中国枣病虫害诊断系统.doc

河北农业大学信息学院本科毕业论文 题 目： 中国枣病虫害诊断系统 摘 要Android手机的普及使得一些应用软件得到了很好的推广，通常一些专家诊断系统都是通过电脑来实现，一些偏远的地区互联网并没有被覆盖，所以这就使得一些枣树病害得不到及时的治疗和防御，本文所研究的枣病虫害诊断系统是基于以往病虫害信息和全国专家经验为一体的跨平台系统，android平台是市场最普及的应用平台，现代手机的高普及率，易用。该系统应用于android平台实现了枣病虫害诊断能够随时掌控，更方便了查询各种病态信息。本系统通过嵌入式数据库SQLite存放病虫害相关信息，使用java技术实现本系统两大功能模块。在研究本项目之前，首先要搜集相关病虫害资料然后进一步整理；然后进行系统框架图，系统流程图的设计；然后编写代码实现每一模块功能；最后调试程序，撰写论文。由于枣病虫害诊断系统是基于android平台开发的单击系统，数据库里边的病虫害信息量受到一定的限制。但是对于一些常见的枣病虫害，此系统可以轻松的诊断此枣树的病害情况，方便工作人员进一步预防，提高枣的产量。该系统实现了按危害部位和危害时期两种枣病虫害诊断功能。关键字：枣病虫害，专家诊断系统、SQLite数据库、java技术.Abstract Due to the popularity of Android mobile phone application software is very good promotion, usually some expert diagnosis system is realized by computer, some remote areas are not covered by the Internet, so it makes a number of jujube diseases without treatment and defense timely, jujube diseases and insect pest diagnosis system in this paper is the cross platform system the pest information and the experience of experts as one based on the Android application platform, platform is the most popular modern mobile phone market, the high penetration rate, easy to use. The system is applied to the Android platform of the jujube pests diagnose can at any time control, more convenient to query various morbid information.The system through the SQLite embedded database to storage pests and diseases related information, the use of Java technology to realize the system are two big function module. Before the study, first of all to collect related plant diseases and insect pests data and then further consolidation; then the system frame diagram, design the flow chart of the system; and then write code to implement each function module; finally, debugging, writing papers.The jujube Pests Diagnosis System is click system development platform based on Android database inside, the pest information limited. But for some common jujube diseases and insect pest, the jujube disease diagnosis of this system can easily, convenient staff to prevent further, improve the yield of jujube.The system realizes according to the damage location and damage of two kinds of jujube diseases and Insect Pests Diagnosis function.Keywords: jujube diseases and insect pest diagnosis expert system, SQLite, database, Java technology.目 录1.绪论11.1 前言11.2 课题研究的背景及意义11.3 国内外研究概况与发展趋势11.4 设计的主要工作21.5 论文组织22.开发环境和开发技术32.1工具环境介绍32.1.1 开发环境的选择32.2开发技术32.2.2 java语言简介32.2.3 SQLite简介33.需求分析53.1 设计思想53.2 可行性分析53.2.1 操作可行性53.2.2 技术可行性63.2.3 经济可行性63.3 功能需求63.3.1 基本功能需求63.3.2 用户界面需求74.系统设计84.1 总体结构设计84.1.1 系统设计基础84.1.2 模块设计84.1.3 系统结构设计104.1.4系统逻辑设计114.1.5系统流程124.2 数据库设计124.2.1 数据库简介124.2.2 物理结构设计135.系统实现145.1设计主界面145.2系统各个模块功能145.2.1果树成长时期诊断146.系统综合测试216.1按发生虫害部位测试217.结束语257.1 总结257.2 心得体会25致谢26参考文献271.绪论1.1 前言 枣树病虫害的增加，使得大枣的产量逐年降低，为了解决这一现象研发的基于android平台的枣病虫害诊断系统可以轻松的掌握病害信息，及时的诊断枣树的病害情况。以往病虫害防治主要依靠农业专家和农技人员的现场指导,但生产实践中枣农的知识需求与专家的知识供给之间存在技术断层,互联网的接入在一些偏远的山区农村还没有普及,基于Web的枣病虫害诊断专家系统使用受到了限制。考虑到现代手机的高普及率易用,将枣病虫害诊断专家系统应用于android平台之上,该设计实现了枣病虫害诊断能够随时掌控。1.2 课题研究的背景及意义基于web的枣病虫害诊断系统的适用范围是已经接入互联网的地方，而中国山区比较多，互联网的覆盖范围还为涉及到一偏远的山区，这种情况下就使得很多务农因为无法确诊枣树病虫害信息而耽误了其诊断的时机，最后导致枣的产量和品质降低,每年给农民带来巨大的经济损失。为了能够及时的了解枣树的病害信息，将手机作为枣病虫害诊断系统研发的平台，手机是人们日常生活中不可或缺的一样工具，正是考虑到现代手机的高普及率易用，将枣病虫害诊断专家系统应用于android平台之上,该设计实现了枣病虫害诊断能够随时掌控。虽然说大学四年点点滴滴的积累，对于我来说不是很满足，但是通过此次设计我们得到的不仅仅是一张毕业证，此次设计是我们四年的结晶，四年理论知识的积累让我们对未来不是很明确，此次设计正是我们从校园理论到社会实践的过渡阶段。通过毕业设计，不仅使我对枣病虫害有一定的了解，而且还巩固、扩大、加深了以前所学的知识，培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。1.3 国内外研究概况与发展趋势将信息技术广泛应用为基础的现代农业，在美国，日本等许多发达国家已取得长足发展。目前国际上有好多农业专家系统，广泛应用与生产管理，品种选择，畜禽饲料配方，灌溉，施肥，水土保持等众多方面，设计对象主要是农民，农业技术人员和农业管理人员。我国农业专家系统的开发及应用相比较国外起步比较晚，但发展速度较快，一些种植业有关的农业专家系统已经在农业生产实际中得到应用。我国应用与农业的许多害虫防治系统已经初步形成。1.4 设计的主要工作本系统包括两个模块：按时期诊断;按部位诊断。在手机终端选择诊断方式，系统会显示相应的典型特征供用户选择，并提交，在诊断的过程中，为了解决枣病虫害得并发症问题，先后对病害库和虫害库进行操作。检索出所有可能的病虫害，用户可以通过病虫害详细信息进一步验证。1.5 论文组织 论文全文共分为七章：第一章 绪论 。 主要介绍了论文选题的引言、对课题研究的背景及意义进行了分析，同时也对国内外研究状况及发展趋势进行了介绍。第二章 开发环境和开发技术。介绍了系统的开发模式、开发环境等基础知识。第三章 需求分析。主要介绍了系统设计思想、可行性分析、功能和性能需求。第四章 系统设计。主要介绍了系统的总体结构设计和系统的数据库设计，其中数据库的设计包括了概念设计、逻辑设计和物理设计。第五章 系统实现。介绍了该系统的俩个模块和它具有的功能。第六章 系统测试。选取具有代表性的诊断方式进行诊断，测试结果是否正常显示。第七章 结束语。对整个系统的编写过程做一个详细的总结。2.开发环境和开发技术2.1工具环境介绍2.1.1 开发环境的选择本系统开发与运行环境如下：l开发环境：Windows 7 运行环境：androidl开发工具：Eclipsel数据库管理系统：SQLite本系统主要采用java与Sqlite相结合的技术。利用Eclipse软件来完成系统的整个编写过程。2.2开发技术2.2.2 java语言简介Java编程语言的风格十分接近C、C+语言。Java是一个纯粹的面向对象的程序设计语言，它继承了 C+语言面向对象技术的核心。Java舍弃了C语言中容易引起错误的指针（以引用取代）、运算符重载（operator overloading）、多重继承（以接口取代）等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用的对象所占据的内存空间，使得程序员不用再为内存管理而担忧。在 Java 1.5 版本中，Java 又引入了泛型编程（Generic Programming）、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱等语言特性。Java不同于一般的编译执行计算机语言和解释执行计算机语言。它首先将源代码编译成二进制字节码（bytecode），然后依赖各种不同平台上的虚拟机来解释执行字节码。从而实现了“一次编译、到处执行”的跨平台特性。不过，每次的执行编译后的字节码需要消耗一定的时间，这同时也在一定程度上降低了 Java 程序的运行效率。2.2.3 SQLite简介SQLite是一个嵌入式数据库引擎，针对内存等资源有限的设备（如手机，PDA，MP3）提供的一种高效的数据库引擎。SQLite，是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关联式数据库管理系统，它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。它能够支持Windows/Linux/Unix等等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合，比如 Tcl、C#、PHP、Java等，还有ODBC接口，同样比起Mysql、PostgreSQL这两款开源世界著名的数据库管理系统来讲，它的处理速度比他们都快。Sqlite数据库不像其他的数据库（如Oracle），它没有服务器进程。所有的内容包含在同一个单文件中。该文件时跨平台的，可以自由复制。基于其自身的先天优势，Sqlite在嵌入式领域得到了广泛应用。Android也没有重复发明“轮子”，而是直接使用SQLite数据库。3.需求分析3.1 设计思想第一步整合病虫害信息库资源，第二步使用Elicpse完成该系统的开发。首先将病虫害资源分类，分为病害资源库和虫害资源库；然后将整个系统的流程图和系统逻辑图设计出来，按照系统逻辑图的思路编写代码。该系统的开发平台设在android上使得更多的用户能够及时的诊断枣树的病害情况。为了更确切的诊断病虫害信息，该系统采用两种诊断模式，用户可以选择两种诊断模式进行诊断。3.2 可行性分析可行性分析法是对工程项目进行系统技术经济论证，经济合理性综合分析的方法。其目的是通过对技术先进程度，经济合理性和条件可能性的分析论证，选择以最小的人力、物力、财力耗费，取得最佳技术、经济、社会效益的切实方案。它是解决项目投资前期分析的主要手段。可行性分析是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的系统分析方法。可行性分析应具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。本系统在设计过程中考虑到以下几个可行性：3.2.1 操作可行性本系统操作简单，初体验者只需操作一次就可轻松掌握其步骤。而且此系统是基于android平台开发，手机的发展历程从最初的功能机时代迈进了如今的智能机时代，在信息如此发达的今天，拥有一部智能手机对每个人来说显得十分重要，智能手机的出现在很多方面可以说起到了颠覆性的作用。所以此系统在操作方面会让用户很容易接受。3.2.2 技术可行性Android平台采用了整合的策略思想，包括底层linux操作系统，中间层的中间件和上层的java应用程序。1.应用程序框架支持组件的重用与替换；2.android应用程序将有java编写，编译的类文件通过DX工具转换成一 种后缀名为.dex的文件来执行。Dalivik虚拟机是基于寄存器的，相对与java虚拟机速度要快很多；3.SQLite用作结构化的数据存储。3.2.3 经济可行性系统在开发过程中所使用的软件均为免费版，由于开发环境在win7之上，所以前期该系统只需要提供人力和一台电脑。以往基于web的诊断系统不能得到适时的运用，所以将系统移植到android之上迫在眉睫，其前景将一片见好。3.3 功能需求根据枣树一般发生病虫害的特征以及专家的多年经验，一个枣树诊断系统可以从俩个方面来诊断：1） 根据病害部位诊断；这种查找方式针对不同用户都适用，用户只需要选择按部位诊断按钮，接着点选病虫害特征就可以诊断枣树病害情况；2） 根据枣树病害时期诊断；这种查找方式针对的用户是稍微有点枣树尝试的用户，这种诊断方式需要选择发生病害时期然后点选病害特征；两种功能模块，用户可以随意选择一种进行诊断，也可以选择一种以后再选择第二种进行进一步的确诊病害情况。3.3.1 基本功能需求通过对系统的分析，可知该系统有两项功能：按时期诊断主要是通过枣树病害时期所出现的症状从而来确诊枣树病害信息按部位诊断主要是通过枣树病害部位所出现的症状从而来确诊枣树病态信息。3.3.2 用户界面需求用户界面是人与计算机之间的媒介。用户通过用户界面来与计算机进行信息交换。因此，用户界面的质量，直接关系到应用系统的性能能否充分 发挥，能否使用户准确、高效、轻松、愉快地工作。所以软件的友好性、易用性对于软件系统至关重要。目前国内软件开发者在设计过程中很注重软件的开发技术及 其具有的业务功能，而忽略了用户对用户界面的需求，影响软件的易用性、友好性。其实用户界面是一个应用程序很重要的一面它直接影响程序的使用价值。对于大多数用户来说，用户界面就是他们对一个产品的全部了解。所以对他们来说，一个内部设计良好但用户界面不好的应用程序就是一个不好的程序。一个应用程序的用户界面框架是决定它的商业价值的重要因素。考虑到系统面对的用户各不相同，所以该设计界面充分利用用户对大多数应用的熟悉程度，帮助用户通过已掌握的知识来使用界面。窗口的布局、色彩的搭配、字体风格等方面处处模仿微软，因此系统界面美观大方，符合大多数人的使用习惯，按钮得体，使用起来非常简单。4.系统设计4.1 总体结构设计4.1.1 系统设计基础系统总体设计原则是需要充分考虑系统框架的合理构建理。其组织结构图如4-1所示。 枣病虫害诊断系统按时期诊断按部位诊断病虫害特征枣病虫害诊断系统图4-1系统组织结构图4.1.2 模块设计本系统是一个诊断系统，主要目标是让农户能够适时的诊断枣树的健康状况，做出相应的措施。此诊断系统包涵俩个模块：按时期诊断；按部位诊断；农户可以根据以上俩种诊断方式确切的诊断出枣树的病害情况。根据需求分析中列出的枣病虫害诊断系统的两个基本模块，设计了如下图4-2所示系统功能层次图。萌芽展叶期主菜单按时期诊断按部位诊断花 期生 长 期幼 果 期周 年贮 藏 期果实成熟期果实膨大期果实生长期根树 干枝 条芽叶 片花果 实病害信息虫害信息病害图片虫害图片图4-2 系统功能层次图由上述的系统总体结构图所示，将一个枣病虫害诊断系统分成两个子模块，他们分别为：按部位诊断、按时期诊断模块。具体功能描述如下：1) 按时期诊断 用户可根据枣树发生病害的时期以及这个时期所出现的病害特征诊断其病害情况并得到及时的预防治疗。2) 按部位诊断：用户可根据枣树发生病害的部位以及部位发生的病害特征诊断其病害情况并得到及时的预防治疗。4.1.3 系统结构设计在系统模块的设计过程中，将系统模块以按钮的形式展现出来。按时期诊断模块的功能层次，如图4-3所示；按部位诊断的功能层次，如图4-4所示按时期诊断选择危害特征可能病虫害信息列表选择危害时期相关病害信息 按部位诊断选择危害特征可能病虫害信息列表选择危害部位相关病害信息图4-3按时期诊断模块的功能层次 图4-4按部位诊断模块的功能层次4.1.4系统逻辑设计系统从总体上可分为按部位诊断模块、按时期诊断模块两大部分。各个模块实现的功能都大同小异，目的都是为了进一步确诊病害情况。下面的各模块功能流图就是由各功能之间的关系而得出的。如下图4-5所示用户根据枣树受害情况选择进行何种诊断方式，数据库根据用户所选条件进行筛选得出相应的信息：按时期诊断数据库诊断条件按部位诊断选择相关时期诊断结果选择相关部位选择相关特征选择相关特征图4-5系统逻辑设计流程4.1.5系统流程系统在执行过程中，按照一定的流程进行。如图4-7所示开始选择诊断方式选择枣树受害特征连接数据库显示病害信息无病害信息图4-6 系统执行流程图4.2 数据库设计4.2.1 数据库简介数据库中的数据是为众多用户所共享其信息而建立的，已经摆脱了具体程序的限制和制约。不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据；多个用户可以同时共享数据库中的数据资源，即不同的用户可以同时存取数据库中的同一个数据。数据共享性不仅满足了各用户对信息内容的要求，同时也满足了各用户之间信息通信的要求。数据库是一个单位或是一个应用领域的通用数据处理系统，它存储的是属于企业和事业部门、团体和个人的有关数据的集合。数据库中的数据是从全局观点出发建立的，按一定的数据模型进行组织、描述和存储。其结构基于数据间的自然联系，从而可提供一切必要的存取路径，且数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化特征。数据库是存储在一起的相关数据的集合，这些数据是结构化的，无有害的或不必要的冗余，并为多种应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。4.2.2 物理结构设计根据逻辑关系模型可直接设计基于某种数据库管理系统支持的物理结构，我们知道关系数据库是由表构成的，所以依据病害信息、虫害信息在数据库中建立相应的表。本系统采用的数据库是SQLite数据库，本数据库名称为“zhp.db”，其中包含两张表。各表结构分别如以下列表所示。表4-1病害信息表（disease）含义列名数据类型允许空ID编号IdInt否病害名称NameText是病害别名BienameText是病原DiseasesourceText是病原传播方式SpredkindText是危害时期WeihaitimeText是危害部位WeihaipartText是过冬方式ContentText是病害特点CharacterText是表4-2虫害信息表（worm）含义列名数据类型允许空ID编号IdInt否虫害名称NameText是虫害别名BienameText是危害时期虫害成长状态WeihaipestaText是危害部位WeihaipartText是危害时期WeihaitimeText是所属类别ClassnameText是过冬方式ContentText是危害特点CharacterText是危害后特点pestCharacterText是5.系统实现5.1设计主界面病虫害诊断系统主页面如图5-1所示： 图5-1 系统窗体5.2系统各个模块功能5.2.1果树成长时期诊断如图5-2图5-2 按时期诊断实现选择代码如下：protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) super.onCreate(savedInstanceState);requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);setContentView(R.layout.time);linear = (LinearLayout) findViewById(R.id.linear_time);rb_mengya = (RadioButton) findViewById(R.id.radioButton_mengya);rb_youmiao = (RadioButton) findViewById(R.id.radioButton_youmiao); rb_chengzhang=(RadioButton)findViewById(R.id.radioButton_chengzhang);rb_youguo = (RadioButton)findViewById(R.id.radioButton_youguo);rb_guoshichengzhang=(RadioButton)findViewById(R.id.radioButton_guoshichengzhang);rb_guoshipengda=(RadioButton)findViewById(R.id.radioButton_guoshipengda);rb_guoshichengshu=(RadioButton)findViewById(R.id.radioButton_guoshichengshu);rb_zhucang = (RadioButton) findViewById(R.id.radioButton_zhucang);rb_zhounian=(RadioButton)findViewById(R.id.radioButton_zhounian);linear.setBackgroundResource(R.drawable.back);rb_mengya.setOnClickListener(click);rb_youmiao.setOnClickListener(click);rb_chengzhang.setOnClickListener(click);rb_youguo.setOnClickListener(click);rb_guoshichengzhang.setOnClickListener(click);rb_guoshipengda.setOnClickListener(click);rb_guoshichengshu.setOnClickListener(click);rb_zhucang.setOnClickListener(click);rb_zhounian.setOnClickListener(click);OnClickListener click = new OnClickListener() public void onClick(View v) switch (v.getId() case R.id.radioButton_mengya:submit(0);break;case R.id.radioButton_youmiao:submit(1);break;case R.id.radioButton_chengzhang:submit(2);break;case R.id.radioButton_youguo:submit(3);break;case R.id.radioButton_guoshichengzhang:submit(4);break;case R.id.radioButton_guoshipengda:submit(5);break;case R.id.radioButton_guoshichengshu:submit(6);break;case R.id.radioButton_zhucang:submit(7);break;case R.id.radioButton_zhounian:submit(8);break;default:break;Overridepublic boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) getMenuInflater().inflate(R.menu.main_menu, menu);return super.onCreateOptionsMenu(menu);Overridepublic boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) switch (item.getItemId() case R.id.item_exit:showAlertDialog();/break;default:break;return super.onOptionsItemSelected(item);private void showAlertDialog() AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(this);builder.setMessage(R.string.button_eixt);builder.setPositiveButton(R.string.ok,new DialogInterface.OnClickListener() public void onClick(DialogInterface dialog, int which) finish(););builder.setNegativeButton(R.string.cancle,new DialogInterface.OnClickListener() public void onClick(DialogInterface dialog, int which) );AlertDialog dialog = builder.create();dialog.show();private void submit(int id) Intent intent = new Intent(TimeActivity.this,Cha1.class);intent.putExtra(time_id, id);intent.putExtra(time, time);startActivity(intent);按时期选择之后特点选择界面如下图5-3：图5-3 按时期诊断选择实现选择的代码如下：protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.cha);button_submit = (Button) findViewById(R.id.button1_submit);cb_a = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_a);cb_b = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_b);cb_c = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_c);cb_d = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_d);cb_e = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_e);cb_f = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_f);cb_g = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_g);cb_h = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_h);cb_i = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_i);cb_j = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_j);cb_k = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_k);cb_l = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_l);cb_m = (CheckBox) findViewById(R.id.checkBox_m); time_id = getIntent().getIntExtra(time_id, 0);switch (time_id) case 0:/ 萌芽展叶期cb_a.setText(吃芽);/吃芽cb_b.setText(遇惊扰吐丝下垂);cb_c.setText(幼虫吐丝爬行);cb_d.setText(吸食汁液);cb_e.setText(吐丝缠缀叶片危害);cb_f.setText(吃叶);cb_g.setVisibility(View.GONE);cb_h.setVisibility(View.GONE);cb_i.setVisibility(View.GONE);cb_j.setVisibility(View.GONE);cb_k.setVisibility(View.GONE);cb_l.setVisibility(View.GONE);cb_m.setVisibility(View.GONE);break;time_id=getIntent().getIntExtra(“time_id”,o);button_submit.setOnClickListener(click);OnClickListener click = new OnClickListener() public void onClick(View v) Intent intent = new Intent(Cha1.this, DiseaseActivity.class);if (time != null & time.equals(time)switch (time_id) case 0:if (cb_a.isChecked()