基于云技术的“虫遇”樱桃害虫识别防治系统开发与设计.pdf

2022 11 电脑编程技巧与维护 1 研究背景 无论是发展中国家还是发达国家 农林害虫都会给 农林作物造成重大损失 因此 害虫的精细防治是减少 损失 提高作物产量的一项重要任务 一旦害虫传播 必须及时发现 以便农民及时治疗 防止害虫传播 在 全社会都十分关注食品安全的大环境下 必须贯彻 预 防为主 综合防治 的植保方针 大连是樱桃果树种植 基地 学校周边农户大量种植樱桃树 传统的人工调查 害虫鉴定方法存在一些弊端 害虫的种类繁多 数量基 数大 要求识别害虫难度 精度较高而市面上又缺少针 对樱桃果树害虫的智能识别软件 因此为樱桃种植农户 量身定做一款害虫识别软件有较大潜在价值 2 设计思路 系统的设计思路是前后端分离开发 重点放在了后 端代码的实现以及前端 UI 界面的优化 后端使用的是 MySQL 实现的数据存储并搭建相关服务器 Android 端 发来请求 MySQL 数据库读取数据返回给 Android 端 但是用户量加大后 MySQL 数据库的压力就会增大 效率也较低 以存储对应资源路径而代替资源本身 当前端再次请求服务器时 就先读取数据库所存储 的路径 数据存在找到对应资源返回 这样就可以减 小 MySQL 数据库的压力 而前端布局使用了 Material Design 设计语言结合 BaseRecyclerViewAdapterHelper Toolbar SmartRefreshLayout 等框架和组件实现完美的 界面UI设计 3 系统功能模块 虫遇 樱桃害虫识别防治系统根据樱桃农户的切 实需求 设计并模拟了现实情景下的害虫识别和防治的 过程 使用者可以很快学习此 APP 的操作方法 具有 上手快 适用性好的特点 移动终端包含的识别方式分 为两类 分别是拍照识别和相册识别 并在识别后可进 行记录 防治 预警统计等后续操作 具体模块结构如 图1所示 3 1 用户登录模块 用户登录若为新用户 需进行注册后方可使用此系 统 登录后如果是新用户 需上传头像 输入用户名等 数据 用户可以通过此处上传自己的个人信息 如果是 老用户 则可进行一系列如进行识别 查看个人信息 查看预警信息等操作 另外系统为了方便农户使用 添 加了短信验证码登录 极大地方便了农户的使用 3 2 查看信息模块 用户登录后 可以查看个人的用户名等信息 自己 的识别记录和收藏记录 并可以查看排行榜等细则 根 据当地的拍照情况可以生成一个预警信息供用户去参考 并提出预警信息和防治措施 3 3 识别功能模块说明 用户进入识别模块后可以选择上传图片的方式 共 有拍照识别和相册上传图片两种方式 识别后下方弹出 基金项目 辽宁高校 2022 年国家级大学生创新创业训 练计划项目 202213198001 作者简介 包宇 2001 男 本科 研究方向 计算 机科学与技术 孙云海 1977 男 副教授 研究方 向 思想政治教育 基于云技术的 虫遇 樱桃害虫识别防治系统开发与设计 包宇 孙云海 大连理工大学城市学院 辽宁 大连 116600 摘 要 樱桃是大连重要特色农产品 而樱桃虫害往往会给农户造成重大损失 因此普及虫害及防治 知识对农户具有实际应用价值 基于云技术的樱桃害虫识别系统通过采取TCP IP协议 部署云端服务 器 创建云端图像识别处理器 实现了对用户操作处理和图片识别 传输和存储的即时性 可以轻松 进行害虫识别与防治操作 该系统增加了同类软件没有的统计预警功能 交互页面设计贴近农户实际 切实解决了樱桃种植农户在害虫识别和防治过程中存在的问题 关键词 昆虫识别 害虫防治 移动终端 云技术 Android系统 图1 模块关系图 虫遇 樱桃害虫识别防治 APP 识别 预警 记录 当前月份 预警 拍照 相册 识别 收藏 进行防治 109 2022 11 电脑编程技巧与维护 最接近的两种害虫 点击即可查看该害虫的详细信息并 生成记录 点击 收藏 按钮即可收藏 链接到查看信 息模块可以进行查看 4 系统技术特点 4 1 整体技术特点 系统实现的主要过程是采用 TCP IP 协议以及 OkHttp Retrofit 的这种图片上传框架 通过对云端服 务器 创建云端图像识别处理器的部署来实现 APP 云 端对用户上传的图片进行处理操作 数据存储以及传输 等功能 服务端使用 MySQL 数据库作为系统数据的存储工 具 在新用户进行 APP 用户注册的时候 使用 MySQL 数据库以及 jdbc 来实现用户向云端服务器的数据存储 操作 当用户想使用系统进行上传识别图像时 图片的选 择可以选择使用相机亦或是本地相册 获取到 Android 所授予的权限后 对用户的手机型号进行判断 随后读 取选中的害虫照片进行压缩上传 从而确保图片的正常 大小 提高系统的工作效率 4 2 技术重难点 1 通过使用 CursorWindow 获取更大的图片数据 提高识别精度且不用担心图片占用过多内存问题 系统 采取数据库存储图片对应路径取代储存图片本身的方 式 提高了数据库的使用效率 同时也保护了用户隐 私 使系统更加高效 安全 2 图像的传输和识别速率 解决思路是当用户进 入主页面可以查看时 使用 Servlet 的 doget 方法和 HTML 进行图片的下载及传输并异步加载实现头像的预 览 这样做可以使当前用户在最短的时间内获取到头像 等相关信息 另外在技术开发上 采用了容易和RxJava 结合使用的 Retrofit 减少了对于异步请求 同步请求 部分代码的工作量 这样设计的好处是减少代码体积 有利于后期的更新与维护 5 核心功能实现 5 1 识别部分 在系统的开发过程中通过OkHttp Retrofit 这一图片 上传框架进行图片的上传 识别结果则通过 BaseQuick Adapter 根据需求来更方便快捷的搭建适配器 考虑到 节省界面空间和页面优化 使用了BottomSheetDialog 将 返回的结果作为底部对话框 使界面达到美化的效果 5 2 查询部分 通过 AVLoadingIndicatorView 进度指示器控件实现 了动态刷新效果 创建 Handler 实例 重载 handleMes sage 方法 来处理消息 使用 Message obtain 方法来 创建消息池并获取Message 实例 综合使用实现了动态 地将模糊查询到的害虫结果显示出来 5 3 刷新部分 为了达到更好的刷新效果 采用了继承自 View Group 的 SmartRefreshLayout 来实现此部分功能 使用 SmartRefreshLayout 内嵌 RecyclerView 来达到刷新的最 佳效果 6 部分核心代码 6 1 识别服务部分 系统上传部分通过创建API服务将本地数据与服务 器进行连接 相关参数如下 serviceClass 服务接口 泛型规范 return api 接口服务 public static T createService Class service Class OkHttpClient Builder okHttpClientBuilder new OkHttpClient Builder okHttpClientBuilder connectTim eout 20000 TimeUnit MILLISECONDS 消息拦截器 HttpLoggingInterceptor httpLoggingInterceptor new HttpLoggingInterceptor httpLoggingInterceptor setLevel HttpLoggingInter 110 2022 11 电脑编程技巧与维护 片 VGA 相机和图像处理器的全部功能 该传感器支持 输出最大为 30 万像素的图像 640 480 分辨率 它的 体积小 工作电压低 OV7725 通过串行摄像机控制总 线 SCCB 接口控制 提供多种格式的全帧 亚采样 或加窗8位 10位图像 2 5 无线通信模块 设计采用乐鑫科技生产的 esp8266 作为通信模块 esp8266 内含 32 bit MCU 2 4 GHz Wi Fi 单核 CPU 时钟频率高达 160 MHz 19 5 dBm 天线端输出功率 确保良好的覆盖范围 睡眠电流小于 20 A 节能环 保 外设包括 UART GPIO I2S I2C SDIO PWM ADC 和 SPI 在设计中采用 esp8266 通过 UART 与控制 器进行通信 3 软件设计 软件系统主要负责传感器信息的采集 处理 控 制器的配置 通信报文的封装等操作 软件对控制器 进行配置之后 对从人体红外传感器 温湿度传感 器 气体传感器 火焰传感器 电量传感器 门磁传 感器 定位模块 摄像头模块接收的数据进行整合 阈值判断 联动处理后再进行分发 分发给舵机 继 电器 语音播报模块等控制模块和上位机 数据处理 流程如图 9 所示 4 结语 基于物联网的园区管理系统 通过红外采集 智慧 隔离等方式可以有效解决疫情期间全员数据 采集难 统计分析难 防控难 管理工作难等园区管理的问题 通过智慧管理平台完成在线报修 智能巡检 智能缴 费 AI 访客 能耗管理 智能报警 报警定位等功能 可以有效解决园区管理人员人力依赖度高 响应慢 定 位不及时 人员交叉感染风险高 园区能耗高等问题 对园区管理具有一定的社会价值 参考文献 1 穆亚梅 基于ZigBee的无线传感器网络监控疫情预 警系统设计 现代信息科技 2020 12 10 15 2 常文啸 基于非接触式传感器的手势识别密码技术 电脑编程技巧与维护 2022 5 128 131 3 张雨洁 基于北斗和阿里云的外勤人员体征监测系 统 物联网技术 2022 5 21 25 4 方舟 等 基于 STM32 的宠物报警系统设计 物联 网技术 2022 5 5 7 5 唐雅璇 余金山 采用物联网技术的岗位信息化系 统 华侨大学学报 自然科学版 2012 12 17 20 图9 数据处理流程 a 总流程 b 疫情防控单元 c 应急安防单元 d 节能监测单元 开始 模块初始化 疫情防控单元 应急安防单元 节能监测单元 结束 人员温是 否异常 Y N Y N 摄像头采集 拍照 报警上报 报警上报 隔离情况 是否异常 N 监测到火焰 或可燃气体 Y Gps 北斗定位 继电器关闭 报警上报 电量信息采集 上报 关灯 光照大于 阈值 开灯 Y N 参考文献 1 Yanfen Li Hanxiang Wang L Minh Dang Abolghasem Sadeghi Niaraki Hyeonjoon Moon Crop pest recogni tion in natural scenes using convolutional neural net works J Computers and Electronics in Agriculture 2020 169 C 2 邵雪 大连市金州新区温室大樱桃主要病虫害的发生 与防治 J 现代农业科技 2013 21 157 158 3 操凤萍 余跃海 刘雪娟 基于 LBS 的足迹移动分 享系统研究与实现 J 软件导刊 2018 17 11 17 21 4 徐唐 王锦 杨丹 基于JPEG算法的Android图像 压缩技术研究 J 电脑知识与技术 2016 12 22 176 178 5 吴想想 基于 Android 平台软件开发方法的研究与 应用 D 北京 北京邮电大学 2011 上接第99页 112