基于Python的空气质量监测系统

空气质量监测系统

一个基于 Flask 的实时空气质量监测系统，提供空气质量数据查询、可视化展示、详细数据查看和智能通知功能。

功能特性

🔐 用户认证系统：支持用户登录、会话管理，区分管理员和普通用户角色
📊 数据可视化 ：使用 ECharts 提供多种图表展示
- 空气质量趋势折线图
- 空气质量等级分布饼图
- 污染物频率柱状图
- AQI 柱状图
- 当前 AQI 仪表盘
📈 详细数据查看 ：表格形式展示完整的空气质量数据，包括：
- 时间、AQI、空气质量等级
- 主要污染物信息
- 健康影响和建议
🔔 智能通知系统：当空气质量指数（AQI）超过用户设置的阈值时自动发送通知
🎯 个性化设置：每个用户可以自定义 AQI 阈值
🌍 多城市支持：支持查询全国各地的空气质量数据

技术栈

后端

Flask：轻量级 Web 框架
pandas：数据处理和分析
requests：HTTP 请求库

前端

ECharts：数据可视化图表库
Tailwind CSS：现代化 CSS 框架
JavaScript：前端交互逻辑

数据源

和风天气 API：提供实时空气质量数据

安装步骤

1. 下载进入项目目录

bash 复制代码

cd 空气质量监测系统

2. 创建虚拟环境（推荐）

bash 复制代码

# Windows
python -m venv venv
venv\Scripts\activate

# Linux/Mac
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate

3. 安装依赖

bash 复制代码

pip install -r requirements.txt

4. 配置 API 密钥

在 main.py 文件中，找到以下代码并替换为您的和风天气 API 密钥：

python 复制代码

headers = {
    'X-QW-Api-Key': 'your_api_key_here',
}

注意：当前代码中使用的 API 密钥可能需要替换。请访问和风天气开发者平台注册并获取您的 API 密钥。

5. 初始化用户数据

首次运行程序时，系统会自动创建 users.json 文件，并创建默认管理员账户：

用户名：admin
密码：password123

使用方法

启动应用

bash 复制代码

python main.py

应用将在 http://127.0.0.1:5000 启动（默认端口）。

访问系统

打开浏览器访问 http://127.0.0.1:5000
使用默认账户登录：
- 用户名：admin
- 密码：password123
登录后可以：
- 在首页查询指定城市的空气质量数据
- 查看数据可视化图表
- 查看详细数据表格
- 管理通知和设置 AQI 阈值

主要功能页面

查询页面 (/)：输入城市名称查询空气质量数据
图表页面 (/charts)：查看多种可视化图表
详细数据页面 (/details)：查看完整的空气质量数据表格
通知页面 (/notifications)：查看和管理空气质量预警通知

项目结构

复制代码

空气质量监测系统/
├── main.py                 # 主应用文件
├── requirements.txt        # Python 依赖列表
├── README.md              # 项目说明文档
├── users.json             # 用户数据文件（自动生成）
├── static/                # 静态资源目录
│   └── js/
│       └── echarts.min.js # ECharts 库文件
├── templates/             # HTML 模板目录
│   ├── base.html          # 基础模板
│   ├── login.html         # 登录页面
│   ├── index.html         # 首页
│   ├── charts.html        # 图表页面
│   ├── details.html       # 详细数据页面
│   └── notifications.html # 通知页面
└── 图/                    # 截图目录

用户管理

添加新用户

编辑 users.json 文件，添加新用户对象：

json 复制代码

{
  "username": "用户名",
  "password": "密码",
  "name": "显示名称",
  "role": "user",  // 或 "admin"
  "aqi_threshold": 100,  // AQI 阈值
  "notifications": []
}

用户角色

admin：管理员角色，拥有所有权限
user：普通用户角色

通知系统

系统会在以下情况自动创建通知：

用户查询空气质量数据时
当前 AQI 值超过用户设置的阈值
通知包含：时间、城市、AQI、空气质量等级、主要污染物、健康建议

每个用户最多保存 20 条通知，超过限制会自动删除最旧的通知。

配置说明

会话设置

会话有效期：30 分钟（可在 main.py 中修改 PERMANENT_SESSION_LIFETIME）
会话存储：文件系统（可在 main.py 中修改 SESSION_TYPE）

AQI 阈值

默认阈值：100
可设置范围：0-500
每个用户可以独立设置

注意事项

API 密钥：请确保使用有效的和风天气 API 密钥，否则无法获取数据
数据安全 ：users.json 文件包含用户密码（明文），生产环境请使用数据库和密码加密
调试模式 ：当前代码使用 debug=True，生产环境请关闭调试模式
端口配置 ：默认使用 5000 端口，如需修改请在 main.py 中更改