基于微信小程序的AI自然卫士

作品简介

响应“十四五”林业草原保护发展规划对保护野生动植物的号召及《国家重点保护野生动物名录》和《国家重点保护野生植物名录》首次全面调整，为了更好地普及野生动植物知识，满足教师、学生、动植物爱好者的需求，我们基于人工智能和微信小程序技术，推出了支持热点快讯、动植物辞典、AI识别、AI问答、答题挑战等功能的AI自然卫士微信小程序。

主要功能如下：

1. 展示关于自然保护、野生动植物的热点消息和相关政策，支持图文和视频两种展示形式。

2. 提供野生动植物的百科全书，支持根据保护级别和动植物类别筛选查看。

3. 基于图像识别技术，可识别近八千种动物、超过2万种常见植物和近8千种花卉。

4. 答题挑战：提供有关动植物的趣味问题，用户答题后可参与排行榜。

5. AI问答助手：支持百科问答和聊天，方便给用户答疑解惑

安装说明

使用方式1： 在手机微信首页下拉。然后搜索小程序“AI自然卫士”，即可进入打开。

使用方式2：使用联网的手机微信扫描以下二维码即可打开（小程序二维码如下所示）。

使用方式3： 打开微信开发者工具，点击导入，选择项目文件夹，选择小程序模式/普通编译编译运行即可。

作品暂未开源，感兴趣的小伙伴们敬请期待~

作品效果图

一、首页

二、热点资讯

三、动植物百科辞典

四、图像识别

五、答题挑战

六、智能问答

设计思路

一、需求分析

社会背景

国家林业和草原局在“十四五”林业草原保护发展规划中确定了我国生物多样性保护目标，将从多种野生动植物入手，实现物种的全面保护。2021年2月和9月，新调整的《国家重点保护野生动物名录》和《国家重点保护野生植物名录》相继正式发布，这是两个《名录》发布施行以来首次系统、全面调整。

野生动植物是自然生态系统的重要组成部分，加强野生动植物保护是维护生物多样性、建设生态文明的重要举措。

但全国野生动植物资源调查结果显示，我国87.7%的野生动物种群因栖息地缩减、割裂、质量下降、人为活动干扰等原因，生存空间不断受挤压，不少濒危物种的栖息地、鸟类集群活动区域及迁飞通道面临着土地开发、农业开垦、环境污染等威胁，前景堪忧，形势仍很严峻。

竞品分析

二、概要设计

功能分解图

整体架构图

系统结构分层图

系统流程图

三、详细设计

前端

我们深知用户界面对一个产品的重要影响。在前端，基于小程序原生高颜值的组件库ColorUI进行设计，它提供鲜亮的高饱和度色彩，专注视觉，能为用户提供更加友好美观的界面。同时，我们也使用了Lin UI组件库来提升开发效率，简洁，易用的设计规范。为了尽最大可能提升用户体验，我们不断对细节进行调整，具体展示见作品效果图。

后端

在项目构思开始阶段，打算使用基于SpringBoot的Web框架和MySQL数据库进行开发，但是后来注意到微信官方平台提供的云开发新模式，使用云开发可以免去部署服务器的步骤，直接使用微信提供的云函数、云数据库。云函数无需维护鉴权逻辑，直接调用微信官方接口，云数据库则免部署运维，支持可视化管理、数据读写、数据库事务、自动备份回档等功能。使用云开发，既方便又可靠，是微信官方提倡的开发方式，使得我们可以更注重业务逻辑，更好的提升用户体验。

数据库设计

数据库采用微信云数据库，它支持免部署运维，可视化管理，数据读写、数据库事务、自动备份回档等功能，能够较大的简化开发流程。

本项目共包含五张数据表，ER图如下所示：

关键技术

微信云开发

云端一体化开发多种端应用，避免了应用开发过程中繁琐的服务器搭建及运维，开发者可以专注于业务逻辑的实现，开发效率更高。

AI图像识别

可识别超过2万种常见植物、近8千种花卉和近八千种动物，接口返回动植物名称和置信度信息，支持获取识别结果的百科信息，可以为动植物爱好者提供分别有趣的交互和方便的功能。

AI智能问答

百度大脑UNIT平台搭载业界领先的需求理解，对话控制及底层自然语言处理、知识挖掘等核心技术，通过对接该平台为动植物爱好者提供丰富的问答功能。

四、测试报告

通过微信小程序官方测试程序进行测试，得分优秀。另外，本项目已经通过审核正式上架小程序商店，可用性得到充分证明。

重点难点

前端样式问题。由于第一次独立开发一个完整的前端项目，在配置环境、引用外部样式和组件库方面花了不少精力。另外，我在一开始的开发过程中，过于专注细节性的设计，而忽略的大局观，导致效率较低，最后先做出产品原型图再进行设计开发效率得到明显提升。
前后端的数据联动问题。通过后端查询到数据库字段后，通过setData方法将数据展示的时候，前端没有响应，经过反复排查，最终发现，小程序在异步请求之后直接this.setData({}) 是不起作用的，因为this丢失，需要在请求之前定义e = this，使用e.setData({}) 才可以，另外，e不能写成全局变量，一定要写在方法里，并且是异步请求之前才行。
后端部分第一次使用微信云开发、对云函数和云数据库不了解，但通过对官方文档的学习和钻研最终成功实现了相应的功能。
在云函数中通过HTTP向百度图像识别接口发送请求的时候，出现以下问题：首先百度返回信息一直提示提示参数错误，但是当时反复排查也觉得没有问题，最终还是通过仔细阅读文档解决。第二个问题是尽管百度返回值是正确定，但是前端获得的result字段依然为空，通过在互联网上查阅相关资料，最终发现是由于云函数的异步机制导致的，由于JavaScript的异步机制，所以在HTTP请求未结束的时候主程序就已经退出了。
目前存在以下难点