摘  要: 為了滿足中醫(yī)愛好者在野外對中草藥智能識別的需求,，提出了在Android智能手機上開發(fā)一款中草藥智能識別的系統(tǒng)，通過中草藥植物生長區(qū),、花的顏色,、氣味和葉片形狀以及果實圖片等外形特征進行實物比較，實現(xiàn)手機客戶端與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的交互,，達到智能識別的目的,。基于Android手機的中草藥智能識別軟件在方便用戶中草藥識別的同時,，既擴展和提高了Android手機軟件的開發(fā)應(yīng)用,，又為中醫(yī)信息系統(tǒng)的發(fā)展提供了有效的支持。
關(guān)鍵詞: Android,；中草藥,；智能識別；中醫(yī)數(shù)據(jù)庫

    目前人們對中醫(yī)健康養(yǎng)生的追求和熱情不斷高漲,，無論中醫(yī)愛好者還是登山愛好者,，對周圍出現(xiàn)的各種中草藥越來越關(guān)注，但是對中草藥植物的識別卻知之甚少,，也沒有方便直觀的參考可以借鑒,。隨著智能手機的普及，利用手機進行智能識別成為解決日常生活的一個有效途徑,，但是目前還沒有一款針對中草藥植物識別方面的軟件,。因此，本文提出了在Android智能手機上開發(fā)一款識別中草藥的手機軟件,，讓中醫(yī)愛好者外出旅游或登山的朋友在碰到自己不熟悉的中草藥植物時,，能夠方便、快捷地查詢了解它的特性及用途,，提高周圍中草藥的實用價值,，同時為中醫(yī)信息化的發(fā)展提供基礎(chǔ),。
    本軟件以Android智能手機為開發(fā)平臺，可以通過植物特征檢索,，通過GPRS定位確定植物的生長區(qū)域,，輸入關(guān)鍵詞檢索，返回植物的詳細信息資料,。本軟件的一大輔助特色功能是輸入病情查找治療該病的相關(guān)中草藥,。同時，針對現(xiàn)在很多人不健康的生活習(xí)慣,，添加了一些保健操動畫,，如眼保健操、頸椎保健操和一些健身動作,，讓人們在使用手機時也可以方便地擁有強健的身體和高質(zhì)量的生活狀態(tài)。
1 研究現(xiàn)狀
    目前針對各種手機的智能軟件繁多,，功能各異,。但沒有一款針對中草藥植物識別的軟件，最大的原因是這款軟件對專業(yè)知識要求嚴(yán)格,，需要專業(yè)人士的指導(dǎo),。本設(shè)計可以利用泰山醫(yī)學(xué)院自身的資源優(yōu)勢，結(jié)合泰山上的實踐資源優(yōu)勢,，根據(jù)專業(yè)所學(xué)知識進行開發(fā),。而在手機開發(fā)中，Android系統(tǒng)憑借著其強大的生命力,，在中國智能手機操作系統(tǒng)中占據(jù)主要地位[1],。因此，本系統(tǒng)以最常用的Android手機作為開發(fā)平臺,，進行中草藥智能識別系統(tǒng)的開發(fā),。
2 手機識別系統(tǒng)分析
2.1 需求背景及可行性分析
    雖然人們對中醫(yī)健康養(yǎng)生理念有熱情高漲的追求，但因為大多數(shù)并非專業(yè)人士,，對于中草藥方面知識十分匱乏,；同時中草藥種類繁多，市場魚龍混雜,，甚至很多采購人員都辨認(rèn)不清,。此外,現(xiàn)在每年因誤食有毒草藥而導(dǎo)致中毒死亡的事件也很常見。為了提高人們在中草藥方面的識別,，因而設(shè)計該款軟件,。
    本應(yīng)用軟件環(huán)境只需簡單安裝即可，系統(tǒng)使用幾次即可上手,，操作比較簡單,。同時,軟件具有很大的市場潛力,。剛開始為試用期，可先免費體驗,。即使后期也是按照服務(wù)部分收費,，對于個人用戶或群體用戶在經(jīng)濟上是完全可以接受的。因此,使用本軟件能大大提高對中草藥植物的識別,，能夠取得良好的經(jīng)濟和社會效益,。
2.2 需求分析
    有關(guān)于中草藥植物的信息存放在后臺數(shù)據(jù)庫中，強大而完備的數(shù)據(jù)庫是提高識別的基礎(chǔ)[2],。數(shù)據(jù)庫在存儲信息時包括植物花朵顏色,、葉片特征、植物莖干有無刺,、植物的生長區(qū)域,、生長習(xí)性、以及名稱和作用,。系統(tǒng)功能主要是根據(jù)中草藥植物的相關(guān)特征,，包括植物的外形特征、花的顏色,、氣味以及生長區(qū)域等典型特征或者輸入關(guān)鍵詞進行檢索,，根據(jù)檢索的結(jié)果，將結(jié)果圖片與實物進行比較,，最后確認(rèn)草藥名稱和作用,，以達到識別中草藥的目的。
    本手機軟件的功能需求主要包括：根據(jù)植物形態(tài)識別確認(rèn)出草藥名稱和作用,、根據(jù)關(guān)鍵詞檢索出中草藥名稱和作用,、根據(jù)輸入病情檢索出能夠治療該疾病的相關(guān)中草藥信息。同時本項目在經(jīng)過對中草藥進行分析和研究后,，結(jié)合中草藥辨別的實際特點,，將整個應(yīng)用系統(tǒng)細分5個子模塊：植物形態(tài)檢索、植物關(guān)鍵詞檢索,、治療病情藥物檢索,、常見疾病的預(yù)防和治療、健康保健操(如護眼操,、護頸椎操,、護腰操)。
3 系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)實現(xiàn)
3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
    中草藥數(shù)據(jù)庫的建立是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)[3],，在Android 應(yīng)用程序中使用 SQLite,，先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，然后創(chuàng)建表、索引,，填充數(shù)據(jù),。創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的前提是需要收集到足夠的中草藥方面的大量原始數(shù)據(jù)，但是中草藥種類繁多,，僅基本的中草藥就有兩千多種,，并且有很多植物在外形方面非常相似，很難區(qū)分,，因此必須要專業(yè)的,、權(quán)威的專家?guī)椭鷧^(qū)分。根據(jù)前期所收集的圖片資料以及學(xué)校相關(guān)專業(yè)擁有的中草藥資料建立數(shù)據(jù)庫,。
3.2 Android開發(fā)技術(shù)
    該系統(tǒng)主要使用Java語言和MySQL5.5數(shù)據(jù)庫作為編輯環(huán)境[4],，服務(wù)器端使用J2EE技術(shù)實現(xiàn)。服務(wù)器主要為客戶端提供服務(wù),，為了能夠讓移動客戶端訪問后臺數(shù)據(jù)庫,，在開發(fā)過程中選用了xml技術(shù)作為Android設(shè)備訪問服務(wù)器的中間橋梁。用戶選擇中草藥植物的相關(guān)特征或者輸入關(guān)鍵字,，客戶端將用戶輸入的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器,，服務(wù)器對請求進行處理并訪問數(shù)據(jù)庫，將查詢結(jié)果封裝成xml格式返回給客戶端,，客戶端對返回的數(shù)據(jù)進行顯示和渲染。用戶根據(jù)檢索的結(jié)果,，將結(jié)果圖片與實物進行比較,，最后確認(rèn)草藥名稱和作用，以達到識別中草藥的目的,。
    Android技術(shù)的實現(xiàn)采用四層分層的框架[1],。應(yīng)用程序?qū)由鲜褂肑ava語言編寫運行在虛擬機上的程序，在Android系統(tǒng)中綁定一些應(yīng)用,，如日歷,、地圖、瀏覽器,、電子郵箱等,。應(yīng)用程序框架層是程序在編寫時用到的API框架，在系統(tǒng)運行庫層,，應(yīng)用框架被調(diào)用時,，系統(tǒng)會通過C/C++庫支持調(diào)用各個組件中的各個功能共同來實現(xiàn)模塊的功能。在Linux核心層,，Android 的核心系統(tǒng)服務(wù)基于Linux內(nèi)核,，如安全性、內(nèi)存管理、進程管理,、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動模型等都依賴于Linux內(nèi)核,，Linux內(nèi)核同時也作為硬件與軟件之間的抽象層。
3.3 產(chǎn)品設(shè)計與實現(xiàn)
    從產(chǎn)品上說,，根據(jù)市場需求可以把產(chǎn)品做成免費版,、專業(yè)版、游戲版,。它們的具體功能如下：
    (1)免費版
    為廣大用戶提供常用藥物檢索,，用戶可以根據(jù)中草藥的各部分形態(tài)(如葉形、花形),，輸入到手機軟件中,，搜索到該植物的藥用價值、參考圖片以及具體形態(tài)描述,。
    (2)專業(yè)版
    在免費版的基礎(chǔ)上進一步擴充了數(shù)據(jù)庫,，提供了更多的藥用植物數(shù)據(jù)，包含絕大部分中草藥門類信息,，為用戶提供了更加專業(yè)全面的功能,。同時提供治療病情藥物搜索的新功能。如：輸入“感冒”關(guān)鍵字,，軟件就會為用戶提供治療感冒的相關(guān)中草藥的具體信息,如圖1所示,。

    (3)游戲版
    為了提高用戶對軟件的興趣，特意推出了游戲版的中草藥植物連連看,、中草藥農(nóng)場,，可以選擇種植自己感興趣的植物，用戶需要為它澆水,、施肥,、曬太陽，并保護它不被蟲子吃掉,。提高軟件的娛樂性,，如圖2所示。

3.4 功能模塊化設(shè)計
    在軟件的功能上,，本系統(tǒng)有三大特色功能板塊,。
    第一是檢索過程。首先根據(jù)藥用植物的相關(guān)特征(包括葉形,、花形,、根莖等關(guān)鍵特征)進行檢索，可以查出該植物的一些用藥價值,，具體的生長區(qū)域,、生長習(xí)性及名稱和作用；然后利用GPRS定位，根據(jù)植物的生長習(xí)性,，判斷出用戶的具體位置,，防止用戶在外出旅游的過程中迷失方向，讓用戶更安全地出行,；最后可以輸入關(guān)鍵詞檢索,，如果知道該植物的名稱，就可以直接輸入,，以搜索到該植物的一些相關(guān)特征和藥用價值,。
    第二是家庭疾病常識，為用戶提供一些基本家庭疾病的預(yù)防和治療方法,，如感冒,、發(fā)燒等。用戶可以在使用該軟件的過程中看到一些預(yù)防這些疾病的知識,，如多喝熱水,、多進行鍛煉等常識的提醒。如果用戶感冒了,，可以找到一些家庭常用藥和一些簡單的中草藥配方等,。
    第三保健操動畫，為用戶提供一些專業(yè)的健身知識和鍛煉各個部位肌肉的動畫視頻等,。該款軟件為用戶提供一些實用的健身動作,，例如想鍛煉腹肌、減掉小肚子,，則可以做以下動作：自行車卷腹,、抱頭快速擠壓腹肌,；想鍛煉肱三頭肌，則可以通過變換俯臥撐的姿勢來增強鍛煉的效果,。另外還在其中增加了各種保健操,，如眼保健操，頸椎保健操,、腰保健操等,。通過動畫和視頻的方式讓運動更加簡單。
    中草藥識別軟件對于提高人們的生活質(zhì)量,、身體健康狀況以及人們在養(yǎng)生方面的知識有很大的積極作用,。通過植物的特征進行搜索，可以得到該植物相對應(yīng)的藥用價值,。通過查看一些家庭疾病的預(yù)防和治療方法,，可以讓用戶養(yǎng)成更好的生活習(xí)慣，并可以根據(jù)病情來確定自己的用藥情況。通過學(xué)習(xí)保健操動作,，可以讓用戶注意身體各個部位正確鍛煉的方法,。
    本系統(tǒng)從實際生活出發(fā)，為用戶提供方便,。雖然在數(shù)據(jù)庫方面還不算完整,，但是隨著中草藥庫的不斷積累，軟件會不斷得到完善,。本系統(tǒng)提出的這個方案可以補充中草藥信息系統(tǒng)市場的空白,，讓人們用這款軟件時得到一些基本醫(yī)學(xué)方面的知識，同時為普及人們的基本醫(yī)學(xué)常識提供了一個不錯的渠道,。
參考文獻
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[4] 李剛.輕量級Java EE企業(yè)應(yīng)用實戰(zhàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2008.