二维码技术在东北地产药用植物数据库中的应用研究

摘 要：传统的条码技术在物流、图书管理等领域已经有了较为成熟的应用，二维码作为物联网信息识别中的关键技术，将条码技术的应用拓展到了更宽的领域中。随着智能手机的不断普及，手机二维码业务得到了较好的发展。它在方便了我们生活的同时，也使我们看到当下研究手机平台和二维码技术相结合的应用有着重要的现实意义。基于WEB平台、手机平台和二维码技术，设计了一款东北地产药用植物数据库系统。内容主要分为以下几个方面：①研究了当前国内外智能手机和二维码技术的应用现状，对较为常见的信息管理系统实现方法进行了分析，提出了本数据库系统的总体设计方案。②对不同的二维码特征进行分析。选用QR码为东北地产药用植物数据库管理系统支持的二维码类型。深入研究了QR码的结构特征及编译码原理，并分析了摄像头实现图像采集和处理的方法。③在Android Smartphone模块上进行二次开发，完成了基于J2ME平台的软件编程，实现了手机对QR码图像信息识别的功能。建立了手机平台与PC机之间的无线通信连接，同时利用J2EE+Tomcat技术开发东北地产药用植物信息管理系统，对同步到PC机的信息进行有效的管理。在完成全部设计的基础上进行了调试和功能测试，结果表明所设计的系统能够实现QR码的识别和数据传输，软件界面的各项功能均表现良好，达到了预期的设计效果。在系统的设计过程中，不断进行总结，希望能为后续的东北地产药用植物数据库系统建设和拓展给出一点启示。

关键词：二维码技术；中药教育闭环生态；大数据；云计算；云服务

中图分类号：G202；TP311.13 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.011

文章编号：2095-6835（2016）11-0011-06

二维条码（2D Barcode）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据信息的符号。不同于一维条码，其可以在纵向和横向两个方位同时表达信息，因此具有很大的信息密度。二维条码可以分为矩阵式和堆叠式二维条码。目前世界上主流的二维条码，有QR码（快速响应矩阵码）、Data Matrix码、PDF417码等。二维条码识别是集计算机图像处理、模式识别、光电技术和通信技术的综合性技术，是信息数据自动输入、识别的重要方法。在“互联网+”国家战略的背景下，文章基于WEB云端平台、Android smartphone平台和二维码技术，设计了一款东北地产药用植物数据库系统。

1 数据库系统架构实现及技术路线

1.1 整个系统架构设计实现

东北地产药用植物数据库系统采用数据云端处理方式，即采用二维码云服务技术实现WEB端数据库与APP端数据库无缝对接，实现两个数据库系统同步更新、精准跨越。实现资源的跨平台、跨终端、跨数据库传播与共享。整个体系结构包括管理系统安全性的安全防护机制、权限控制机制、云端处理层、客户端应用层和平台支撑层。作为一个B/S系统，其服务器端的安全性要求是非常重要的。安全防护机制可以防止大部分非安全性操作包括越权访问、跨用户操作等。权限控制机制同样起到相似作用。而在系统架构方面主要分为三层：云端处理层、客户端应用层和平台支撑层。云端处理层即为系统中间服务器，整个服务器端是基于J2EE架构移植性好，可以与所有平台的客户端兼容，即使将来程序移植到其他平台也可以在不修改服务器端代码的情况下与服务器端上经常交互；客户端应用层主要是系统在Android Smartphone客户端上的应用.，包括生成二维码和解码二维码图片；平台支撑层主要是Android5.0系统平台，整个二维码识别系统都是以它为基础进行开发的。最后用户通过客户端界面表示层与本系统取得交互。（见图1）

1.2 整个系统开发技术路线

利用动态链接库技术在东北地产药用植物手机软件中建立解码识别模块，解码识别的部分主要包括：东北地产药用植物的生长地实拍图片、植物的科属分类、植物名、拉丁名、鉴别特征、化学成分、入药部位、功效等，还包括植物的音频介绍。其编码信息通过数据预处理技术进行文本格式化，并根据字符长度自动选择纠错级别和版本信息，从而生成处理信号和待编码数据供QR编码模块处理。WEB端通过声明，调用QR生成模块进行QR码信息编码工作。其QR码生成模块对处理信息进行数据分析，利用支持扩充解释，对不同的数据进行二进制编码；转换成位流并将分为每8位一个码字进行数据编码工作。编码完成后，模块将生成相应的纠错码字，并将其加入到相应的数据码字序列的后面；将寻像图形、分隔符、定位图形、校正图形与码字模块一起放入矩阵。依次将掩模图形用于符号的编码区域；改变深浅模块比率，从而生成QR码图像。APP端再通过与云端配套的QR码解码模块进行对网页上的二维码进行解码，然后再调用APP端数据库的XML文件精准地调用每一个药用植物的信息。

2 WEB云端数据库架构设计与开发

2.1 WEB云端数据库架构设计开发工具

WEB云端数据库是在Windows7、AMD A4处理器的开发环境下，以J2EE 网站管理系统（JEECMS）为开发平台，结合SSH框架（Struts+Spring+ Hibernate）结构，采用MySQL作为数据库管理系统。WEB云端架构主要包括WEB容器、EJB容器、Applet容器、Application Client容器。通过这4个容器，WEB云端能够实现数据库级应用的架构。

2.2 WEB云端架构开发技术路线

首先利用Adobe Illustrator确定主题勾画出网站草图，包括网页的主体风格、页面布局、对话框的设置，设计人机交互体验；再在Tomcat上构建网页框架结构；嵌入辽宁中医药大学统一身份认证系统JSP数据库；再利用CSS定义网页样式；之后嵌入东北地产药用植物数据库，测试发布WEB。如图2所示。

东北地产药用植物WEB云端数据库系统采用集成SSH框架，从职责上分为4层，即表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层。其中，使用Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC的分离，在Struts框架的模块部分利用Hibernate框架对持久层提供支持，业务层用Spring支持。具体做法是：用面向对象的分析方法对WEB云端数据库的需求提出模型，将模型实现为基本的Java对象，然后编写基本的DAO接口，采用Hibernate架构实现的DAO类来实现Java类与数据库之间的转换和访问，最后由spring完成业务逻辑，如图3所示。

云端数据库系统的基本业务流程是：在表示层中，首先通过JSP页面实现交互界面，负责传送请求（Request）和接收响应（Response），然后Struts根据配置文件（struts-config.xml）将Action Servlet接收到的Request委派给相应的Action处理。在业务层中管理服务组件的Spring IoC容器负责向Action提供业务模型（Model）组件和该组件的协作对象数据处理（DAO）组件完成业务逻辑，并提供事物处理、缓冲池等容器组件以提升数据库系统性能和保证数据的完整性。而在持久层中，则依赖于Hibernate的对象化映射和数据库交互，处理DAO组件请求的数据，并返回处理结果，如图4所示。

采用集成SSH开发模型不仅实现了视图、控制器与模型的彻底分离，而且还实现了业务逻辑层与持久层的分离。这样，无论前端如何变化，模型层只需很少的改动，并且数据库的变化也不会对前端有所影响，大大提高了系统的可复用性。；而且由于不同层之间的耦合度小，有利于并行工作，可大大提高数据库工作效率。

3 Android APP设计与开发

3.1 Android APP开发工具

基于Windows 7操作系统和AMD A4处理器的系统环境，在JDK1.6的开发环境下，利用Eclipse3.2集成开发平台进行APP开发。在Photoshop CS6上设计UI，在Adobe Illustrator上设计APP logo矢量图，利用Adobe Audition对药用植物的文字信息进行语音合成。

3.2 Android APP开发技术路线

Android系统采用分层的架构，分为Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层，东北地产药用植物数据库Android APP开发过程包括分析、系统设计、开发类、组装测试和应用维护。其中，分析过程包括问题域分析和应用分析，即分析东北地产药用植物数据库建设的必要性和实现怎样的软件效果以及软件的针对用户。设计阶段主要构造软件的总的模型，实现相应的源代码。在此阶段，需要发现对象的过程，确定API接口规格。在本系统中要实现东北地产药用植物的图文和音频信息以及二维码快速编码、解码和识别过程。在系统安全机制方面保留辽宁中医药大学统一身份认证系统的JSP页面API和系统防火墙。东北地产药用植物数据库Android APP开发过程大体可以划分为面向对象的分析（OOA）、面向对象的设计（OOD）和面向对象的实现（OOP）。软件生命周期如图5所示。

面向对象的分析的主要作用是明确用户的需求，即用户对药用植物这门课程的课外需求，然后用标准化的面向对象的模型规范化地表述这一需求，最后形成面向对象的分析模型，即OOA模型。面向对象的设计是在上述OOA模型的基础上引入界面管理、任务管理和数据管理三部分内容。面向对象的实现就是具体的编码阶段，主要包括：利用JAVA语言编码实现对软件系统各对象类的详尽描述，将编好的各类代码模块根据类的相互关系集成，最后利用测试样例检验编码完成的各个模块和整个软件系，完善整个数据库系统。

具体方案如下：①搭建Android APP开发环境：安装搭建JDK环境，设置Path环境变量和ClassPath环境变量，再搭建Android APP开发集成环境Eclipse，利用Photoshop CS6进行APP的UI设计，包括APP页面的整体风格设计、页面布局、按钮的排布以及子页面的数量和过度特效动画。②在Google上下载Android框架开发源代码。编码四大组件，分别为Activity、Service服务、Content Provider内容模块以及Broadcast Receiver广播接收器四大组件框架的编码，并保留数据库API接口和用户认证系统API接口。之后再整理东北地产药用植物数据，对植物图片进行加水印处理，对文字信息进行校对，并且利用Adobe Audition对药用植物的文字信息进行语音合成，最后将所有药用植物的信息嵌入到APP中。③将与WEB云端配套的二维码解码代码嵌入到APP识别接口中。利用Eclipse集成平台对APP进行稳定性测试并调试相应的BUG，包括黑白测试、逻辑测试；优化相关代码，发布正式版APP，如图6所示。

4 数据库内容选择

利用Photoshop CS6对药用植物原图片进行加水印处理，并对植物文字信息进行校对，利用Adobe Audition对药用植物的文字信息进行语音合成。一共处理东北地产药用植物图片、文字介绍以及语音合成388份，并完成数据库信息录入。

具体品种如下：银杏（白果树） Ginkgo biloba L. 红松Pinus koraiensis Sieb. et Zucc 油松 Pinus tabulaeformis Carr. 侧柏 Biota orientalis（L.）Endl. 鸭跖草（三角菜）Commelina communis L. 白茅Imperata cylindrical（L.）Beauv. 小麦Triticum aestivum L. 狗尾草Setaria viridis （L.） Beauv. 牛筋草 Eleusine indica （L.）Gaertn. 大狗尾草 Setaria faberi R.A.W. Herrm. 大麦 Hordeum vulgare L.薏苡Coix lachryma-jobi L. 水葱Scirpus tabernaemontani Gmel.掌叶半夏（虎掌）Pinellia pedatisecta Schott 菖蒲Acorus calamus L. 半夏Pinellia ternate （Thunb.） Breit. 朝鲜天南星Arisaema peninsulae Nakai 东北天南星Arisaema amurense Maxim. 独角莲（禹白附）Thphonium giganteum Engler 浮萍Lemna minor L. 灯芯草Juncus effuses L.百合Lilium brownii F.E.Brown var. viridulum Baker 野百合 Lilium brownii F.E.Br. ex Miellez石刁柏Asparagus officinalis L.平贝母 Fritillaria ussuriensis Maxim.v 韭菜Allium tuberosum Rottb. ex Spreng 卷丹Lilium lancifolium Thunb.狭叶黄精Polygonatum stenophyllum Maxim. 宝铎草Disporum viridescens （Maxim.）Nakai 龙须菜（雉隐天冬）Asparagus schoderioides Kunth.二苞黄精Polygonatum involucratum（Franch.et Sav）Maxim.铃兰Convallaria keiskei Miq. 鹿药Smilacina japonica A. Gray. 东北百合（轮叶百合）Lilium distichum Nakai 华东菝葜Smilax sieboldii Miq. 知母Anemarrhena asphodeloides Bunge. 藜芦Veratrum nigrum L. 热河黄精Polygonatum macropodium Turcz. 北重楼（七叶一枝花）Paris verticillata Bieb. 小根菜（薤白）Allium macrostemon Bunge. 玉竹（铃铛菜）Polygonatum odoratum（Mill.）Druce 薯蓣Dioscorea opposita Thunb. 穿龙薯蓣Dioscorea nipponica Makino. 射干Belamcanda chinensis （L.）DC. 马蔺Inis lactea var. chmensis Koidz. 羊耳蒜Liparis japonica （Miq.） Maxim. 黄连花 Lysimachia davurica Ledeb.山柳珍珠叶Lysimachia clethroides Duby.狼尾巴花 Lysimachia barystachys Bunge 点地梅Androsace umbellata （Lour.） Merr. 暴马丁香（暴马子）Syringa amurensis Rupr. 东北连翘Forsythioa mandshurica Uyeki 苦丁香 Syringa oblate Lindl. 苦枥白腊树（花曲柳）Fraxinus rhynchophylla Honce 粗糙龙胆 Gentiana scabra Bunge藤长苗 Calystegia pellita （Ledeb.） G. Don. 裂叶牵牛Pharbitis nil（L.）Choisy 日本菟丝子（大菟丝子） Cuscuta japonica Choisy 圆叶牵牛 Pharbitis purpurea （L.） Voigt 菟丝子 Cuscuta chinensis Lam.附地菜 Trigonotis peduncularis （Trev.） Benth. 紫草 Lithospermum erythrorhizon Sieb. et Zucc. 多裂叶荆芥Schizonepaeta multifida （L.）Briq. 石荠苧 Mosla scabra （Thunb.）C. Y. Wu et H. W. Li 荆芥Schizonepeta tenuifolia Briq.罗勒 Ocimum basilicum L. 风车草 Clinopodium chinense O. Kuntze var. gradiflorum Hara 大花益母草（錾菜）Leonurus macranthus Maxim. 藿香Agastache rugosa（Fsch. et C. A. Mey. ）O. Kuntze 水棘针 Amethystea caerulea L. 香薷 Elsholtzia ciliata （Thunb.） Hyland. 夏至草 Lagopsis supina （Steph.） Ik. Gal ex Knoro. 连钱草（活血丹） Glechoma hederacea L. var. longituba Nakai. 黄芩Scutellaria baicalensis Georgi 丹参 Salvia miltiorrhiza Bge. 薄荷 Mentha haplocalyx Briq.夏枯草Prunella asiatica Nakai. 益母草 Leonurus japonicus Houtt. 紫苏 Perilla frutescens（L.） Britt. 紫花曼陀罗 Datura stramonium L. var. tatula Torrey 假酸浆 Nicandra physalodes （L.） Gaertn. 木本曼陀罗Datura arborea L. 毛曼陀罗（北曼陀罗）Datura innoxia Mill 白曼陀罗（南洋金花）Datura metel L. 茄 Solanum melongena L. 毛酸浆 Physalis pubescens L. 莨菪（天仙子）Hyoscyamus bohemicus F. W. Schmidt 北莨菪（小天仙子）Hyoscyamus bohemicus F. W 龙葵（黑天天）Solanum nigrum L. 酸浆（挂金灯、红姑娘）Physalis alkekengi L. var. francheti （Mast.） Ma 泡桐Paulownia fortunei （Seem.） Hemsl. 毛泡桐 Paulownia tomentosa （Thunb.） Steud. 轮叶婆婆纳（斩龙剑）Veronicastrum sibiricum （L.） Pennell 山萝花Melampyrum roseum Maxim.松蒿 Phtheirospermum japonicum（Thunb.）Kanitz.通泉草 Mazus stachydifolius （Turcz.）Maxim. 凌霄Campsis grandiflora （Thunb.）K. Schum. 梓树（臭梧桐）Catalpa ovata G. Don 透骨草（蝇毒草）Phryma leptostachya L. var. asiatica Hara 长叶车前Plantago lanceolata L. 大车前 Plantago major L. 车前 Plantago asiatica L. 平车前 Plantago asiatica L. 茜草 Rubia cordifolia L. 朝鲜接骨木 Sambucus Williamsii Hance var. core-ana （Nakai） Nakai 金银忍冬Lonicera maackii （Rupr.） Maxim. 忍冬 Lonicera japonica Thunb. 败酱（黄花败酱）Patrinia scabiosaefolia Fisch. 岩败酱 Patrinia rupestris （Pall.） Dufr. 丝瓜Luffa cylindrica （L.） M. Roem. 南瓜 Cucurbita moschata（Duchesne ex Lam.）Duchesne ex Poir. 西瓜 Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum. et Nakai 赤瓟Thladiantha dubia Bunge 聚花风铃草 Campanula glomerata L. 桔梗（和尚头）Platycodon grandiflorum（Jacq.）DC. 北苍术（山苍术 枪头菜 山刺菜）Atractylodes chinensis （DC.） Koidz. 碱地蒲公英 Taraxacum sinicum Kitag 牛膝菊 Galinsoga parviflora Cav. 菊三七 Gynura japonica（Thunb.）Juel 红花 Carthamus tinctorius L. 苦苣菜 Sonchus oleraceus L. 栽培菊苣 Cichorium endivia L. 山苦菜（苦菜） Ixeris chinensis （Thunb.） Nakai 欧亚旋覆花（大花旋覆花）Inula Britannica L. 毛脉山莴苣Lactuca raddeana Maxim. 抱茎苦荬菜（苦碟子）Ixeris sonchifolia （Bunge） Hance. 苦荬菜 Ixeris denticulata Stebb. 火绒草（老头草）Leontopodium leontopodioides（Willd.）Beauv 鬼针草（婆婆针）Bidens bipinnata L. 关苍术Atractylodes japonica Koidz. ex Kitam. 朝鲜苍术 Atractylodes koreana （Nakai） Kitam. 苣卖菜（曲麻菜）Sonchus brachyotus DC. 大丁草Leibnitzia anandria （L.） Nakai 白缘蒲公英Taraxacum platypecidum Diels 狗舌草Tephroseris campestris（Rutz.）Rchb. 蒙古苍耳Xanthium mongolicum Kitag 大丽菊（地瓜花）Dahlia pinnata Cav. 艾蒿 Artemisia arayi Levl.et Vant 茵陈蒿Artemisia capillaris Thunb. 刺儿菜（小蓟）Cirsium segetum Bunge.黄花蒿（臭蒿）Artemisia annua L. 野菊 Chrysanthemum indicum L. 牛蒡（大力子）Arctium lappa L. 蓍草（蜈蚣草）Achillea alpina L. 祁州漏芦 Rhaponticum uniflorum （L.）DC. 旋覆花 Inula japonica Thunb. 变色白前 Cynanchum versicolor Bunge 鹅绒藤Cynanchum chinense R. Brown 隔山消（白首乌）Cynanchum wilfordii （Maxim.） Forb. et Hems. 杠柳 Periploca sepium Bunge 萝藦（赖瓜瓢）Metaplexis japonica （Thunb.） Makino 尖叶白前（潮风草）Cynanchum ascyrifolium （Franch. et Sav.） Matsum. 白薇 Cynanchum atratum Bunge 徐长卿 Cynanchum paniculatum （Bunge） Kitag. 银线草（四块瓦）Chloranthus japonicus Sieb. 胡桃楸（核桃楸、山核桃）Juglans regia L. 辽东栎 Quercus wutaishanica Mayr 蒙古栎 Quercus mongolica Fisch. ex Turea. 桑 Morus alba L. 构树Broussonetia papyrifera （L.） Vent. 葎草 Humulus scandens （Lour.） Merr. 大麻（线麻）Cannabis sativa L. 蒙桑 Morus mongolica Schneid. 宽叶荨麻 Urtica laetevirens Maxim. 槲寄生（冬青）Viscum coloratum （Kom.） Nakai 东北细辛（辽细辛）Asarum heterotropoides Fr. Schmidt var. mandshuricum （Maxim.） Kitag. 北马兜铃（马兜铃）Aristolochia contorta Bunge 宽叶荨麻 Urtica laetevirens Maxim.何首乌Polygonum multiflorum Thunb. 卷茎蓼 olygonum convolvulus L. 酸模叶蓼（大马蓼）Polygonum lapathifolium L. 波叶大黄Rheum undulatum L. 刺蓼 Polygonum senticoum （Meisn.） Franch. 箭叶蓼Polygonum sieboldii Meisn. 辣蓼（水蓼）Polygonum hydropiper L. 萹蓄Polygonum aviculare L. 红蓼（荭草、东方蓼）Polygonum orientale L. 穿叶蓼（杠板归）Polygonum perfoliatum L. 藜（灰菜）Chenopodium album L. 猪毛菜 Salsola collina Pall. 地肤（扫帚菜）Kochia scoparia （L.） Schrad. 青葙Celosia argentea L. 牛膝 Achyranthes bidentata Blume. 反枝苋（苋菜） Amaranthus retroflexus L. 鸡冠花Celosia cristata L. 商陆 Phytolacca acinosa Roxb. 马齿苋 Portulaca oleraceae L. 银柴胡Stellaria dichotoma L. var.lanceolata Bge. 蚤缀（小无心菜）Arenaria serpyllifolia L. 麦蓝菜（王不留行） Vaccaria segetalis （Neck.） Garcke ex Asch. 瞿麦 Dianthus superbus L. 大花剪秋箩 Lychnis fulgens Fisch. 光萼女娄菜 Melandrium firmum （Sieb. et Zucc.） Rohrb. 长蕊丝石竹（欧石头花、霞草）Gypsophila oldhamiana Miq. 异叶假繁缕（太子参、孩儿参）Pseudostellaria heterophylla （Miq.） Pax 石竹（东北石竹） Dianthus chinensis L. 肥皂草 Saponaria officinalis L. 牡丹Paeonia suffruticosa Andr. 唐松草 Thalictrum aquilegifolum L.var.sibiricum Regel et Tiling[T.comtortum 大三叶升麻（窟窿牙，龙眼根）Cimicifuga heracleifolia Kom.兴安白头翁 Thalictrum dahurica（Fisch.）Spreng 朝鲜白头翁 Thalictrum cernua （Thunb.）Bercht. et Opiz. 毛茛 Ranunculus japonicus Thunb. 耧斗菜 Aquilegia viridiflora Pall. 回回蒜毛茛 Ranunculus chinensis Bunge. 荷包牡丹 Dicentra spectabilis Miq. 大叶铁线莲 Clematis heracleifolia DC. 两色乌头Aconitum alboviolaceum Kom. 棉团铁线莲 Clematis hexapetala Pall. 箭头唐松草（箭头白蓬草）Thalictrum simplex L 白头翁（毛姑朵花）Pulsatilla chinensis （Bunge） Regel东北铁线莲（辣蓼铁线莲）Clematis mandshurica Rupr. 兴安升麻 Cimicifuga dahurica（Turcz.） Maxim. 北草乌（草乌头、北乌头）Aconitum kusnezoffii Reichb 卵叶芍药（草芍药）Paeonia obovata Maxim. 芍药（赤芍）Paeonia lactiflora Pall. 日本小檗Berberis thunbergii DC. 朝鲜淫羊藿Epimedium koreanum Nakai 细叶小檗（泡小檗）Berberis poiretii Schneid. 蝙蝠葛（山豆根）Menispermum dauricum DC. 紫玉兰（木兰） Magnolia liliiflora. 天女木兰 Magnolia sieboldii Koch 玉兰 Magnolia denudata Desv. 五味子（北五味子）Schisandra chinensis （Turcz.） Baill. 博落回 Macleaya cordata （Willd.） R. Br. 野罂粟 Papaver nudicaule L. 珠果紫堇 Corydalis pallida （Thunb.） Pers. 荷青花 Hylomecon vernalis Maxim. 白屈菜Cherdonium majus L. 印度蔊菜Rorippa indica（L.）Hiern 蔊菜Rorippa indica（L.）Hiern 光果葶苈 Draba nemorosa L.var. leiocarpa Lindbl 光果葶苈 Draba nemorosa L.var. leiocarpa Lindbl 莱菔（萝卜）Raphanus sativus L 播娘蒿（南葶苈子）Descuminia sophia（L.）Webb. ex Prantl 葶苈 Draba nemorosa L.荠菜Capsella bursapastoris（L.） Medic. 垂果南芥 Arabis pendula L. 芝麻菜Eruca sativa Mill. 诸葛菜Orychophragmus violaceus O.E.Schulz 菘蓝 Isatis indigotica Fortune 独荇菜（腺茎独荇菜）Lepidium apetalum Willd. 景天三七（费菜）Sedum aizoon L. 卧茎景天 Sedum sarmentosum Bunge 瓦松 Orostachys fimbriatus （Turcz.） Berger 东北茶藨 Ribes mandshuricum （Maxim.） Kom. 库页悬钩子 Rubus sachalinensis Levl. 郁李Prunus japonica Thunb. 翻白草 Potentilla discolor Bung. 杏 Armeniaca vulgaris Lam. 毛樱桃 Prunus tomentosa Thunb. 山里红 Cratoegus pinnatifida Bunge var. major N. E. Br. 茅莓悬钩子Rubus parvifolius L. 蛇莓 Duchesnea nidica （Andr.） Focke 蓬蘽悬钩子（托盘）Rubus crataegifolius Bge. 莓叶委陵菜 Potentilla fragarioides L. 蛇含委陵菜Potentilla kleiniana Wight et Arn. 水杨梅 Geum aleppicum Jacq. 委陵菜 Potentilla chinensis Ser. 地榆 Sanguisorba officinalis L. 翻白委陵菜 Potentilla discolor Bunge 山楂Cratoegus pinnatifida Bunge 仙鹤草（龙牙草）Agrimonia pilosa Ledeb. 膜荚黄芪 Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge. 头序甘草（刺果甘草）Glycyrrhiza pallidiflora Maxim. 草木樨Melilotus suaveolens Ledeb. 白扁豆Dolchos lablab L. 山皂角 Gleditsia japonica Miq. 黑豆（大豆） Glycine max（L.）Merr.（Phaseolus max L.） 披针叶野决明（牧马豆） Thermopsis lanceolata R. Br. 扁茎黄芪（沙苑子潼蒺藜 沙苑蒺藜）Semen Astragali Complanati 葫芦巴（苦豆、香草、苦草） Trigonella foenum-graecum L. 决明 Cassia tora L. 皂荚（皂角）Gleditsia sinensis Lam. 绒毛胡枝子 Lespedeza tomentosa（Thunb.）Sieb. ex Maxim. 兴安胡枝子 Lespeza davurica Schindl. 甘草 Glycyrrhiza uralensis Fisch. 绿豆Vigna radiata（L.）Wilczak [Phaseolus radiatus L. 苜蓿Medicago sativa L. 花木蓝 Indigofera kirilowii Maxim. 槐 Sophora japonica L. 白车轴草 Trifolium repens L. 米口袋 Gueldenstaedtia verna （Geor-gi） Boriss. 直酢浆草 Oxalis stricta L. 毛蕊老鹳草 Geranium platyanthum Duthie 鼠掌老鹳草 Geranium sibiricum L. 突节老鹳草 Geranium sieboldii Maxim. 老鹳草 Geranium wilfordii Maxim. 牻牛儿苗 Erodium stephanianum Willd. 蒺藜Tribulus terrestris L. 野花椒Zanthoxylum simulans Hance 山花椒Zanthoxylum schimifolium Sieb. et Zucc. 白藓（八股牛）Dictamnus dasycarpus Turcz. 黄柏（黄檗）Phellodendron amurense Rupr. 臭椿（风眼草）Ailanthus altissima （Mill.） Swingle 香椿（椿树）Toona sinenesis （A.Juss.） Roem. 远志Poligala tenuifolia Willd. 千根草（小飞扬草） Euphorbia thymifolia Linn. 东北油柑（蜜甘草） Phyllanthus ussuriensis Rupr. et Maxim. 铁苋菜（海蚌含珠） Acalypha australis L. 林大戟 Euphorbia lucorum Rupr. 飞扬草（大地锦）Euphorbia hirta L. 蓖麻Ricinus communis L. 叶底珠（一叶荻、狗杏条）Securine gasuffruticosa （Pall.） Rehd. 斑地锦Euphorbia maculata L. 地锦 Euphorbia humifusa Willd. 卫矛（鬼箭羽）Euonymus alatus （Thunb.）Sieb.南蛇藤Celastrus orbiculatus Thunb.元宝槭 Acer truncatum Bunge色木槭 Acer mono Maxim. 栾树Koelreuteria paniculata Laxm. 水金凤Impatiens noli-tangere L. 凤仙花 Impatiens balsamina L. 枣 Zizyphus jujuba Mill. var. inermis（Bunge）Rehd. 欧李 Prunus humilis Bunge 酸枣 Zizyphus jujuba Mill. 蛇白蔹 Ampelopsis brevipedunculata（Maxim.） Trautv. 扁担木Grewia biloba G. Don var.parviflora（Bunge） Hand.-Mazz. 木槿 Hibiscus syriacus L. 野西瓜苗 Hibiscus trionum L. 蜀葵 Althaea rosea（L.）Cavan. 苘麻（青麻）Abutilon theophrasti Medic. 冬葵 Malva verticillata L. 软枣猕猴桃（软枣子）Actinidia arguta （Sieb. et Zucc.） Planch. ex Miq. 长柱金丝桃（红旱莲、湖南连翘）Hypericum ascyron L. 乌腺金丝桃 Hypericum attenuatum Choisy. 柽柳 Tamarix chinensis Lour. 鸡腿堇菜 Viola acuminata Ledeb. 紫花地丁 Viola yedoensis Makino 千屈菜 Lythrum salicaria L. 八角枫 Alangium platanifolium（Sieb. et Zucc.） Harmus 露珠草 Circaea cordata Royle. 月见草（山芝麻）Oenothera biennis L. 辽东楤木（刺老鸦叶）Aralia elata（Miq.）Seem.长白楤木 Aralia continentalis Kitag. 龙牙楤木 Acanthopanax elata（Mia.）Seem. 短梗五加 Acanthopanax sessiliflorus（Rupr. et Maxim.）Seem.刺五加 Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.）Harms.珊瑚菜 Glehnia littoralis F. Schmidt ex Miq. 辽藁本Ligusticum jeholense Nakai & Kitag. 东北牛防风（短毛白芷）Heracleum moellendorffii Hance 大活（兴安白芷、走马芹）Angelica dahurica （Fisch.） Benth. et Hook. ex Franch. 窃衣Torilis japonica （Houtt.） DC. 石防风Peucedanum terebinthaceum （Fisch.） Fisch. 胡荽（芫荽、香菜） Coriandrum sativum L. 茴香 Foeniculum vulgare Mill. 蛇床 Cnidium monnieri（L.） Cuss. 防风 Saposhnikovia divaricata（Turcz.） Schis-chk. 柴胡（北柴胡、竹叶柴胡）Bupleurum chinensis DC.卷柏Selaginella tamariscina（Beauv.）Spr. 问荆Equisetum arvense L. 木贼Equisetum hiemale L. 中华蹄盖蕨（狭叶蹄盖蕨）Athyrium sinense Rupr. 过山蕨 Camptosorus sibiricus Rupr. 绵马鳞毛蕨（粗茎鳞毛蕨、东北贯众）Dryopteris crassirhizoma Nakai 乌苏里瓦韦 Lepisorus ussuriensis （Regel et Maack.）Ching 有柄石韦 Pyrrosia petiolosa（Chrst）Ching 地钱 Marchantia polymorpha L. 葫芦藓 Funaria hygrometrica Hedw. 木耳 Auricularia auricula（L.ex Hook.）Underw 粗毛纤孔菌（粗毛黄褐孔菌）Inonotus hispidus（Bull.）P. Karst 灵芝Ganoderma lucidum（Leyss.ex Fr）Karst. 树舌 Ganoderma applanatum （Pers.ex Gray.）Pat. 云芝 Polystictus versicolor （L.） Fr. 马勃（马粪包、大马勃）Calvatia gigantea（Batsch. ex Pers.）Lloyd. 地星 Geastrum hygrometricum Pers. 一共388种东北地产药用植物。

5 数据库嵌入

利用J2EE+Tomcat技术平台将上述388种东北地产药用植物数据库进行编译，利用XML&B/S网络系统嵌入，将药用植物数据存储在远程服务器上，即云端数据库上。利用Eclipse集成平台将编译好的药用植物XML数据利用HICP协议直接嵌入到APP端的本地数据库API接口上。采用两种不同的嵌入方式是为了提高软件和WEB端的开发效率和软件代码的可重用性，缩短开发周期，降低开发成本。

6 二维码云服务在系统中的设计与实现

嵌入药用植物信息数据库的WEB端经二维码编码API编译后实现了如图7所示的效果，WEB页面左边是植物的生长原地实景图片，右边是和APP端兼容互通的二维码，下方是植物的详细文字说明。

东北地产药用植物数据库手机版（中药视听在线）的主界面和音序列表如图8所示，包括中药图片识别、二维码扫描、文字检索、音序分类列表、无忧试题、掌上报告厅等。数据库还提供全部药用植物的语音介绍，让使用者做到真正的“听课”，APP的数据端接口与云端完全兼容，同步更新。APP在Android1.6到Android5.0各个版本的测试运行中结果数据分析表明，中药视听在线APP已经完全兼容现阶段各个版本的Android智能手机。

东北地产药用植物数据库手机版（中药视听在线）的二维码扫描模块如图9所示。用户点击APP主界面的二维码扫描按钮，进入系统调用Android底层包的缓冲池页面，用户再次点击开始，APP即可调用手机摄像头，实现二维码拍摄功能。经过大量的技术改进和算法优化，APP从最初的3 s识别到现在的0.2 s即可识别药用植物的二维码信息。

用户通过Android smartphone APP端的二维码扫描模块对准三个像素识别点进行扫描便实现如图10所示的效果。

用户扫描后在APP端出现的页面如图11所示。扫描后的数据与WEB端的数据完全相同和兼容，并且在APP本地存储里还加入了语音云端下载链接，供用户选择性下载使用，并且系统的云端后台会基于用户的使用频率和使用内容在借助阿里云IM大数据接口分析，系统后台会自动地推送用户所浏览的相关内容的配套试题，实现真正的在线教育2.0闭环生态圈。

7 总结

二维码作为一个云端数据存储和终端数据获取的云服务连接桥梁，其拥有强大的数据跨平台、跨库、跨终端能力。二维码云服务技术很好地利用了东北地产药用植物数据库，实现了资源的跨库、跨平台、跨终端的传播和使用，使得师生更加便捷地使用这一数据库。二维码云服务和云计算技术的利用改变了传统中药学教育行业的教育形式和方式，有效解决了教育资源的分配不均和利用率低下的行业难题，为传统中药学教育迈向中药教育2.0提供了一个行业解决方案，为教育资源的融合和教育效益的最大化以及打造中药教育闭环生态圈提供了一个新思路。

它也有以下几点不足和问题：①WEB端没有使用Service层进行业务处理，页面没有深度的人机交互体验；②WEB端没有使用AJAX技术页面无刷新效果；③Android APP端二维码模块调用摄像头的时间和识别时间会低概率地超过0.3 s，这一点影响了用户体验；④网络信息安全问题，整套数据库系统采用辽宁中医药大学统一身份认证系统+网络安全防火墙复合式防护机制作为信息安全保障，但是还是会有安全漏洞，网络黑客还是可以利用客观的技术漏洞进行木马攻击，破坏系统的安全框架，非法获取数据库资料和用户信息。这个问题是现在普遍存在的社会问题和技术难题，随着互联网的发展，信息安全问题变得日益严重。但是我相信，通过我们共同努力，在不久的将来这一问题一定会得到很好的解决。

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作者简介：黄均（1993—），男，辽宁省首届“互联网+”大学生创新创业大赛省级铜奖获得者，研究方向为物联网工程。

〔编辑：胡雪飞〕