鮑震杰， 靳亞?wèn)|

(西藏民族大學(xué) 信息工程學(xué)院， 陜西 咸陽(yáng) 712082)

0 引 言

為保證茉莉花的新鮮程度，需要花農(nóng)采摘茉莉鮮花之后即刻運(yùn)至交易市場(chǎng)。在傳統(tǒng)交易中，收購(gòu)的中間商大多用紙筆僅僅記錄每筆交易的單價(jià)和數(shù)量，對(duì)于花農(nóng)的信息和茉莉花的生產(chǎn)信息極少涉及。為了幫助中間商購(gòu)買(mǎi)鮮花時(shí)進(jìn)行溯源[1]，全面掌握花農(nóng)和花的生產(chǎn)信息，本文借助互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)，設(shè)計(jì)了茉莉花溯源信息管理系統(tǒng)并添加花農(nóng)與花商賬戶安全登陸與注冊(cè)系統(tǒng)，讓用戶安全得到保障。在智能推薦算法上選擇cosine相似度算法[2]，讓信息查詢更智能。最后，本文在模擬的交易數(shù)據(jù)上訓(xùn)練誤差反向傳播函數(shù)預(yù)測(cè)市場(chǎng)行情，幫助花農(nóng)合理定價(jià)，方便收購(gòu)商參考市場(chǎng)價(jià)格。

1 茉莉花溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架

1.1 茉莉花溯源系統(tǒng)的邏輯層面實(shí)現(xiàn)框架

關(guān)注微信公眾平臺(tái)，在微信公眾平臺(tái)接入兩套針對(duì)花農(nóng)與花商用戶的微信小程序，選擇進(jìn)入花農(nóng)界面或收購(gòu)商界面，為了系統(tǒng)安全，設(shè)計(jì)兩套登陸注冊(cè)系統(tǒng)，一個(gè)為花農(nóng)賬號(hào)，另一個(gè)為收購(gòu)商賬號(hào)。為了花農(nóng)更好的銷(xiāo)售茉莉花，系統(tǒng)為其分配的操作權(quán)限有增加，刪除，修改，查看茉莉花記錄。為了保護(hù)茉莉花溯源信息并且更好的展示茉莉花信息，收購(gòu)商只擁有查看茉莉花信息的權(quán)限，為了簡(jiǎn)化信息查詢，只能看到收購(gòu)商想看到的信息，收購(gòu)商可以根據(jù)自己的個(gè)性化需求查找特定的符合條件的茉莉花產(chǎn)品記錄，若數(shù)據(jù)庫(kù)里沒(méi)有與其相匹配的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)相似度算法還可以智能推薦最為相似的茉莉花產(chǎn)品，當(dāng)茉莉花收購(gòu)商查找到心儀的茉莉花產(chǎn)品后，可以在系統(tǒng)上下單并支付。當(dāng)收購(gòu)商已經(jīng)找到花農(nóng)，還可以通過(guò)掃描商品上的二維碼[3]查看該茉莉花產(chǎn)品的信息。最后，收購(gòu)商還可在該平臺(tái)進(jìn)行微信支付。并且使用訓(xùn)練的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[4]預(yù)測(cè)市場(chǎng)行情，在后臺(tái)實(shí)時(shí)更新最新的預(yù)測(cè)市場(chǎng)價(jià)格。設(shè)計(jì)框圖如圖1所表示。

圖1 茉莉花溯源系統(tǒng)智能微信平臺(tái)邏輯框架

1.2 茉莉花溯源系統(tǒng)的技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)框架

茉莉花溯源系統(tǒng)主要運(yùn)用微信公眾號(hào)的編輯，微信小程序的開(kāi)發(fā)框架，設(shè)計(jì)兩個(gè)登陸注冊(cè)系統(tǒng)，使用騰訊云云開(kāi)發(fā)服務(wù)器，自己搭建一個(gè)備案后的合格安全的https服務(wù)器，使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，后臺(tái)編寫(xiě)PHP文件對(duì)微信小程序的api接口進(jìn)行調(diào)用實(shí)現(xiàn)二維碼生成、微信支付交易功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)讀取與寫(xiě)入功能。本文采用相似度算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的設(shè)計(jì)完成智能化信息處理，該套系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面框架如圖2所示。

圖2 茉莉花溯源系統(tǒng)智能微信平臺(tái)技術(shù)框架

2 茉莉花溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 茉莉花溯源系統(tǒng)的賬戶注冊(cè)與登陸和主界面設(shè)計(jì)

在微信公眾平臺(tái)接入微信小程序，注冊(cè)與登陸系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)匹配模式，在微信小程序上設(shè)計(jì)界面，主界面則在界面基礎(chǔ)上增加頁(yè)面跳轉(zhuǎn)等。登陸注冊(cè)界面和主界面如圖3和圖4所示。

圖3 登錄注冊(cè)界面 圖4 主界面

2.2 茉莉花產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理

存儲(chǔ)運(yùn)用管理茉莉花信息需要進(jìn)行茉莉花數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)ER圖如圖5所示。

圖5 ER圖

2.3 茉莉花產(chǎn)品的二維碼顯示

為了實(shí)現(xiàn)一物一碼，使用微信小程序后臺(tái)自帶的api為每件茉莉花商品設(shè)置特定的標(biāo)識(shí)參數(shù)，銷(xiāo)售者可以將二維碼下載并打印出來(lái)，貼在商品上做標(biāo)識(shí)，收購(gòu)者通過(guò)掃描商品上的二維碼可獲得該商品的所有信息。

2.4 茉莉花溯源系統(tǒng)的支付

調(diào)用微信支付api并通過(guò)php文件寫(xiě)入交易金額和交易雙方信息的參數(shù)，收購(gòu)者可以掃描商品二維碼后付款，也可以在小程序內(nèi)下單付款。

如圖6所示，交易記錄將反應(yīng)得到的情況顯示在小程序內(nèi)，如近期茉莉花交易價(jià)格，數(shù)量，時(shí)間，引導(dǎo)消費(fèi)者與出售者的價(jià)格。該交易信息也可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，從而挖掘更多有價(jià)值的信息。

圖6 交易記錄反饋

2.5 收購(gòu)商方面的茉莉花數(shù)據(jù)及相似商品推薦

收購(gòu)商可以根據(jù)id，茉莉花重量，茉莉花種植時(shí)間，茉莉花單價(jià)或花農(nóng)名等關(guān)鍵項(xiàng)查詢數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)庫(kù)里沒(méi)有相應(yīng)數(shù)據(jù)的信息，模擬對(duì)于茉莉花收購(gòu)商最關(guān)心的兩個(gè)參數(shù)茉莉花的單價(jià)與重量問(wèn)題，輸入這兩個(gè)參數(shù) 進(jìn)行通過(guò)相似度算法查找到最大程度上匹配的數(shù)據(jù)記錄并進(jìn)行相似商品推薦。

對(duì)于相似度算法，有幾種算法可供選擇，第一種是皮爾遜相關(guān)系數(shù)[5]。

(1)

它是兩個(gè)變量之間的協(xié)方差和標(biāo)準(zhǔn)差之積的商，絕對(duì)值越大，表示相關(guān)度越高，但當(dāng)變量x和變量y有一個(gè)屬性的值一樣的時(shí)候，此條公式無(wú)法使用，在實(shí)際情況下兩條茉莉花記錄的重量或單價(jià)一致很為普遍，所以無(wú)法選擇該條公式。

第二種方法為算出歐幾里德距離然后再加上一求倒數(shù)，歐幾里德距離[6]的公式為公式(2)。

(2)

然后采用公式(3)轉(zhuǎn)化為相似度，該值越大，歐幾里德距離越小，相似度越大。

(3)

第三種為cosine相似度，其公式為公式(4)。

(4)

該數(shù)表示空間中兩點(diǎn)與設(shè)定點(diǎn)形成的夾角余弦值，該值越大，相似度越小。

第四種為Jaccard系數(shù)，公式為公式(5)。

(5)

但是該公式在兩組數(shù)據(jù)都沒(méi)有一樣屬性的時(shí)候相似度都為0，顯然，此公式在實(shí)際查詢場(chǎng)景中無(wú)法辨別在兩組數(shù)據(jù)都不一樣時(shí)的相似度。歐氏距離能夠體現(xiàn)個(gè)體數(shù)值特征的絕對(duì)差異；而余弦相似度對(duì)絕對(duì)數(shù)值不敏感，更多的用于使用用戶對(duì)內(nèi)容的評(píng)分來(lái)分析用戶興趣的相似程度。本文選擇了第三種方式計(jì)算cosine相似度。具體的實(shí)現(xiàn)方式為進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)里數(shù)據(jù)的遍歷然后和輸入的目標(biāo)數(shù)據(jù)一起帶入該公式并計(jì)算相似值，用排序的方法選出該值最小即相似度最高的值的id，然后根據(jù)此id查詢完整的茉莉花商品的有關(guān)數(shù)據(jù)，并在前臺(tái)顯示出來(lái)，代碼實(shí)現(xiàn)如圖7所示。

圖7 cosine相似度算法的代碼實(shí)現(xiàn)

2.6 信息反饋推送與價(jià)格預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)庫(kù)信息傳輸和后臺(tái)人員定期的更新使得推送的消息記錄保持最新。通過(guò)用戶的反饋系統(tǒng)也可以得知用戶的最新需求并可以加以改進(jìn)。反饋界面與信息推送界面如圖8和圖9所示。

圖8 反饋系統(tǒng) 圖9 資訊推送界面

本文用模擬的歷史銷(xiāo)售數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而對(duì)未來(lái)銷(xiāo)售價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)歷史銷(xiāo)售數(shù)據(jù)選用生產(chǎn)日期，銷(xiāo)售日期，重量作為特征輸入量，價(jià)格為輸出量，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合四者關(guān)系，用數(shù)字1～365替代日期，用MATLAB nntool仿真，建立三輸入單輸出的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如圖10所示，選擇反向傳播訓(xùn)練方法，帶動(dòng)量項(xiàng)的梯度下降學(xué)習(xí)方法如圖11和圖12所示。訓(xùn)練完成后輸入測(cè)試數(shù)據(jù)的生產(chǎn)日期，銷(xiāo)售日期與重量[0;1;50]，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)出價(jià)格如圖13所示。

圖10 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

圖11 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置

圖12 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程

圖13 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論和展望

本文借助微信小程序平臺(tái)實(shí)現(xiàn)茉莉花溯源系統(tǒng)，將茉莉花實(shí)際交易過(guò)程數(shù)字化，為花農(nóng)和采購(gòu)商之間真正搭建交易溝通的橋梁，在該系統(tǒng)中，采用最佳相似度距離推薦相似商品，通過(guò)訓(xùn)練誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)產(chǎn)品價(jià)格。該套系統(tǒng)修改以后還可在食品安全，更多產(chǎn)品溯源方面擴(kuò)展運(yùn)用，但在用戶信息保密，權(quán)限分配，網(wǎng)絡(luò)安全加密，智能化推薦服

務(wù)等客觀邏輯層面的設(shè)計(jì)還不完善，需要未來(lái)進(jìn)一步的改進(jìn)。