：

• 传承人信息管理：管理员/传承人维护传承人信息，包括姓名、性别、年龄、传承项目、技艺特点、代表作品、联系方式等。

• 传承人认证：传承人需提交相关证明材料进行认证，认证通过后方可发布内容。

• 传承人展示：展示传承人详细信息，包括个人简介、代表作品、传承故事、活动动态等。

• 传承人互动：用户可与传承人进行在线交流、留言、提问等。

• 传承人推荐：根据用户的兴趣偏好推荐相关传承人。

4. 资源管理模块

• 功能点：

• 资源分类：建立多级资源分类体系，按类型（图片、视频、音频、文档）、主题、地域等维度分类。

• 资源上传：管理员/传承人上传非遗资源，包括图片、视频、音频、文档等，支持批量上传。

• 资源审核：管理员审核资源内容的真实性和合规性，审核通过后方可发布。

• 资源管理：管理员/传承人管理已上传资源，支持编辑、删除、设置封面等操作。

• 资源展示：以列表、缩略图、详情页等多种形式展示资源内容。

• 资源下载：用户可下载公开的资源文件（需登录）。

• 资源统计：统计资源数量、下载量、浏览量等。

5. 搜索与检索模块

• 功能点：

• 全文检索：基于Elasticsearch实现非遗内容全文检索，支持中文分词、拼音检索、同义词扩展。

• 高级检索：支持多条件组合检索，包括按项目名称、分类、地域、级别、传承人、关键词等。

• 检索结果排序：支持按相关度、发布时间、浏览量、收藏量等多种方式排序。

• 检索历史：记录用户的检索历史，方便快速复用。

• 热门检索：展示热门检索关键词，引导用户检索。

• 智能推荐：基于用户的浏览历史、收藏记录、搜索行为，利用协同过滤算法推荐相关内容。

6. 互动交流模块

• 功能点：

• 评论管理：用户可对非遗项目、传承人、资源等内容进行评论，支持回复、点赞、举报等。

• 点赞收藏：用户可对内容进行点赞、收藏操作，记录用户的兴趣偏好。

• 分享功能：用户可将内容分享到微信、微博、QQ等社交平台。

• 在线留言：用户可向传承人、管理员发送留言，支持私信和公开留言。

• 论坛讨论：建立非遗主题论坛，用户可发布帖子、参与讨论、回复评论。

• 互动统计：统计内容的评论数、点赞数、收藏数、分享数等。

7. 在线学习模块

• 功能点：

• 课程管理：管理员/传承人发布非遗课程，包括课程名称、简介、封面、教学视频、课件、测试题等。

• 课程分类：建立课程分类体系，按项目、难度、时长等维度分类。

• 课程学习：用户选择课程，观看教学视频，完成在线测试，记录学习进度。

• 学习证书：用户完成课程学习并通过测试后，可获得电子学习证书。

• 学习记录：记录用户的学习历史、学习时长、测试成绩等。

• 课程推荐：根据用户的学习记录和兴趣偏好推荐相关课程。

8. 活动管理模块

• 功能点：

• 活动发布：管理员/传承人发布非遗活动，包括活动名称、时间、地点、内容、参与方式、报名要求等。

• 活动分类：建立活动分类体系，按类型（展览、讲座、体验、比赛）、地域、时间等维度分类。

• 活动报名：用户查看活动列表，选择感兴趣的活动进行在线报名。

• 活动签到：支持线上活动签到和线下活动扫码签到。

• 活动直播：支持活动在线直播，用户可观看直播、参与互动。

• 活动回放：活动结束后，可生成回放视频供用户观看。

• 活动评价：用户可对活动进行评价，包括评分、文字评价、图片评价。

• 活动统计：统计活动的参与人数、报名人数、签到率、评价分数等。

9. 数据统计与分析模块

• 功能点：

• 访问数据统计：统计网站访问量、独立访客、页面浏览量、平均停留时长等。

• 用户行为分析：统计用户的浏览行为、搜索行为、互动行为、学习行为等。

• 内容热度排行：按浏览量、评论数、点赞数、收藏数等维度生成内容排行。

• 用户画像：基于用户行为数据，构建用户画像，包括用户兴趣、活跃度、学习偏好等。

• 运营报表：生成日报、周报、月报等运营报表，支持图表展示。

• 数据导出：支持统计数据的导出，导出格式包括Excel、PDF等。

• 数据可视化：通过图表、仪表盘等方式可视化展示数据。

10. 系统管理模块

• 功能点：

• 用户管理：管理员管理用户账号、权限、状态。

• 内容审核：管理员审核非遗项目、传承人、资源、课程、活动等内容，处理违规内容。

• 权限管理：管理员管理用户角色和权限，设置不同角色的操作权限。

• 系统配置：配置系统参数，如站点名称、Logo、联系方式、SEO设置、邮件配置等。

• 日志管理：查看系统操作日志、访问日志、错误日志等。

• 数据备份：定期备份系统数据，确保数据安全。

• 系统监控：监控系统运行状态，包括CPU、内存、磁盘、网络等资源使用情况。

c. 系统实现

1. 技术架构设计

采用基于Spring Cloud的微服务架构，确保系统的高可用性和可扩展性。

• 前端：

• Web端：Vue 3 + TypeScript + Element Plus构建的管理后台。

• 移动端：微信小程序或Uni-app，提供移动端访问。

• 后端：

• 核心框架：Spring Boot 2.7.x。

• 微服务组件：Spring Cloud Alibaba（Nacos-服务注册与配置中心，Sentinel-流量控制与熔断降级）。

• 安全认证：Spring Security + JWT，网关统一鉴权。

• 数据访问：MyBatis-Plus + Druid。

• 数据层与中间件：

• 关系数据库：MySQL 8.0，主从分离，核心表分库分表。

• 缓存：Redis Cluster，缓存热点数据（非遗项目信息、用户信息）、会话管理。

• 消息队列：Apache RocketMQ，解耦异步任务（如发送通知、记录日志、更新索引）。

• 搜索引擎：Elasticsearch，用于非遗内容全文检索和复杂查询。

• 对象存储：阿里云OSS/腾讯云COS，存储图片、视频、音频、文档等资源文件。

• 第三方服务集成：

• 音视频处理：集成FFmpeg进行音视频转码、截图、水印等处理。

• VR/AR体验：集成Three.js或A-Frame实现Web端VR/AR体验。

• 直播服务：集成第三方直播服务（如腾讯云直播、阿里云直播）。

• 短信服务：阿里云短信、腾讯云短信。

• 邮件服务：集成邮件发送服务，用于通知、验证等。

• 部署与运维：

• 容器化：所有服务Docker化。

• 编排：Kubernetes，实现弹性伸缩、服务发现、负载均衡。

• CI/CD：GitLab CI，自动化构建、测试、部署。

• 监控：Prometheus + Grafana（指标监控），SkyWalking（链路追踪），ELK Stack（日志分析）。

2. 核心功能实现方案

• 非遗内容搜索实现：

1. 数据同步：非遗内容变更时，通过消息队列异步同步到Elasticsearch。

2. 检索服务：前端请求检索服务，检索服务构造Elasticsearch查询，支持多条件组合、排序、分页等。

3. 中文分词：使用IK Analyzer或jieba分词器进行中文分词，支持同义词扩展、拼音检索。

• 音视频处理实现：

1. 上传处理：用户上传音视频文件后，系统调用FFmpeg进行转码、截图、生成缩略图等处理。

2. 多清晰度支持：生成多种清晰度的视频文件，根据用户网络环境自动选择合适清晰度。

3. 播放器集成：集成Video.js或DPlayer等播放器，支持多种格式和功能。

• VR/AR体验实现：

1. 模型加载：使用Three.js加载3D模型，支持glTF、OBJ等格式。

2. 交互控制：实现模型的旋转、缩放、平移等交互操作。

3. 场景构建：构建虚拟场景，添加灯光、材质、动画等效果。

• 在线学习实现：

1. 视频播放：集成视频播放器，支持进度条、倍速播放、字幕等功能。

2. 学习进度：记录用户的观看进度，支持断点续播。

3. 在线测试：实现单选题、多选题、判断题等题型，自动评分。

4. 学习证书：生成PDF格式的电子证书，支持下载和分享。

3. 数据库设计核心表举例

• user(用户表)

• user_profile(用户信息表)

• intangible_cultural_heritage(非遗项目表)

• inheritor(传承人表)

• resource(资源表)

• resource_category(资源分类表)

• comment(评论表)

• like(点赞表)

• favorite(收藏表)

• course(课程表)

• course_video(课程视频表)

• course_test(课程测试表)

• activity(活动表)

• activity_application(活动报名表)

• system_config(系统配置表)

4. 部署方案

• 开发环境：本地Docker Compose。

• 测试环境：独立的Kubernetes集群，用于集成测试、性能测试。

• 生产环境：

• 云上托管K8s服务（如阿里云ACK）。

• 使用云数据库RDS、云Redis、云Elasticsearch、消息队列RocketMQ版。

• 通过SLB+Ingress暴露服务，配置WAF和DDoS防护。

• 使用对象存储服务存放图片、视频、音频、文档等资源文件。

d. 系统测试

1. 测试目标

确保系统功能正确、性能稳定、数据一致、安全可靠，能够满足非遗文化传播的高并发需求。

2. 测试策略

分层测试、持续测试，重点保障核心内容展示和互动功能。

3. 具体测试方案

单元测试：

• 范围：Service层业务逻辑，如内容审核、搜索算法、音视频处理等。

• 工具：JUnit 5, Mockito, Spring Boot Test。

• 重点：边界条件、异常情况处理、数据一致性。

• 覆盖率：核心业务模块行覆盖率 > 85%。

集成测试：

• 范围：微服务API集成、数据库事务、缓存同步、MQ消息消费、第三方服务回调模拟。

• 工具：Spring Boot Test, Testcontainers, RestAssured, WireMock。

• 重点：

1. 内容发布-展示全链路测试：模拟完整的内容发布和展示流程，验证各服务的协同。

2. 音视频处理测试：测试音视频上传、转码、播放的完整流程。

3. 第三方服务集成测试：模拟直播服务、短信服务等第三方服务的调用和回调。

系统测试：

• 功能测试：

• 多场景端到端测试：覆盖用户注册、内容浏览、搜索、互动、学习、活动参与等所有业务场景。

• 兼容性测试：测试管理后台在不同浏览器下的表现，测试移动端在不同手机系统和微信版本下的兼容性。

• 性能测试：

• 工具：JMeter, Gatling。

• 场景：

• 稳定性测试：对系统进行48小时稳定性压力测试。

1. 内容搜索压力测试：模拟大量用户同时搜索非遗内容，测试搜索服务的响应时间和吞吐量。

2. 音视频播放压力测试：模拟多个用户同时观看音视频，测试媒体服务的并发处理能力。

3. 高并发访问测试：模拟大量用户同时访问网站，测试系统的整体承载能力。

• 安全测试：

• 渗透测试：重点测试：1) 越权访问（查看他人数据、修改他人内容）；2) SQL注入、XSS攻击；3) 文件上传漏洞；4) 音视频播放安全。

• 业务安全：测试恶意评论、虚假内容发布、刷量等场景。

• 用户体验测试：

• 可用性测试：邀请真实用户进行可用性测试，优化操作流程和界面设计。

• VR/AR体验测试：测试VR/AR功能的流畅性和交互性。

用户验收测试(UAT)：

• 参与者：邀请普通用户、传承人、系统管理员、研究人员代表。

• 环境：搭建与生产环境相似的UAT系统。

• 周期：进行1-2周的试用期。

• 评估：根据业务符合度、操作效率、稳定性进行验收。

4. 自动化测试

• API自动化回归：使用RestAssured + TestNG构建核心链路自动化测试套件，集成到CI。

• 核心流程UI自动化：使用Selenium或Cypress对管理后台核心流程进行自动化测试。

三、总体进度和安排

第一阶段：需求调研与设计 (第1-4周)

• 第1-2周：调研甘肃非遗文化现状，访谈传承人、保护单位、研究人员，完成需求规格说明书和产品原型。

• 第3周：完成系统微服务架构设计、技术选型、数据库ER设计。

• 第4周：完成详细设计文档、核心接口定义，搭建基础开发环境。

第二阶段：核心服务开发 (第5-12周)

• 第5-6周：搭建微服务框架，开发用户管理、非遗项目管理服务。

• 第7-8周：开发传承人管理、资源管理服务。

• 第9-10周：开发搜索与推荐服务，集成Elasticsearch。

• 第11-12周：开发互动交流、在线学习服务，集成音视频处理。

第三阶段：前端开发与集成 (第13-16周)

• 第13-14周：开发管理后台Web端。

• 第15-16周：开发微信小程序移动端，前后端全面联调。

第四阶段：测试、优化与UAT (第17-20周)

• 第17-18周：全系统集成测试，修复BUG。

• 第19-20周：性能压测与安全测试，进行系统调优。

第五阶段：上线部署与论文 (第21-24周)

• 第21-22周：生产环境部署与试运行。

• 第23-24周：撰写毕业设计论文，准备答辩。

四、推荐参考文献

1. 方志朋. 深入理解Spring Cloud与微服务构建[M]. 人民邮电出版社, 2021.

2. 周志明. 深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践[M]. 机械工业出版社, 2019.

3. Martin Fowler. Patterns of Enterprise Application Architecture[M]. Addison-Wesley, 2002.

4. Kleppmann, Martin. Designing Data-Intensive Applications[M]. O’Reilly Media, 2017.

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