| 作业所属课程 | 软件工程 |
|---|---|
| 作业要求 | https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/202501SoftwareEngineering/homework/13573 |
| 作业目标 | 根据真实的需求调研结果，确定具有创新性与实用价值的软件开发项目选题，确保能将智能体合理地嵌入到软件系统中；准备包含团队展示+选题报告+需求分析三部分的PPT，以供开题答辩展示 |
| 团队名称 | 成群结队 |
| 团队成员学号-名字 | 组长：102301304-余琪丽，组员：052301103-钟媛、102301107-蒋伊妍、102301301-钟扬、102301302-郑乐妍、102301305-徐紫嫣、102301307-姜品伊、102301309-陈芳玲、102301405-黄伊萍、102301406-洪蓉玫、102301607-方怡玥 |
团队展示
1. 队名
成群结队
2. 团队项目规划
（1）核心功能规划
- 用户登录管理：支持手机验证码与密码登录，本地安全存储登录状态，实现自动登录
- 智能提醒：基于植物习性、地理位置及实时天气，提供个性化的浇水、日照与遮阴提醒
- AI养护助手：通过自然语言多轮对话，提供植物问题诊断与养护建议，内置专业知识库
- 种植日记：支持养护打卡、照片上传与天气自动关联，提供时间轴相册等成长可视化功能
- 环境监测模拟：支持蓝牙/Wi-Fi传感器连接配对，实现设备数据与云端双向同步（预期实现简单结构化数据模拟）
（2）技术实现路径
- 采用响应式Web开发，确保在移动端和桌面端都能提供良好体验
- 通过MCP协议接入外部天气API，为智能提醒提供实时环境数据支撑
- 采用前后端分离架构，前端负责用户交互与界面渲染，后端负责业务逻辑、数据存储与外部API集成
（3）团队协作与推进
- 团队分为前端、后端、测试与PM等角色，共同推进
- 以需求规格说明书和明确的验收标准为基准，指导开发与测试，确保产品功能精准落地
3. 队员风采
| 成员 | 技术特长 | 个性描述 | 兴趣爱好 | 软工角色 |
|---|---|---|---|---|
| 102301304-余琪丽 | 熟悉MATLAB开发工具链，数据挖掘与深度学习方向 | 是一列不断前行的小火车，秉持着「向内求源，向外求索」的信条 | 慢跑、音乐、徒步 | PM、后端 |
| 102301307-姜品伊 | 熟悉C/C++，掌握算法与数据结构、计算机网络、面向对象程序设计 | 感性与理性交融的探索者 | 音乐、绘画与动漫、阅读与玄学、MBTI: INFP | 前端 |
| 102301302-郑乐妍 | 擅长C和C++，Java，学习虚拟机及网络编程 | 你好，我是GreenSalt | 动画、游戏、钩针、绘画、做饭，对软件的兴趣＞硬件 | 后端 |
| 052301103-钟媛 | 擅长Python、Java、C++、JavaScript和SQL，熟悉Git、Linux环境 | “生活就像代码，需要不断尝试和优化”——热爱生活的CS学生 | 钢琴、素描、健身、旅游 | 前端 |
| 102301405-黄伊萍 | 正在学习前端知识，熟练掌握C/C++，了解Go、Java、Python | i人一枚，爱好很多 | 画画、阅读、手工、羽毛球、旅游 | 前端 |
| 102301406-洪蓉玫 | 熟练掌握C/C++，汇编语言，涉猎Python、Go，正在学习前端 | 在“运动活力”与“安静沉淀”中寻找平衡 | 羽毛球、听歌、看书 | 前端 |
| 102301305-徐紫嫣 | 掌握C语言和Python，C++、Java，了解汇编语言和Linux系统 | 代码是构建数字世界的砖瓦，是解决问题、创造价值的工具 | 摄影、编程 | 前端 |
| 102301607-方怡玥 | 擅长C/C++，Python数据分析、脚本编写，熟悉数据结构与算法、数据库 | 善于在“动静之间”寻找平衡 | 游泳、电影、烹饪、旅行、散步 | 测试 |
| 102301107-蒋伊妍 | 擅长Figma工具，可独立输出高保真原型设计 | 对互联网领域充满热情的学生 | 绘画、听歌 | PM |
| 102301301-钟扬 | 擅长C/C++、算法与数据结构、计算机网络、办公软件 | 计算机专业学生 | 美食、旅行、音乐、无限暖暖、毛绒控 | 后端 |
| 102301309-陈芳玲 | 擅长C/C++，Python，想研究嵌入式开发 | i人，有时轻微e | 美食、旅游、打游戏、发呆冥想 | 后端、测试 |
4. 团队首次合照
5. 团队愿景
我们希望“植悟”能成为一个真正实用的植物养护助手，在技术上实现稳定的智能提醒和准确的AI诊断，帮助用户解决日常养花中遇到的实际问题，让大家在养花过程中少走弯路，更多地享受绿植带来的乐趣。
需求分析文档
一、迭代记录表格
| 版本号 | 修订日期 | 变更类型 | 涉及需求项 | 变更内容描述 | 变更原因 |
|---|---|---|---|---|---|
| V1.0.0 | 2025.10.31 | 修改 | 7.5安全需求 | 添加安全需求描述 | 考虑软件安全性 |
二、项目标志
- 组织名：成群结队
- 项目名：AI读懂每一片叶子，与你的植物心意共鸣——植悟 (FloraMind)
- Git仓库：https://github.com/YQL-light/Groups-warehouses
三、引言
3.1 目的
本文档是“植悟（FloraMind）”软件系统的需求规格说明，主要目的包括：
- 明确系统的功能需求、性能指标和设计约束
- 为开发团队提供详细的技术实现依据
- 作为测试验证和产品验收的基准文档
- 确保项目各方对产品需求理解一致
预期读者：软件开发人员、测试人员、项目管理人员、产品设计人员、最终用户代表
3.2 范围
本系统名称为“植悟（FloraMind）”，是一款基于人工智能技术的智能植物养护辅助软件。
系统主要功能：
- 智能养护的个性化提醒
- 植物生长记录与数据可视化
- AI咨询植物相关问题及病害诊断
- 与外部接口相连使得对环境进行监测
系统边界：
- 包含：植物养护全流程的数字化管理
- 不包含：植物销售、硬件设备生产等实物交易
3.3 定义、简写和缩略语
| 术语 | 解释 |
|---|---|
| SRS | 软件需求规格说明 |
| MCP | 模型上下文协议，用于天气服务集成 |
| IoT | 物联网设备接口 |
| API | 应用程序编程接口 |
3.4 引用文件
- GB/T 9385-2008 计算机软件需求规格说明规范
- GB/T 8566-2007 信息技术软件生存周期过程
- 830-1984 - IEEE Guide for Software Requirements Specifications
3.5 综述
本文档组织结构如下：
- 第3章：引言，说明文档目的、范围和术语
- 第4章：总体描述，介绍产品概览和用户特征
- 第5章：项目思维导图，展示系统功能结构
- 第6章：项目类图，定义系统架构和接口
- 第7章：具体需求，详细说明功能和非功能需求
- 第8章：验收标准，明确功能验证标准
四、总体描述
4.1 产品描述
植悟(FloraMind)是一个面向植物养护爱好者的智能软件系统，通过整合人工智能、物联网和数据分析技术，为用户提供科学化、个性化的植物养护解决方案。
系统定位：
- 目标用户：家庭及办公环境下的植物养护人群
- 核心价值：降低养护难度、提高植物存活率、增强养护乐趣
- 技术特色：智能体驱动、数据可视化
系统环境：
- 运行平台：Web应用，支持移动端和桌面端
- 外部集成：天气服务、AI模型服务、第三方API
- 扩展能力：预期实现模拟支持IoT设备接入，传入模拟实时数据，具备良好的可扩展性
4.2 产品功能
1. 用户登录与身份管理
用户登录模块是系统的基础入口功能，负责用户身份认证、账号安全管理和登录状态维护。该模块支持手机号验证码登录和密码登录两种方式。系统会在本地安全存储登录状态，确保用户再次访问时能够自动保持登录状态，提升用户体验的连贯性。
2. 智能提醒功能（重点实现）
智能提醒模块是系统的核心功能之一，旨在帮助用户科学、及时地照料植物。系统根据不同植物的生长习性、环境需求以及用户的地理位置和实际天气情况，提供个性化的养护提醒服务。
3. AI养护助手（重点实现）
AI养护助手为用户提供实时智能咨询服务，用于解决在植物养护过程中遇到的各种问题。该功能支持问题识别与诊断，用户可通过文字输入咨询内容，AI助手能够分析植物状态并提供可能的原因及处理建议。
4. 种植日记功能
种植日记模块为用户提供记录与回顾植物成长历程的完整功能支持。该模块提供每日打卡记录功能，用户可通过签到方式记录当天的养护行为，包括浇水、施肥、修剪等操作。
5. 传感器与环境监测（预期实现简单结构化数据模拟）
传感器与环境监测模块支持连接各类环境传感器并实时接收监测数据。该功能支持蓝牙和Wi-Fi传感器的连接与配对，用户可以在设备页面中添加新的传感器，系统会自动搜索并列出发现的可用设备。
4.3 用户特点
系统主要面向三类用户群体：
1. 新手用户
- 特征：缺乏养护经验，需要详细指导
- 需求：基础养护提醒、简单操作流程
- 使用场景：家庭阳台、办公室桌面
2. 资深花友
- 特征：具备专业知识，追求精细化养护
- 需求：数据记录、专业工具、社区交流
- 使用场景：庭院露台、室内花园
3. 临时用户
- 特征：时间有限，需要快速解决方案
- 需求：快捷记录、智能提醒、简单界面
- 使用场景：移动端快速操作
4.4 约束
系统开发遵循以下约束条件：
1. 技术约束
- 采用响应式Web技术栈
- 支持主流浏览器最新两个版本
- 使用HTTPS进行数据传输
2. 业务约束
- 遵守数据保护相关法规
- 确保用户隐私数据安全
- 第三方服务接口稳定性依赖
3. 资源约束
- 系统月度可用性不低于99%
- API响应时间控制在秒级以内
- 支持百级用户并发访问
4.5 假设和依赖关系
系统正常运行依赖以下条件：
1. 技术依赖
- 第三方天气服务持续可用
- AI模型服务接口稳定
- 用户设备支持现代浏览器特性
2. 环境假设
- 用户具备网络连接条件
- 用户授予必要的位置权限
- 移动设备支持传感器数据采集
3. 业务假设
- 用户具备基本的智能手机操作能力
- 用户同意个人信息用于服务优化
五、项目思维导图
六、项目类图
七、具体需求
7.1 外部接口
7.1.1 天气数据接口
功能需求：
- 实时天气获取：系统需通过MCP协议调用外部天气API，获取用户所在城市的实时温度、湿度、光照强度等环境数据
- 天气预报集成：提供未来7天的天气预报数据，用于预测性养护提醒调整
性能需求：
- 数据更新频率：外部API实时天气数据每3小时更新一次，用户手动刷新时应在2秒内返回最新数据
- API响应时间：95%的天气API调用应在800毫秒内完成
- 数据缓存机制：天气数据应在本地缓存3小时，减少重复API调用
- 失败重试机制：天气服务不可用时，系统应在5秒内启动重试，最多重试3次
可靠性需求：
- 服务可用性：天气服务月度可用性不低于99%
- 数据准确性：温度、湿度等核心气象数据的准确率应超过95%
7.1.2 AI模型服务接口
功能需求：
- 智能问答服务：通过语言模型接口识别分析用户养护相关问题，决定所调用的外部API接口，结合外部API返回生成个性化建议
性能需求：
- 问答响应时间：常见问题应在2秒内开始流式输出，复杂问题不超过5秒
- 并发处理：系统应支持至少50个用户同时使用AI问答功能
质量需求：
- 诊断可靠性：病害诊断的建议准确率不低于85%
- 回答实用性：针对AI返回答案与方案，用户满意度应超过80%
7.1.3 通知推送接口
功能需求：
- 多平台推送：集成Android、Web等多平台推送服务
- 定时提醒：支持基于养护计划的精准定时推送
- 紧急通知：对于异常环境条件提供紧急通知通道
- 用户偏好：支持用户自定义通知频率和类型
性能需求：
- 推送延迟：95%的养护提醒应在预定时间±5分钟内送达
- 送达率：重要通知的送达率应不低于98%
- 批量处理：系统应能同时处理多名用户的定时提醒推送
7.1.4 知识库数据接口
功能需求：
- 植物百科查询：提供详细的植物养护知识、生长特性等信息
- 病虫害数据库：包含常见病虫害的症状、防治方法等数据
- 用药指导信息：提供安全有效的病虫害治理方案
性能需求：
- 查询响应：知识库查询应在1秒内返回结果
- 离线支持：核心知识库数据缓存本地，支持离线访问
7.1.5 IoT设备接口（预期实现模拟外部设备数据输入）
功能需求：
- 传感器数据接入：支持土壤湿度传感器、光照传感器等IoT设备数据实时接入
- 设备状态监控：监控IoT设备的连接状态、电池电量等信息
- 数据同步：实现设备数据与云端服务的双向同步
性能需求：
- 数据采集频率：传感器数据每1小时采集一次
- 实时监控：设备状态变化应在30秒内反映在应用中
- 连接稳定性：设备连接成功率应超过95%
- 数据处理：传感器数据解析和处理延迟不超过2秒
7.2 功能描述
7.2.1 用户登录
用户登录模块是“种植小助手”App的基础入口功能，负责身份认证、账号安全、登录状态管理等。通过该模块，用户可以快速、安全地访问个人主页、植物数据、种植日记和AI助手等个性化服务。
7.2.2 智能提醒功能
智能提醒模块是应用的核心基础功能之一，旨在帮助用户科学、及时地照料植物。系统将根据不同植物的生长习性、环境需求以及用户的地理位置实际的天气情况，提供个性化的养护提醒。
主要功能：
- 自动提醒浇水：根据植物品种及其习性、所在当地的天气状况及历史浇水记录，智能计算浇水时间、方式与推荐水量，并推送提醒通知
- 日照与遮阴提醒：根据植物品种及其习性，结合当地天气数据，提示用户何时应将植物移至户外接受日照，或何时应放回室内避免强光暴晒
- AI个性化提示：系统可通过AI模型生成具有趣味性与拟人化风格的提醒语句，增加养植乐趣与互动性
7.2.3 AI养护助手
AI养护助手为用户提供实时智能咨询服务，用于解决在植物养护过程中遇到的各种问题，同时也可以基于机器学习和用户数据，提供个性化养护建议。
主要功能：
- 问题识别与诊断：用户可通过文字输入咨询内容，AI助手根据咨询内容和相关信息，将分析植物状态并提供可能原因及处理建议
- 多轮智能对话：支持自然语言多轮对话，用户可就同一问题进行深入追问或细化描述，AI将根据上下文连续提供精准建议
- 知识库支撑：系统内置植物养护知识库，结合AI推理能力，为不同类型的植物提供针对性的科学养护指导
7.2.4 种植日记功能
种植日记模块为用户提供记录与回顾植物成长历程的空间，帮助用户形成持续的养植习惯并积累种植经验。
主要功能：
- 每日打卡记录：用户可通过签到方式记录当天的养护行为
- 照片与天气记录：用户可上传植物照片，系统将自动关联当日天气、温湿度及浇水数据，生成完整的日记条目
- 成长可视化：系统可将植物成长过程以时间轴或相册形式展示，便于用户直观查看植物的成长变化
7.3 性能需求
7.3.1 网页加载与渲染性能
- 首次内容绘制：用户应能在1.5秒内看到页面的首次内容渲染
- 首次输入延迟：从用户首次与页面交互到浏览器响应的时间应小于100毫秒
- 完整可交互时间：在常规桌面电脑及高速网络下，整个应用主界面应在3秒内完成加载并达到完全可交互状态
7.3.2 操作响应时间需求
- AI问答功能：提交一个常见问题后，系统应在2秒内开始流式输出回答首字，整个答案的输出和渲染应在8秒内完成
- 数据提交操作：完成一项任务或添加一条生长记录，从提交到收到服务器确认并在UI上更新的全过程应在2秒内完成
7.3.3 浏览器兼容性与分辨率适配
- 浏览器支持：应用需在Chrome、Firefox和Edge浏览器的最新两个稳定版本上功能正常且样式一致
- 移动端兼容：应用必须具备响应式设计，在Android Chrome等主流移动浏览器上提供良好的触控体验，且核心功能无缺失
- 屏幕分辨率适配：应用布局应能自适应从360px宽度到1920px以上宽度的视口，确保在不同尺寸的屏幕上布局不崩溃，内容保持可读性
7.3.4 网络与数据效率
- 资源缓存：静态资源应配置恰当的缓存策略，用户再次访问时能从浏览器缓存中加载，实现近乎瞬时的加载速度
- API响应时间：95%的API请求应在500毫秒内返回响应
7.3.5 并发与可扩展性
- 前端状态管理：应用应能有效管理前端状态，在长时间不刷新页面的情况下无内存泄漏，性能不出现显著下降
- 多标签页行为：当用户在多个浏览器标签页中打开同一应用时，各标签页应能通过适当机制保持数据状态同步，或至少提供清晰的状态提示
- 后端服务可用性：所有后端核心服务的月度可用性应不低于99%
7.4 设计约束
7.4.1 技术约束
- 前端采用响应式Web技术，确保跨设备兼容
- 后端采用可扩展架构，支持容器化部署
- 数据存储使用主流数据库
7.4.2 兼容性约束
- 支持主流浏览器最新两个版本
- 适配移动端和桌面端显示
7.4.3 法律合规
- 遵守数据保护法规
- 确保内容不侵犯第三方知识产权
7.4.4 架构约束
- 前后端分离架构
- 支持云平台部署
7.5 安全需求
7.5.1 身份认证安全
实施多因素认证机制，建立账户保护管理。
7.5.2 数据保护
数据传输全程加密，敏感数据在存储时进行加密处理，实现用户数据完全隔离。
7.5.3 合规与审计
遵循数据最小化原则，记录关键操作日志，提供用户数据导出和删除功能。
八、验收标准
模块一：用户认证与个人资料
用户故事：用户能够注册和登录账户
场景：新用户手机号注册
- 给定用户首次打开应用
- 当 用户输入有效的手机号码
- 而且 正确输入收到的6位短信验证码
- 那么 系统应成功创建账户并跳转到引导页面
- 而且 系统应在本地安全存储登录状态
场景：用户密码登录
- 给定用户已注册账户
- 当 用户输入正确的手机号和密码
- 而且 点击"登录"按钮
- 那么 系统应验证凭据并进入主页
- 而且 显示个性化问候语"欢迎回来，[用户昵称]！"
场景：登录失败处理
- 给定用户在登录页面
- 当 用户输入错误的密码（连续3次）
- 那么 系统应暂时锁定账户15分钟
- 而且 显示提示信息"由于多次尝试失败，账户已暂时锁定，请15分钟后重试"
模块二：设置与数据管理
用户故事：用户能够管理应用设置
场景：通知偏好设置
- 给定用户在设置页面
- 当 用户进入"通知管理"
- 那么 应能单独开关：任务提醒、植物预警、系统消息等通知类型
- 而且 设置应立即生效
场景：传感器管理（预期先实现模拟）
- 给定用户在设置页面的"我的设备"中
- 当 用户点击已连接的传感器
- 那么 应能查看设备信息、修改设备名称、解绑设备
- 而且 解绑后，该传感器不再向应用发送数据
用户故事：用户能够管理个人数据
场景：账户注销
- 给定用户想要注销账户
- 当 用户点击"注销账户"
- 那么 系统应显示明确的确认提示，列出将被删除的所有数据类型
- 而且 用户确认后，所有云端数据应被彻底删除，且无法恢复
模块三：植物档案与命名
用户故事：用户能够创建并个性化自己的植物档案
场景：创建并命名植物档案
- 给定用户在"我的植物"页面
- 当 用户点击"添加新伙伴"
- 那么 系统应引导用户输入：植物通用名、自定义昵称、品种、入手日期
- 而且 必须上传一张植物初始照片
- 而且 成功创建后，在植物列表中显示自定义昵称和照片
场景：完善植物档案
- 给定用户正在编辑植物档案
- 当 用户填写"个性签名"
- 那么 系统应保存这些个性化信息
- 而且 在植物详情页顶部显眼地展示昵称和个性签名
模块四：AI问答与知识库
用户故事：用户能够向AI提出植物相关的问题并得到准确、有用的回答
场景：提出常见的植物常识问题
- 给定用户在AI问答对话框
- 当 用户输入"多肉植物多久浇一次水？"
- 那么 系统应在5秒内返回一个结构化的回答
- 而且 回答应包含：核心答案、详细解释、注意事项
- 而且 回答末尾可提供相关延伸问题
场景：提出具体的、复杂的植物问题
- 给定用户在AI问答对话框
- 当 用户输入"我家阳台光照一般，适合养什么开花植物？"
- 那么 系统返回的回答应包含植物推荐列表
- 而且 每个推荐应包含植物名称、推荐理由和养护难度
- 而且 回答应体现对"光照一般"条件的针对性
场景：进行有记忆的多轮对话
- 给定用户刚刚问过"玫瑰的养护方法"
- 当 用户接着问"那它容易生什么病呢？"
- 那么 系统应能理解"它"指代的是"玫瑰"
- 而且 回答应专注于玫瑰的常见病害及防治方法
场景：AI无法回答或问题超出范围
- 给定用户提出了一个与植物无关或非常偏门的问题
- 当 系统无法提供准确答案
- 那么 系统应友好地提示"抱歉，我主要专注于植物养护和常识问题，暂时无法回答这个问题。"
- 而且 可以引导用户提问相关植物问题
用户故事：AI回答应具备良好的可读性和实用性
场景：回答格式美观
- 给定AI返回了一个较长的回答
- 那么 回答应使用分段、项目符号来增强可读性
- 而且 关键信息应被突出显示
场景：回答包含实用建议
- 给定用户询问了"绿萝叶子发黄怎么办？"
- 那么 回答不应只是理论，应包含可操作的建议
模块五：生长记录与测量
用户故事：用户能手动记录植物的各项生长数据
场景：记录养护数据
- 给定用户在植物详情页点击"记录生长"
- 那么 系统应提供记录项：浇水数据，照片记录，实时土壤湿度等
- 而且 记录后，数据被保存并生成一条种植日记记录
模块六：传感器与环境监测（预期实现模拟实时数据获取）
用户故事：用户能连接环境传感器并接收数据
场景：连接蓝牙/Wi-Fi传感器
- 给定用户拥有兼容的温湿度传感器
- 当 用户在"设备"页面点击"添加传感器"
- 那么 系统应启动设备搜索并列出发现的传感器
- 而且 用户点击配对后，能成功连接并将传感器分配给指定的植物
模块七：拟人化提醒与交互
用户故事：植物能以第一人称幽默的方式表达需求
场景：定时性任务到期提醒
- 给定"大壮"的浇水任务今日到期
- 当 用户查看今日任务或收到推送通知时
- 那么 提醒文案应为第一人称幽默风格，例如："嗨主人，我是大壮！我嗓子快冒烟啦，求喂水！"
场景：传感器触发紧急提醒
- 给定传感器检测到"胖墩"的环境温度骤降至5℃以下
- 当 系统触发提醒时
- 那么 文案应为："救命啊！我是胖墩，外面好冷啊，快把我搬进屋里吧，我要冻成多肉冰棍了！"
模块八：数据同步与完整性
用户故事：用户数据在多设备间保持同步和完整
场景：跨设备实时同步
- 给定用户在手机A上添加了一株新植物"小花"
- 当 用户登录手机B
- 那么 "小花"的完整档案应在1分钟内出现在手机B的植物列表中
场景：冲突处理
- 给定用户在手机A和手机B上同时修改同一株植物的昵称
- 当 两个设备都联网同步时
- 那么 系统应采用"最后修改优先"的策略解决冲突
- 而且 应向用户显示同步冲突的提示
非功能性需求验收标准
性能要求
场景：启动时间
- 当 用户点击图标
- 那么 应用应在5秒内完成启动并显示首页
场景：任务加载速度
- 给定用户拥有多条植物记录和任务
- 当 用户打开"今日任务"页面
- 那么 页面应在5秒内完成加载和渲染
安全性要求
场景：数据传输安全
- 当 应用与服务器通信时
- 那么 所有数据传输必须使用HTTPS加密协议
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