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介绍资料
任务书:基于Python与Django的农产品价格预测与销量分析系统开发
一、任务背景与目标
1.1 背景
随着农业数字化转型的推进,农产品市场对数据驱动的决策支持需求日益增长。当前,农户与经销商面临以下问题:
- 价格波动大:受气候、供需、政策等因素影响,农产品价格周波动率超8%(农业农村部,2023)。
- 信息不对称:传统经验决策导致种植结构失衡,如某县2023年因西红柿过度种植损失超2000万元。
- 分析工具缺失:缺乏集数据采集、预测、分析于一体的系统化平台。
1.2 目标
开发一套基于Python+Django的农产品价格预测与销量分析系统,实现以下功能:
- 多源数据融合:整合历史价格、销量、天气、节假日等数据。
- 精准预测模型:构建LSTM与XGBoost混合模型,预测未来7天价格,误差率≤10%。
- 销量关联分析:挖掘价格、促销活动与销量的关联规则(如“价格下降10%→销量增长25%”)。
- 可视化决策支持:通过动态图表展示分析结果,为农户提供种植建议与风险预警。
二、任务内容与分工
2.1 数据采集与预处理(负责人:数据组)
- 数据源:
- 政府数据:农业农村部“全国农产品批发市场价格信息系统”。
- 电商平台:爬取京东生鲜、拼多多等平台的每日价格与销量数据。
- 气象数据:通过和风天气API获取温度、降雨量等。
- 预处理任务:
- 清洗异常值(如价格突增10倍)、填充缺失值(前后均值插值)。
- 特征工程:提取时间特征(月份、季度)、滞后特征(前7天价格)、统计特征(7日移动平均)。
2.2 预测模型开发(负责人:算法组)
- LSTM模型:
- 输入:历史价格、销量、天气数据。
- 输出:未来7天价格预测。
- 参数:2层LSTM(64神经元),Adam优化器,学习率0.01。
- XGBoost模型:
- 输入:价格、销量、节假日标识、促销强度。
- 输出:未来3天销量预测。
- 参数:max_depth=5,learning_rate=0.1,通过网格搜索调优。
- 混合模型:
- 加权融合:LSTM预测结果占70%,XGBoost占30%,动态调整权重(A/B测试)。
2.3 销量分析与可视化(负责人:分析组)
- 关联规则挖掘:
- 使用Apriori算法分析价格与销量的关联性(支持度≥0.2,置信度≥0.7)。
- 聚类分析:
- K-means算法对消费者分群(k=3),基于购买频次、客单价、品类偏好。
- 可视化工具:
- Django模板集成ECharts,展示价格趋势、销量热力图、关联规则网络图。
2.4 系统开发与部署(负责人:开发组)
- 后端:
- Django框架搭建RESTful API,处理数据请求与模型推理。
- MySQL存储结构化数据(价格、销量),MongoDB存储非结构化数据(评论、新闻)。
- 前端:
- Vue.js构建交互界面,支持参数输入(农产品种类、预测周期)与结果展示。
- 部署:
- 使用Nginx+Gunicorn部署Django应用,Docker容器化模型服务。
三、技术路线与工具
3.1 技术路线
数据采集(爬虫+API) → 数据清洗(Pandas) → 特征工程(Scikit-learn) | |
↓ | |
模型训练(LSTM+XGBoost) → 模型评估(交叉验证) → 模型部署(Django API) | |
↓ | |
前端交互(Vue.js) → 可视化(ECharts) → 决策支持(规则引擎) |
3.2 开发工具
| 类别 | 工具/框架 | 用途 |
|---|---|---|
| 编程语言 | Python 3.8+ | 数据处理与模型开发 |
| Web框架 | Django 4.0+ | 后端API与用户管理 |
| 前端框架 | Vue.js 3.0+ | 交互界面开发 |
| 数据库 | MySQL 8.0 + MongoDB 5.0 | 结构化与非结构化数据存储 |
| 机器学习 | TensorFlow 2.8 + XGBoost 1.6 | 模型训练与预测 |
| 可视化 | ECharts 5.0 + Django-ChartJS | 动态图表渲染 |
| 部署 | Docker 20.10 + Nginx 1.20 | 容器化与Web服务 |
四、任务进度计划
| 阶段 | 时间 | 里程碑交付物 | 验收标准 |
|---|---|---|---|
| 需求分析 | 第1周 | 需求规格说明书 | 功能清单覆盖所有业务场景 |
| 数据采集 | 第2-3周 | 原始数据集(CSV/JSON格式) | 数据量≥10万条,覆盖5类农产品 |
| 模型开发 | 第4-6周 | 训练好的LSTM与XGBoost模型 | 测试集MAE≤0.5,RMSE≤0.8 |
| 系统开发 | 第7-9周 | 可运行的Django原型系统 | API响应时间≤500ms |
| 测试优化 | 第10-11周 | 用户测试报告与BUG修复清单 | 用户满意度≥80% |
| 部署上线 | 第12周 | 系统部署文档与操作手册 | 系统可用性≥99.9% |
五、预期成果
- 系统原型:完成可运行的Web应用,支持价格预测、销量分析、可视化展示。
- 实验报告:对比LSTM、XGBoost、混合模型的性能(MAE、RMSE指标),提供调参建议。
- 用户手册:指导农户与经销商使用系统进行决策,包含案例演示与FAQ。
- 数据集:公开清洗后的农产品价格与销量数据集(含5类农产品,10万+条记录)。
六、风险评估与应对
| 风险类型 | 描述 | 应对措施 |
|---|---|---|
| 数据质量问题 | 电商平台数据缺失率>20% | 增加数据源(如政府公开数据) |
| 模型精度不足 | 测试集RMSE>1.0 | 引入集成学习(如Stacking) |
| 系统性能瓶颈 | 高并发时API响应时间>1s | 优化数据库查询(索引+缓存) |
| 用户接受度低 | 农户对可视化界面操作困难 | 简化界面设计,增加语音引导 |
七、任务审批与签署
- 项目负责人:________________
- 审批意见:________________
- 日期:________________
备注:本任务书可根据实际研究进展调整模型参数与数据源,确保研究目标的可达性与创新性。
运行截图
推荐项目
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项目案例










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