基于C/S架构的昆虫识别系统

论文摘要

自然界中已发现的昆虫有上百万种,广泛分布于世界各处,是已知数量最多的动物群体。每一种昆虫的个体数量庞大,容易饲养且繁殖速度快,对于科学研究人员来说是良好的实验资源。围绕昆虫展开的研究涵盖了整个生物学领域,包括遗传学、生态学、生物化学和形态学等方面,很多自然科学知识都是通过研究昆虫的性状得以揭示,例如通过研究果蝇从而发展起来的遗传学。现代仿生学中很多发明都是从昆虫身上取得灵感,例如受苍蝇启发而产生的蝇眼照相机和振动陀螺仪,通过研究萤火虫而发明的人工冷光,通过观察蜻蜓的飞行方式而制造的直升机等等,由此可见昆虫研究对于科学发展具有重要意义。自然界中昆虫种类繁多,不宜辨认,而且大多数体积较小,这为我们了解昆虫带来了困难。随着智能手机的高度普及,在给人们生活带来了诸多便利的同时,也为学习新知识开辟了一条便捷的途径,用户通过安装相关领域的应用便可以快速了解专业知识,因此设计一款昆虫学领域APP对于普及昆虫学知识具有重要意义。本文设计并实现了一套基于C/S架构的昆虫识别系统,由WEB服务器、Android移动应用、深度学习模型三个主要部分组成。利用My SQL数据库存储用户信息以及昆虫百科信息,通过整合Spring、Spring MVC、Mybatis三大框架,实现了WEB服务器的基本功能。系统遵循restful设计风格,利用HTTP协议实现与客户端的数据通信。WEB服务器部署在Ubuntu操作系统上,使用Tomcat作为容器,客户端运行于Android操作系统,使用Android studio并基于Android8.0版本开发,用户可以通过安装该APP了解系统预设昆虫的相关信息,并通过上传昆虫图片进行昆虫种类识别。深度学习模型的实现依赖Keras高层神经网络API,使用Tensor Flow深度学习框架作为后端,选取蜻蜓、天牛、螳螂等16种常见昆虫和蚰蜒、蜱等3种形态近似昆虫的共19种小动物图像,经过反复训练,模型的识别准确率达到98.5%。本系统开发涉及网站服务器、Android应用、人工智能、图形学、网络编程等多个领域,目前各大主流Android应用市场无相同软件。本系统的研发为昆虫种类的识别提供了更加便捷的途径,能够帮助非专业人员了解昆虫学知识,熟悉昆虫的种类、分布,增强学习兴趣,提高安全意识,避免意外伤害。同时,如果应用于农田、森林等环境,可以帮助相关工作人员了解害虫的习性、掌握害虫防治方法,减少病虫害影响,对于种植业具有积极影响。本系统适合农业、林业工作人员,昆虫爱好者,以及中小学生使用,在校园教育、知识科普等方面能够发挥较好的作用。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李瑞升

导师: 刘军

关键词: 昆虫识别,移动应用,迁移学习

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 生物学,计算机软件及计算机应用

单位: 吉林大学

分类号: TP391.41;Q969

总页数: 68

文件大小: 4090K

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