宠物犬常见疾病防治专家系统的开发毕业设计.docx

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宠物犬常见疾病防治专家系统的开发毕业设计

天津农学院

毕业设计

中文题目:

宠物犬常见疾病防治专家系统的开发

英文题目:

DevelopmentofExpertSystemofPetDog's

CommonDiseasesPrevention

系别计算机科学与信息工程系　

专业班级2009级计算机科学与技术专业

2013年６月

摘要

随着人们生活水平的不断提高，养犬的家庭越来越多，犬病也不断发生。

因此，对具有丰富诊疗知识和经验的犬病临床诊疗人员的需求也日益增加，而我国现有的从事动物疾病临床诊疗人员的数量和水平都很难满足这种日益增长的需求，而且这种矛盾表现得越来越突出“单纯靠培养专业的动物疾病临床诊疗人员很难在短时间内解决这一矛盾”因此，开发宠物犬疾病防治专家系统应该是解决这一矛盾的有效途径。

专家系统是一个智能计算机程序，它利用知识和经验，通过推理来解决领域中只有人类专家才能解决的难题。

宠物犬常见疾病防治专家系统的研究是在结合国内外研究现状，针对我国宠物疾病防治发展的实际需求和以解决日常生活实践中的难题为目的的基础上提出的，具有很重要的现实意义。

针对动物疾病诊断的特点，本研究设计了基于数据库的规则库和其它信息库，在规则库的建设中，用一维数据库来模仿了脑信息的存贮与激活方式，以这种方式建立的规则库适合动物疾病诊断知识的特点，具有实用性强、操作和维护简单的优点。

系统利用面向对象的VB程序语言，辅以工ASP、HTML脚本语言、DreamWeaver网页制作工具，并以ACCESS作为后台数据库开发。

界面是用户同系统交流的媒介，界面的友好程度直接决定着用户是否乐意使用该软件。

为此，本研究制定的界面设计目标是：

简洁、美观，符合人性化；易于使用掌握；适应性强；和具有帮助能力。

关键词:

专家系统；知识库；宠物犬常见疾病防治

ABSTRACT

Withtheimprovementofthepeople'slivingstandards,moreandmorefamiliesarebeginningtoraisedogsaspets.Meanwhile,dogdiseasesriseasaconsequence,sothereismoreandmoreneedofpeoplewithclinicalknowledgeandrichexperiencefordogdiseasediagnosisandtreatments.Butourexistingclinicaltreatmentsofdiseases.inanimalsandthenumberofproficientPersonnelsarefarfewerthanenoughtomeetthisgrowingdemand，andthiscontradictionisbecomingmoreandmoreprominent.Itisverydifficulttosolvethiscontradictionbysimplyrelyingontheprofessionaltrainingofclinicaltreatmentofanimaldiseasesinashortperiodoftime.so,thedevelopmentofpreventionandcuresystemfordogdiseasesisagoodapproachtosolvethemajorproblems.

ExpertSystemisanintelligentcomputerprogram,whichcanuseexpertiseandReasoningtosolvetheProblemsthatcanonlybesolvedbydomainexperts.Thepreventionandcureofdiseaseinpetdogsrequiresconsiderableexpertise.Onlyafewexpertshavetheabilitytodothis,andeachexperthashisown·specificdomain.Toretainexpertiseandtomakeitmoregenerallyaccessible,expertsystemforpetdogdiseasepreventionandcureshouldbedeveloped.Database-basedrule-baseandotherinformation-basesaredesignedinthispaper.Theadvantagesoftherule-basewithsuchstructureisthatitcanbeusedandmaintainedeasily,andoperatedsimply.Therule-basewithsuchstructureistheresultofsimulatingtheInformationstorageandactivationofbrain.

ThesystemwasexplicatedbyProgram-languageVB.script-languageASP、HTML、WebPagemakingtoolDreamWeaverandtakingAccessdatabase..Interface,whichisimportantindeterminingwhetherauserprefertousethesystem,isacommunicationintermediumbetweenuserandsystem.Adesigningobjectofinterfaceispresentedinthispaper,whichisconcise,simpleandeasytolearn.

Keywords:

ExpertSystem;KnowledgeAcquisition;PreventionandCureofPetDogCommondiseases

宠物犬常见疾病防治专家系统的开发

高培

（天津农学院计算机科学与信息工程系）

1绪论

1.1开发背景

在人类文明的发展史中，犬伴随人类的生产、生活已有着悠久的历史。

近年来，随着我国社会经济的发展，犬业的规模化、体系化和产业化迅速发展。

农村养犬已从过去以看家护院为目的向养殖业的方向发展，中小型玩赏犬则是许多城市居民心爱的伴侣宠物，居民养犬者越来越多，犬病也不断发生。

人们讲传染病往往只想到人与人之间的传染，其实传染病跟动物有密切关系，是有科学史根据的，据美国社会史学家麦克耐尔（W.McNeill）的研究，人类与犬共有的疾病有65种，与牛共有的疾病有50种，与羊共有的疾病有46种，与猪共有的疾病有42种，与马共有的疾病有35种，与家禽共有的疾病有26种一一这些疾病基本上都是从动物身上传到人身上来的。

美英科学家在于美国圣路易斯举行的美国科学促进协会年会上报告说，在人类能感染的1407种病原体（包括病毒、细菌、寄生虫、原生动物和真菌）中，58%来源于动物。

由此可以看出，犬与人的生活密切相关，特别是人畜共患病，犬患病后直接影响着人类健康和生存，犬有病能得到及时诊断和治疗非常重要[1]。

早在60年代末Rustein提出现代医学所面临的四个问题:

（l）医疗费用的不断增长，超出了个人和社会的承受能力；

（2）知识爆炸性的增长与棍乱，用人上阅读方式无法全面掌握；（3）医疗专家地区分布不均，大部分地区缺少高水平的医生；（4）需要高水平医疗服务的人越来越多与可能提供的高质量服务产生激烈的矛盾。

Rustein虽然是针对人类疾病诊断提出的问题，不可否认，这些问题也同样突显在动物疾病诊断领域，特别是犬疾病诊断。

在现阶段水平上，利用计算机技术，结合多学科定性定量整体结合法是解决问题的可行方法。

专家系统是一个具有大量的专业知识与经验的程序系统[2]，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，宠物犬疾病防治专家系统是专家系统在疾病诊断方面的应用[3]。

1.2开发目的

专家系统是当代科学技术的前沿领域，是人工智能技术在生产中的重要应用。

其

特点是：

重视知识（知识的表示与知识的运用）、重视推理（能够运用知识进行推理和解决问题）、采用启发式（Heuristics）搜索、采用数据驱动（DataDriven）方式。

因此，对专家系统进行研究并应用到生产实践领域具有重大的学术意义和现实意义。

由于日前养犬户地域分布厂泛、分散，所以在系统设计时采用了网络化系统的模式，网络化平台的犬病诊断系统的研制是当前养犬行业中疾病诊断与防治的一项重要突破，其主要特点是：

用户通过Web浏览器可以直接进行使用，无需安装维护，具有良好的安全性；界面友好，操作简单。

同时，系统可以在更大范围内获取疾病诊断知识，从而使性能不断提高，诊断能力不断增强。

本课题的研究是在基于web犬疾病诊断专家系统开发的基础之上[4]，对其加以改进，提出更为优越的诊断算法。

据此建立神经网络与专家系统集成的网络化宠物犬疾病智能疾病诊断模型，并针对症状较为复杂、临床诊断有一定困难的犬消化系统疾病、传染病、寄生虫病等进行了实证研究，从而提高了智能决策支持系统在复杂疾病诊断上的临床应用价值。

将人上智能技术与医疗诊断相结合，建立应用于疾病诊断领域的智能诊断系统，通过计算机的智能处理，得出正确的诊断结论，从而有效地解决诊断人员及技术匿乏的问题，己成为广大学者关注的热点。

1.3设计思路

医学诊疗专家系统是运用专家系统的设计原理与方法，模拟医学专家诊断疾病的思维过程，实现宠物犬常见疾病的防治[5]。

专家系统是一个智能的计算机程序，它利用专家知识和经验解决领域难题。

在过去的几十年发展中，专家系统已经成功地应用于各个领域，特别是疾病诊断领域专家系统的研究与应用更是呈现出蓬勃发展的景象，动物疾病防治专家系统也位于其列。

本系统应用专家系统的知识对宠物犬常见病进行分析，宠物犬的一些常见病写入数据库，根据一些常见病的症状，利用计算机有效地实现疾病防治的功能[6-10]。

利用疾病诊断专家的知识来解决动物疾病诊断问题的计算机系统，以及知识库、推理机和高质量的知识库，开发高效的宠物犬常见疾病防治专家系统。

知识库的建立需要知识工程师与宠物犬疾病诊断领域的专家进行交流，通过收集并整理专家的知识，将其转化为计算机能够识别的知识表示形式，最终形成知识库。

当用户运行系统时，可查看宠物犬品种，宠物犬常见疾病及其症状，及如何预防，如何饲养宠物犬，如何护理等相关知识。

从而有效的预防宠物犬常见疾病。

设计思路如图1所示。

图1系统设计思路图

2系统总体说明

2.1系统主要的功能

宠物犬常见疾病防治专家系统的前台主要功能包括宠物犬品种查询、常见疾病诊断及防治、中毒防治、疾病诊断、宠物犬饲养管理、管理员登陆等。

其前台系统总体结构如图2所示。

图2前台系统总体结构功能图

（1）宠物犬品种，用户无需登录直接浏览宠物犬品种大全，详细介绍每种宠物的信息，显示宠物品种图片。

（2）常见疾病，介绍了一些宠物犬常见疾病、病因、症状、诊断及防治。

用户可以查看这些常见疾病，对照自己爱犬的症状进行诊断。

（3）饲养管理，介绍日常生活中对爱犬的饲养，管理。

用户可以更加科学的饲养管理爱犬。

（4）中毒疾病，日常生活中一些常见中毒疾病的介绍，及其症状，如何防止等信息。

（5）疾病诊断，根据爱犬的症状进行选择，点击“疾病诊断”按钮进行诊断，并查看疾病的详细信息。

（6）管理员登陆，在管理员登陆界面中输入自己的帐号和密码，登陆到后台管理页面，在管理页面平台上进行主要的操作。

宠物犬常见疾病防治专家系统的后台主要功能包括宠物犬品种管理、常见疾病管理、中毒病管理、添加管理员等功能。

其后台系统结构图如图3。

图3后台系统总体结构功能图

（1）犬品种管理，管理员可以对宠物犬品种信息进行添加、更改、删除等操作。

（2）常见疾病管理，管理员可以对常见疾病信息进行添加、更改、删除等操作。

（3）中毒病管理，管理员对中毒病的一些信息进行添加、更改、删除等操作。

（4）规则库添加，管理员对宠物犬常见疾病的一些诊断规则进行添加。

（5）管理管理员信息，对管理员的信息进行管理，可以进行添加管理员操作。

2.2系统主要的特点

利用疾病诊断专家的知识来解决动物疾病诊断问题的计算机系统，以及知识库、推理机和高质量的知识库，开发高效的宠物犬常见疾病防治专家系统。

知识库的建立需要知识工程师与宠物犬疾病诊断领域的专家进行交流，通过收集并整理专家的知识，将其转化为计算机能够识别的知识表示形式，最终形成知识库[11]。

当用户运行系统时，可查看宠物犬品种，宠物犬常见疾病及其症状，及如何预防，如何饲养宠物犬，如何护理等相关知识。

从而有效的预防宠物犬常见疾病。

设计上体现出宠物犬常见疾病的常见症状和如何防治的功能，具有宠物犬品种、常见疾病、疾病预防等相关信息查询和维护知识库等功能的特点。

设计本着专家系统人机交互界面应具有的特点，设计简洁、美观，符合人性化且易于掌握和实用性强的人机交互界面[12，13]。

3开发环境及开发工具、语言、数据库介绍

3.1开发环境

3.1.1系统平台

采用Browser/Server体系结构，服务器端采用MicrosoftWindowsNT4.0作为网络操作系统，Web服务器软件采用IIS6.0（InternetInformationServer）。

客户端软件，包括单机操作系统和浏览器软件，分别选用Windows2007和InternetExplorer，数据库系统采用MicrosoftAccess有利于方便操作。

3.1.2系统工具

系统平台基于Web的系统开发工具应使开发者使用各种各样的技术来创建动态的Web应用程序[14]，并且应是一个可视化的工具。

我们采用了Dreamweaver进行开发，它是用来快速创建数据驱动Web应用程序的基于团队的开发环境，支持ASP，以ODBC连接数据库，脚本语言为简单易学的javascript或VBScript。

3.1.3运行需求

正常使用时不应出错，若运行时遇到不可恢复的系统错误，也必须保证数据完好无损，对数据的精确度、时间特性、适应性等都有一定要求，要求系统运行时能够保证正确性、可靠性、高效性、完整性、易使用性、可维护性、可测试性、复用性、安全保密性、可移植性、互联性。

3.2开发工具DreamWeaver

使用Macromedia公司的产品Dreamweaver软件。

因HTML的稳定性、广泛支持性及可创建复杂的页面效果，该网站页面主要使用DreamWeaver软件。

还用到一些基本上的HTML语言。

处理图片工具：

Photoshop是Adobe公司的产品，是功能非常强大的专业图形软件，可以制作任何你想要的平面效果[15]。

（2）制作动画工具：

Macromedia公司出品的Flash互动网页制作工具与Dreamweaver和firework并称网页制作三剑客，该网站使用Flash制作动画效果

（3）动态网页制作技术：

脚本语言Javascript和Vbscript，Javascript是Netscape，它介于JAVA和HTML之间，是基于对象（Object）和事件驱动（EventDriven）并运行于客户端的编程语言。

网站主要运用vbscript制作一些网页特效。

ASP（ActiveServerPages）是包括HTML标记、文本和脚本命令的文件，使用它可以创建动态、交互的Web服务器应用程序，并可以组合HTML页、脚本命令和ActiveX组件以创建交互的Web页和基于Web的功能强大的应用程序。

3.3开发语言ASP

ASP是ActiveServerPage的缩写，意为“活动服务器网页”。

ASP是微软公司开发的代替CGI脚本程序的一种应用，它可以与数据库和其它程序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。

ASP的网页文件的格式是.asp，现在常用于各种动态网站中。

ASP是一种服务器端脚本编写环境，可以用来创建和运行动态网页或web应用程序。

ASP网页可以包含HTML标记、普通文本、脚本命令以及COM组件等。

利用ASP可以向网页中添加交互式内容（如在线表单），也可以创建使用HTML网页作为用户界面的web应用程序。

与HTML相比，ASP网页具有以下特点：

（1）利用ASP可以实现突破静态网页的一些功能限制，实现动态网页技术；

（2）ASP文件是包含在HTML代码所组成的文件中的，易于修改和测试；

（3）服务器上的ASP解释程序会在服务器端制定ASP程序，并将结果以HTML格式传送到客户端浏览器上，因此使用各种浏览器都可以正常浏览ASP所产生的网页；

（4）ASP提供了一些内置对象，使用这些对象可以使服务器端脚本功能更强。

例如可以从web浏览器中获取用户通过HTML表单提交的信息，并在脚本中对这些信息进行处理，然后向web浏览器发送信息；

（5）ASP可以使用服务器端ActiveX组建来执行各种各样的任务，例如存取数据库、发现那个Email或访问文件系统等；

（6）由于服务器是将ASP程序执行的结果以HTML格式传回客户端浏览器，因此使用者不会看到ASP所编写的原始程序代码，可放置ASP程序代码被窃取[16-20]。

3.4数据库ACCESS

Access是微软公司推出的基于Windows的桌面关系数据库管理系统（RDBMS），是Office系列应用软件之一。

它提供了表、查询、窗体、报表、页、宏、模块7种用来建立数据库系统的对象；提供了多种向导、生成器、模板，把数据存储、数据查询、界面设计、报表生成等操作规范化；为建立功能完善的数据库管理系统提供了方便，也使得普通用户不必编写代码，就可以完成大部分数据管理的任务[21]。

Access是一种关系型数据库管理系统，其主要特点如下：

（1）存储方式单一

Access管理的对象有表、查询、窗体、报表、页、宏和模块，以上对象都存放在后缀为（.mdb）的数据库文件种，便于用户的操作和管理。

（2）面向对象

Access是一个面向对象的开发工具，利用面向对象的方式将数据库系统中的各种功能对象化，将数据库管理的各种功能封装在各类对象中。

它将一个应用系统当作是由一系列对象组成的，对每个对象它都定义一组方法和属性，以定义该对象的行为和外国，用户还可以按需要给对象扩展方法和属性。

通过对象的方法、属性完成数据库的操作和管理，极大地简化了用户的开发工作。

同时，这种基于面向对象的开发方式，使得开发应用程序更为简便[22-24]。

（3）界面友好、易操作

Access是一个可视化工具，是风格与Windows完全一样，用户想要生成对象并应用，只要使用鼠标进行拖放即可，非常直观方便。

系统还提供了表生成器、查询生成器、报表设计器以及数据库向导、表向导、查询向导、窗体向导、报表向导等工具，使得操作简便，容易使用和掌握。

（4）集成环境、处理多种数据信息

Access基于Windows操作系统下的集成开发环境，该环境集成了各种向导和生成器工具，极大地提高了开发人员的工作效率，使得建立数据库、创建表、设计用户界面、设计数据查询、报表打印等可以方便有序地进行。

Access支持ODBC（开发数据库互连，OpenDataBaseConnectivity），利用Access强大的DDE（动态数据交换）和OLE（对象的联接和嵌入）特性，可以在一个数据表中嵌入位图、声音、Excel表格、Word文档，还可以建立动态的数据库报表和窗体等。

Access还可以将程序应用于网络，并与网络上的动态数据相联接。

利用数据库访问页对象生成HTML文件，轻松构建Internet/Intranet的应用[24]。

4宠物犬常见疾病防治专家系统设计的要点

4.1专家系统

4.1.1专家系统的特点

专家系统具有以下特点：

（1）启发性

专家系统能运用专家的知识与经验进行推理，对问题进行判断和决策[25]。

（2）透明性

专家系统能够解释推理过程和回答用户提出的问题，用户无需了解推理过程，就能从专家系统获得问题的结论，提高对专家系统的信赖感。

如一个宠物疾病专家诊断宠物犬患有某种疾病，而且必须使用某种药剂治疗，就像一位宠物医院医生对用户详细解释宠物犬疾病病情，并给予建议防治措施一样。

专家系统是如何实现这些问题的解释对用户也是透明的。

（3）灵活性

专家系统能够不断地获取新的知识，修改原有的知识。

不断更新。

因为这一特点，使得专家系统具有十分广泛的应用领域。

4.1.2专家系统的结构

选择什么结构最为合适，要根据应用环境和所要做的任务来确定。

选择恰当与否的系统结构，与专家系统的适用性和效率紧密相连[26，27]。

专家系统的基本结构[包括知识库、推理机、全局数据库、人机接口、解释器这五个部分（如图4）。

它们的功能如下：

图4专家系统结构图

（1）知识库

知识库是用来存储领域专家的知识。

要建立知识库之前，要先从专家那里获取知识和知识用计算机能理解的形式表示。

（2）推理机

从知识库中选择匹配的规则，来对问题进行推理、分析和求解。

（3）全局数据库

全局数据库（GlobalDatabase）用于存储问题求解的信息，推理过程和求解结果的数据。

（4）人机接口

人机接口（Interface）是系统与用户进行对话的界面。

用户通过人机接口输入数据、提出问题和得到推理结果及系统给出解释。

系统通过人机接口来规定用户要回答系统提出的问题。

（5）解释器

解释器用于对求解过程进行解释，做到让用户相信对问题的求解是正确的。

4.2系统的结构设计

基于ASP宠物犬疾病防治专家系统采用B/S（Browser/Server）网络计算模式，采用三层体系结构（如图5所示），即数据库服务层（DataBaseService）、功能层（WebService）和表示层（Browser）[28，29]。

.............

图5系统体系结构

宠物犬疾病防治专家系统包括用户前台浏览页和后台管理员管理页，系统总体结构设计如下图6系统总体结构图。

图6系统总体结构图

4.3数据库的设计

4.3.1创建数据库

点击新建MicrosoftAccess数据库，命名为“z1”在“对象”中点击“使用设计器创建表”然后逐个保存。

4.3.2创建表和字段

在这个系统中要建立5张表，分别是宠物犬品种表、常见疾病表、常见中毒病表、管理员表、常见疾病诊断规则表。

宠物犬品种表：

宠物犬品种表用来记录宠物犬品种详细信息，如表1所示。

表1宠物犬品种表（pinzhong）

字段名称

数据类