1.引言?
????網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)影響到整個社會的方方面面，Web應(yīng)用程序也變的越來越復(fù)雜，近年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形勢發(fā)生了諸多變化，生態(tài)環(huán)境的改變使得新的病蟲害開始發(fā)生，在植物類產(chǎn)品生產(chǎn)過程中因未能及時診斷病蟲害而造成的損失是巨大的，對植物病蟲害診斷工作提出了挑戰(zhàn)。因此，建立和完善植物病蟲害診斷系統(tǒng)是新世紀的一個重要內(nèi)容，而植物病蟲害的遠程診斷是智能農(nóng)業(yè)的一個重要技術(shù)功能，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，使植物病蟲害診斷技術(shù)突破了時空限制。系統(tǒng)通過使用先進的領(lǐng)先技術(shù)Java和XML來提供優(yōu)秀的診斷服務(wù)。
??? 在傳統(tǒng)的小型JSP應(yīng)用程序中，數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯和用戶界面通常組合在一個代碼模塊中，應(yīng)用程序通常還包含用來控制應(yīng)用程序流程的邏輯，這樣由于文件中HTML和Java的強耦合，會有邏輯混亂，調(diào)試困難等很多問題。本文介紹的植物病蟲害遠程診斷系統(tǒng)，采用了基于J2EE的分布式應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)和MVC開發(fā)模型，是分布在不同地理位置上的數(shù)據(jù)庫與遠程診斷系統(tǒng)通過Internet互聯(lián)在一起。MVC模式將復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為M（model）、V（view）、C（controller）三層結(jié)構(gòu)。MVC模式不僅實現(xiàn)了功能模塊和顯示模塊的分離，同時它還提高了應(yīng)用系統(tǒng)的可維護性、可擴展性、可移植性和組件的可復(fù)用性。MVC模式是目前基于B/S結(jié)構(gòu)開發(fā)的最為有效的一種模式。
2.技術(shù)背景?
????J2EE已經(jīng)成為企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的標準。平臺為創(chuàng)建、部署和管理企業(yè)級類應(yīng)用以及代碼的可移植性及重用提供了一個安全的、伸縮的和可擴展的環(huán)境。基于它，開發(fā)者只需要集中精力編寫代碼來表達企業(yè)應(yīng)用的商業(yè)邏輯和表示邏輯，至于其他系統(tǒng)問題，如內(nèi)存管理、多線程、資源分布、垃圾收集等，都將由J2EE自動完成。J2EE方案的實施可顯著地提高系統(tǒng)的可移植性、安全性、可伸縮性、負載平衡和可重用性。J2EE的發(fā)展，讓Java語言與MVC模式設(shè)計思想達到了完美的結(jié)合，使早就提出但一直未能突破語言障礙的MVC模式得以實現(xiàn)。
????由Apache組織開發(fā)的Struts框架是一個基于J2EE平臺的Web應(yīng)用系統(tǒng)框架，它采用MVC模型規(guī)范，結(jié)合了Servlet、JSP、JavaBean的技術(shù)特點，使這些技術(shù)合理分工，緊密配合，達到程序結(jié)構(gòu)清晰，易于開發(fā)、維護的目的。Struts的主要部件是一個通用的控制組件。這個控制組件提供了處理所有發(fā)送到Struts的HTTP請求的入口點。它截取和分發(fā)這些請求到相應(yīng)的動作類（都是Action類的子類）。同時，控制組件也負責(zé)用相應(yīng)的請求參數(shù)填充FormBean，并傳給動作類。動作類實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)邏輯，它可以訪問JavaBean或調(diào)用EJB。最后，動作類把控制權(quán)傳給后續(xù)的JSP文件，后者則生成視圖。所有的這些控制邏輯都是利用一個XML文件來配置。
????XML與生俱來的可擴展、跨平臺、開放的特性無疑與Java相呼應(yīng)，形成了完美搭檔。在Web這樣一個公共的、開放的資源平臺與計算環(huán)境上，Java技術(shù)提供了豐富的實現(xiàn)機制；XML為信息的有效管理和數(shù)據(jù)集成提供了強大的功能，它提供了一種人和程序都能閱讀的描述機制。XLST用來把XML文件轉(zhuǎn)換成HTML文件，其中XML信息可由JSP動態(tài)生成，通過將數(shù)據(jù)庫中的信息檢索轉(zhuǎn)換成XML數(shù)據(jù)信息增大數(shù)據(jù)的通用性。
????在對數(shù)據(jù)庫的處理時我們采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)持久化技術(shù)hibernate，它是現(xiàn)在對數(shù)據(jù)庫處理的一個非常優(yōu)秀的O/R Mapping（對象關(guān)系映射框架）產(chǎn)品，它對JDBC進行了輕量級的對象封裝，使Java程序員可以隨心所欲的使用對象編程思想來操縱數(shù)據(jù)庫。Hibernate不僅僅管理Java類到數(shù)據(jù)庫表的映射，還提供數(shù)據(jù)查詢和獲取數(shù)據(jù)的方法，主要包括以下幾個特點：
1.具有開源和免費的License
2.輕量級封裝，避免引入過多復(fù)雜的問題，調(diào)試容易，減輕程序員負擔(dān)
3.具有可擴展性，API開放，當(dāng)本身功能不夠用的時候可以允許自己遍碼進行擴展
4.開發(fā)者活躍，產(chǎn)品有穩(wěn)定發(fā)展的保障
5.具有豐富的文檔資料
6.有成功的項目開發(fā)實施案例
7.在開發(fā)者當(dāng)中有良好的口碑
3.系統(tǒng)功能?
????系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)，在internet上24小時運轉(zhuǎn)，遠程擁護自助生產(chǎn)中的疑難病蟲，運行成本低，這也是遠程診斷的發(fā)展方向。基于對病和蟲診斷的不同特點，在推理機上也采用了不同的方法，對害蟲的診斷上采用了二叉樹推理機，而對病害的診斷采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機。
????系統(tǒng)主要包括以下功能：
1.?用戶認證。系統(tǒng)所有用戶的密碼采取MD5算法加密，任何人無法從數(shù)據(jù)庫（或者數(shù)據(jù)包）中獲取到其他人員的密碼。
2.?系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)的維護，包括對用戶的管理和對病蟲害數(shù)據(jù)的填加、更新、刪除等操作。
3.?用戶對信息的搜索。用戶可以通過站內(nèi)搜索來查找自己需要的信息內(nèi)容。
4.?推理與診斷。根據(jù)用戶輸入的信息，系統(tǒng)將自動的來推理診斷得出結(jié)論，反饋給用戶。
????系統(tǒng)還有一部分其他的附屬功能，但以上是整個系統(tǒng)最為核心的內(nèi)容。其他功能在此就不再贅述。下面我們以病害診斷為例看一下系統(tǒng)的構(gòu)成，蟲害診斷基本與病害系統(tǒng)構(gòu)成相同，就是中間的推理機和數(shù)據(jù)庫字段設(shè)置不同，以下是病害系統(tǒng)的構(gòu)成圖（圖1）。用戶通過登陸界面經(jīng)身份驗證確認后進入開始頁面，在此頁面上就可一步一步的按系統(tǒng)的流程來進行診斷，經(jīng)遠程服務(wù)器端推理機推理即可將結(jié)果反饋給用戶，這樣用戶不出門就可完成遠程診斷，節(jié)約了大量的人力、財力，縮短了診斷時間，減少了因病蟲害延誤而使植物生產(chǎn)中造成大量的損失。在后臺我們可以方便的對數(shù)據(jù)資料進行適時的管理，保證了診斷信息的時效性，使診斷更為客觀、真實。
???? 
?圖1 植物病害遠程診斷系統(tǒng)構(gòu)成
4.系統(tǒng)設(shè)計?
????在系統(tǒng)的設(shè)計中我們實現(xiàn)松耦合，系統(tǒng)里的所有組件都是服務(wù)。整個系統(tǒng)采用Struts結(jié)構(gòu)，圖2是系統(tǒng)的主體框架設(shè)計圖，圖3為系統(tǒng)的底層結(jié)構(gòu)。
??? 
????????????????????????????????????????????????? 圖2 系統(tǒng)主體框架設(shè)計
圖3 底層結(jié)構(gòu)
????在Model中，用一個表單Bean來保存HTTP請求傳來的數(shù)據(jù)，兩個業(yè)務(wù)邏輯Bean來處理業(yè)務(wù)邏輯，因為對病和蟲的診斷機理不同，所以才用了兩個業(yè)務(wù)邏輯Bean，其中一個為進行二叉樹推理，另一個為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理，只所以分成兩個也是盡量的讓系統(tǒng)松耦合，隨著系統(tǒng)的升級以后可能采用更為先進的準確的推理機，那么到時我們只需更換相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯Bean就可以了，而對別的都不夠成影響，這對以后的系統(tǒng)升級無疑是一件很好的事。在系統(tǒng)的推理過程中，勢必會有很多的會話信息，這里我們用系統(tǒng)狀態(tài)Bean來保存跨越多個HTTP請求的單個客戶的會話信息。
????視圖使用JSP建立，用JSP產(chǎn)生XML文件，再由XLST把XML文件轉(zhuǎn)換成HTML文件，然后傳送到客戶端。
????控制器處理所有發(fā)送到Struts的HTTP請求。根據(jù)對病和蟲的不同診斷需求，他截取的請求分發(fā)到相應(yīng)的動作類，負責(zé)用相應(yīng)的請求參數(shù)填充FormBean并傳給動作類。在動作類通過訪問Model中的不同業(yè)務(wù)邏輯Bean實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)邏輯后，根據(jù)動作類的返回值把控制權(quán)交給相應(yīng)的JSP文件，生成試圖。
????以上是系統(tǒng)的主體框架設(shè)計，在系統(tǒng)的開發(fā)中是按圖一的各個模塊來開發(fā)，將系統(tǒng)分為前臺和后臺兩部分，在前臺也就是客戶的登陸和推理界面，然后提供系統(tǒng)的搜索功能。后臺則為系統(tǒng)管理員對整個系統(tǒng)的維護功能。在整個系統(tǒng)的開發(fā)過程中就是按照系統(tǒng)的主體框架路線和系統(tǒng)的構(gòu)成圖兩條線來做的，系統(tǒng)整體層次清晰，結(jié)構(gòu)合理，把各個模塊都組件化，使得系統(tǒng)在后續(xù)的維護和升級中都變的比較容易。
5.結(jié)束語?
????系統(tǒng)基于Web及人工智能，可大大縮小“發(fā)現(xiàn)——診斷”的時滯。由于在整個診斷過程中需要對大量數(shù)據(jù)進行傳遞和處理，而Java和XML的完美組合正使得這一問題得到了很好的解決。系統(tǒng)的松耦合性也使系統(tǒng)以后的升級中得以順利進行，在升級部分只需更換相應(yīng)組件即可，而對系統(tǒng)的其他部分沒有影響，免去了傳統(tǒng)系統(tǒng)升級中的“牽一發(fā)而動全身”之痛。
????現(xiàn)在信息技術(shù)的發(fā)展使得遠程診斷成為以后的發(fā)展趨勢，為了保證診斷的準確性和可靠性，我們還需繼續(xù)利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，發(fā)現(xiàn)蘊涵在歷年病蟲害發(fā)生的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的知識和規(guī)則，從而為診斷和決策支持提供服務(wù)。隨著數(shù)據(jù)量的不端增加，全文的檢索速度也慢慢的成為系統(tǒng)的瓶頸，以后將用lucene來完成對大量信息的全文索引/檢索功能，使系統(tǒng)性能更為強大。
參考文獻?
[1] http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/java/j-strutscol
[2] http://gceclub.sun.com.cn/NASApp/sme/controller/teclist?tid=0102
[5] Stephen Asbury,Scott R.Weiner著.王強,田原,王軍,等譯.Java企業(yè)級應(yīng)用開發(fā)指南.機械工業(yè)出版社,中信出版社,2004
[6] 封傳紅,廖華明,羅林明,涂建華.病蟲生物災(zāi)害遠程診斷技術(shù)探討. 中國植保導(dǎo)刊,2004(5)
?