基于微信小程序的云植物识别养殖系统

一、题目中英文摘要
1.1 中文摘要
针对当代年轻人生活节奏快、心理压力大，因时间不足、居住环境受限难以养护真实绿植，存在情绪解压、精神寄托的需求，本文设计并实现了一款基于SpringBoot的云植物识别养殖微信小程序系统。系统采用Java作为后端开发语言，MySQL作为数据存储数据库，结合微信小程序轻量化前端技术，内嵌H5摄像头图像识别模块，搭建包含普通用户、平台管理员两类角色的线上云养平台。系统主要实现实景植物拍照识别、虚拟植物领养、云端养护打卡、植物成长值计算、养护知识阅览、个人花园管理、后台内容审核、数据统计、权限管控等核心功能，构建实景识别解锁虚拟绿植、线上持续养成的闭环体验。该系统将现实植物识别与虚拟云养相结合，满足年轻人零负担线上治愈、精神寄托的需求，操作简单、使用门槛低，能够帮助用户在碎片化时间体验植物养成乐趣，具备良好的娱乐价值与实践推广意义。

1.2 英文摘要
Aiming at the needs of contemporary young people for emotional decompression and spiritual sustenance due to fast life rhythm and difficulty in maintaining real green plants caused by insufficient time and limited living environment, this paper designs and implements a cloud plant recognition and breeding WeChat mini-program system based on SpringBoot. The system uses Java as the back-end development language and MySQL for data storage. Combined with the lightweight front-end technology of WeChat mini-program, it embeds the H5 camera image recognition module, and builds an online cloud breeding platform with two types of roles: ordinary users and platform administrators. The system mainly realizes core functions such as real-scene plant photo recognition, virtual plant adoption, cloud maintenance check-in, plant growth value calculation, maintenance knowledge reading, personal garden management, background content review, data statistics and permission control, forming a closed-loop experience of unlocking virtual green plants through real-scene recognition and continuous online cultivation. Combining real plant recognition with virtual cloud breeding, the system meets young people's demand for zero-burden online healing and spiritual sustenance. It is easy to operate and has low usage threshold, helping users experience the fun of plant cultivation in fragmented time. It has good entertainment value and practical promotion significance.

二、研究目的与意义
2.1 研究目的
本课题研究旨在依托互联网数字化技术，打造轻量化线上云养植物平台，解决当代年轻人喜爱绿植但受时间、居住条件限制，无法长期养护真实植物的痛点。通过开发基于微信小程序的云植物识别养殖系统，利用H5摄像头拍照识别真实植物，识别成功后解锁同款虚拟植物，实现实景观察与线上虚拟养成联动。系统支持用户进行浇水、光照等养护打卡，虚拟植物随打卡行为累积成长值，完成发芽、开花等状态变化。同时通过分角色权限管控，实现普通用户便捷云养体验、管理员统一维护平台资源，依托数据统计功能记录用户养成行为，最终为青年群体提供低成本、无压力的治愈型线上精神寄托渠道，探索轻量化图像识别技术在休闲养成类小程序中的应用方案。

2.2 研究意义
（1）理论意义
本研究将SpringBoot后端框架、微信小程序前端技术、H5摄像头图像识别技术与治愈系虚拟植物养成场景深度结合，丰富了轻量化休闲养成小程序系统的相关研究。针对青年群体线上云养、精神寄托的场景需求，设计适配普通用户与管理员的分权限业务模块，优化了轻量化养成平台的业务架构与权限体系，为同类图像识别+虚拟养成小程序平台的开发与落地提供了理论参考与技术实践案例，对移动端休闲娱乐信息化建设的相关研究具有一定的补充价值。

（2）实际意义
在实际应用中，本系统打破真实绿植养护带来的时间与环境约束，用户只需拍摄现实植物，即可解锁对应的虚拟植株进行线上养护，获取治愈感与精神寄托。对于普通青年用户，无需承担真实植物养死的压力，碎片化时间即可完成养护打卡，获得养成的乐趣。对于平台管理员，可以统一管理虚拟植物素材、养护科普内容，查看用户打卡数据，维护平台内容秩序。系统沉淀的用户养成数据，能够直观了解用户偏好，便于持续优化平台内容，为轻量化治愈类小程序产品的设计提供实践参考。

三、国内外研究现状
3.1 国内研究现状
国内植物识别与虚拟养成相关应用发展迅速。植物识别类软件大多聚焦于实景植物识别、科普查询，仅具备识别和知识展示功能，缺少虚拟养成联动模块。而国内现有的虚拟云养小程序大多为纯虚拟养成，没有实景拍照识别入口，用户只能直接选择预设植物，缺少现实和虚拟联动的交互体验。在高校毕业设计领域，植物相关系统大多偏向物联网硬件监测、温室大棚监测方向，偏重工业农业场景，面向年轻人解压、精神寄托的轻量化云养平台研究较少。现有同类系统普遍存在功能单一、实景识别与虚拟养成相互割裂、交互趣味性不足等问题。总体来看，国内结合H5摄像头实景识别、虚拟植物养成、轻量化小程序的治愈系云养系统，仍有较大的研究与开发空间。

3.2 国外研究现状
国外图像识别技术、虚拟养成类游戏应用起步较早，植物识别算法成熟，养成类产品交互设计优秀。国外产品大多分为两类，一类是专业植物识别软件，侧重植物物种识别与植物学科普；另一类是休闲虚拟养成游戏，侧重游戏化体验。但是国外产品很少将实景植物识别与轻量化线上云养结合，且产品大多为独立APP，缺少基于微信生态的小程序版本，难以适配国内用户使用习惯。国外相关产品偏向商业化游戏或者专业科研工具，缺少面向国内年轻人情绪解压、精神寄托定位的轻量化平台。因此，开发适配国内微信生态，融合实景识别与虚拟云养的治愈型小程序系统，具备本土化研究价值。

四、系统需求分析
本系统结合云植物识别与线上虚拟养殖场景，采用分角色精细化需求设计，核心分为普通小程序用户、平台管理员两类用户，各角色权限与功能模块需求如下：

4.1 普通小程序用户功能需求
（1）用户注册登录模块：支持微信一键授权登录，完善个人基础信息，实现账号快速注册与登录，无需复杂操作。
（2）实景植物识别模块：调用H5摄像头拍照，上传图片识别植物种类，识别成功后解锁同款虚拟植物至个人花园。
（3）个人花园与虚拟植物模块：查看已领养的全部虚拟植物，查看植物当前成长阶段、成长值，浏览植物基础信息。
（4）养护打卡模块：对花园内的虚拟植物执行浇水、光照等养护打卡操作，打卡后增加植物成长值，自动记录养护日志。
（5）养护知识阅览模块：浏览各类绿植科普知识、养护技巧，学习植物相关常识。
（6）个人中心模块：管理个人资料，查看全部养护打卡记录，查看平台消息通知。

4.2 平台管理员功能需求
（1）用户管理模块：查看平台所有注册用户信息，管理用户账号，处理违规用户。
（2）虚拟植物素材管理模块：新增、编辑、下架平台虚拟植物资源，设置植物基础属性、成长参数。
（3）科普内容管理模块：新增、编辑、删除养护科普文章，维护平台知识库内容。
（4）数据统计模块：统计平台用户数量、识别次数、打卡活跃度，查看平台运营数据。

五、系统开发技术及介绍
5.1 后端核心技术
（1）Java语言：作为主流后端开发编程语言，具备面向对象、跨平台、安全性高、稳定性强的特点，生态体系成熟，适配各类Web系统开发，是本系统的核心开发语言。
（2）SpringBoot框架：基于Spring的轻量化开发框架，能够自动配置项目依赖、简化繁琐的XML配置，快速搭建稳定的后端服务，有效降低代码耦合度，提升项目开发效率、可维护性与扩展性，适配中小型小程序系统开发。
（3）MySQL数据库：开源免费的关系型数据库，体积小、运行速度快、稳定性高，支持数据持久化存储，能够高效存储本系统用户、虚拟植物、养护记录、科普文章等各类业务数据，适配本科毕业设计项目开发场景。
（4）IDEA开发工具：主流Java开发集成工具，具备智能代码提示、快速调试、项目管理等功能，能够有效提升后端代码编写、调试与项目部署效率。

5.2 前端核心技术
（1）微信小程序原生技术：采用小程序官方原生框架开发，无需下载、即用即走，占用内存小、操作轻量化，适配移动端用户随时访问、便捷操作的使用场景，开发周期短、适配性强。
（2）HTML/CSS/JavaScript：用于开发内嵌H5摄像头页面，实现摄像头调用、图片拍摄与上传功能；同时搭建电脑端Vue管理后台页面结构、美化页面样式、实现页面交互效果，保障后台管理界面简洁清晰、操作流畅。

六、数据库表结构设计
本系统数据库共设计6张核心数据表，所有字段简洁实用，满足系统全部业务存储需求，具体设计如下：
1. 用户信息表（user）：主要存储平台所有用户基础数据，包含用户id、用户昵称、用户头像、用户角色、创建时间等字段，区分普通用户与管理员角色权限，用于用户登录与身份识别。
2. 虚拟植物表（virtual_plant）：存储平台预设虚拟植物数据，包含plant_id、植物名称、植物简介、初始成长值、植物图片地址等字段，记录虚拟植物基础信息。
3. 用户花园表（user_garden）：记录用户领养的虚拟植物，包含garden_id、user_id、plant_id、当前成长值、领养时间等字段，关联用户与对应的虚拟植物。
4. 养护打卡记录表（care_record）：存储用户养护打卡数据，包含record_id、user_id、garden_id、养护类型、打卡时间等字段，记录用户浇水、光照等养护行为。
5. 植物识别记录表（recognize_log）：存储用户植物识别记录，包含log_id、user_id、plant_id、上传图片地址、识别时间等字段，记录用户拍照识别历史。
6. 科普资讯表（article）：存储养护科普文章，包含article_id、文章标题、文章简介、发布时间、管理员id等字段，用于小程序端科普知识展示。