張霞

（成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院，四川 成都611130）

當(dāng)今時(shí)代，計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)日新月異。智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)。目前，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合，不僅提高了農(nóng)業(yè)農(nóng)村的信息化手段，更主要的是農(nóng)民的生產(chǎn)種植更加智能化和科學(xué)化。能達(dá)到事半功倍的效果，充分的利用智能的便捷，可讓各項(xiàng)指標(biāo)更準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的出現(xiàn)在用戶的面前，更直觀，更有利與管理。本芒果監(jiān)測(cè)預(yù)警云平臺(tái)一方面實(shí)現(xiàn)了芒果生長(zhǎng)過程中進(jìn)行生長(zhǎng)環(huán)境和病蟲害的診斷，另一方面實(shí)現(xiàn)了病蟲害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集和分析。具體分為用戶和管理員兩大模塊。用戶模塊實(shí)現(xiàn)芒果生長(zhǎng)環(huán)境查詢、在線診斷和預(yù)警預(yù)測(cè)。管理員主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、用戶管理、專家問答及預(yù)警日志查詢等。每個(gè)模塊中可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查，采用分頁(yè)的形式展示數(shù)據(jù)。此預(yù)警平臺(tái)旨在能幫助更的農(nóng)村實(shí)現(xiàn)種植智能化，解決繁瑣的勞動(dòng)力，讓人們過上更便捷、更智能、更綠色健康的生活。

芒果為漆樹科芒果屬植物。原產(chǎn)印度，全世界有70 多個(gè)國(guó)家生產(chǎn)芒果，90%集中在亞洲的印度、巴基斯坦、孟加拉、緬甸、馬亞西亞等國(guó)。非洲的東部和西部，坦桑尼亞、扎伊爾，美洲的巴西、墨西哥，美國(guó)的佛羅里達(dá)州和夏威夷州等均有栽培。我國(guó)的芒果種植主要分布在臺(tái)灣、廣東、廣西、海南和福建南部，云南南部、東南部和西南部。由于目前市面上種植的芒果病蟲害種類繁多，在種植過程中過度使用農(nóng)藥，使得成熟的芒果具有大量農(nóng)藥殘余，對(duì)人們健康有害。如何在種植過程中能夠預(yù)防預(yù)測(cè)芒果的病蟲害，加大芒果的生產(chǎn)量以及更加綠色天然，需要使用智能化監(jiān)測(cè)手段，不僅可以監(jiān)控芒果的生長(zhǎng)情況，而且還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)芒果的病理情況。

1 平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)思路

平臺(tái)使用B/S 結(jié)構(gòu)開發(fā)，后端數(shù)據(jù)處理采用PHP+MYSQL開發(fā)語(yǔ)言, 前端JavaScript+CSS+JQuery+Bootstrap 的前端技術(shù)。平臺(tái)功能具備預(yù)報(bào)分析和服務(wù)操作、監(jiān)測(cè)預(yù)警信息顯示。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是專門設(shè)計(jì)的一個(gè)模塊來模擬現(xiàn)實(shí)種植中生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)，包括溫度、空氣濕度、水PH 值、土壤濕度和光照。隨機(jī)產(chǎn)生芒果專家知識(shí)庫(kù)中相關(guān)的數(shù)據(jù)，做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。使用折線圖和曲線圖兩種方式預(yù)測(cè)在不同階段的生長(zhǎng)環(huán)境變化。如果數(shù)據(jù)超出設(shè)計(jì)的閥值，則彈出警告框同時(shí)向手機(jī)發(fā)送信息進(jìn)行提醒和處理。本監(jiān)測(cè)基地?cái)M用廣西作為試點(diǎn)，使用百度地圖，同時(shí)提取當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。在病蟲害診斷中，采用反向推理。以芒果細(xì)菌性黑斑病為例，先假設(shè)是芒果細(xì)菌性黑斑病，然后在知識(shí)庫(kù)中查找其結(jié)論部分為細(xì)菌性黑斑病的規(guī)則，驗(yàn)證改規(guī)則的前提是否存在，或改前提能與事實(shí)庫(kù)中的已知現(xiàn)象事實(shí)相匹配，或是通過與用戶的對(duì)話得到滿足，則假設(shè)成立。否則把規(guī)則的前提作為一個(gè)新的子目標(biāo)，重復(fù)上述推理過程，指導(dǎo)所有子目標(biāo)被證明存在為止，若子目標(biāo)不能被驗(yàn)證，則假設(shè)病蟲害不存在，推理失敗，需重新提出假設(shè)病蟲害。

2 需求與設(shè)計(jì)概述

本平臺(tái)分為前臺(tái)和后臺(tái)兩部分。前臺(tái)有、查詢?nèi)罩?、?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、提問專家、推理機(jī)查詢、監(jiān)測(cè)日志記錄、直線圖的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)展示、種植基地天氣展示、簽到打卡記錄、種植基地衛(wèi)星地圖展示、預(yù)警報(bào)警。重點(diǎn)在于實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和病蟲害在線診斷。

監(jiān)測(cè)中心：種植基地環(huán)境監(jiān)測(cè)，利用折線圖展示。

預(yù)警中心：實(shí)時(shí)預(yù)警，根據(jù)種植基地返回的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)與用戶設(shè)計(jì)的發(fā)值進(jìn)行匹配，若超出發(fā)生報(bào)警。

數(shù)據(jù)中心：品種庫(kù)以及病蟲害的數(shù)據(jù)查詢。利用類似推理機(jī)的原理，根據(jù)用戶的所選信息進(jìn)行匹配，然后給出解決方法以及詳情。

專家問答：可實(shí)時(shí)與專家進(jìn)行問答。

后臺(tái)分為，種植基地天氣查詢，數(shù)據(jù)管理、管理員用戶賬號(hào)信息管理、專家回答問題。本芒果云監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)Msql、php、laravel6、JavaScript、html+css、bootstrap、Ajax、jquery 等。

圖1 用戶用例圖

管理員管理數(shù)據(jù)：能增刪改插入各項(xiàng)品種數(shù)據(jù)，各項(xiàng)前端資料。

專家回答：能實(shí)時(shí)回答用戶提的問題。

虛擬機(jī)查詢：能根據(jù)用戶各項(xiàng)查詢，分析出用戶查詢問題的結(jié)果。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：能更具種植基地返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

報(bào)警系統(tǒng)：能根據(jù)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與用戶設(shè)置的閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)高出閾值是發(fā)生彈出框報(bào)警。

用戶模塊：

主頁(yè)：基本信息簡(jiǎn)介、簽到天氣衛(wèi)星地圖展示。在頁(yè)面中能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前氣候及當(dāng)前所在地塊的地理位置，也可以搜索想要查詢的地理位置。

監(jiān)測(cè)中心：種植基地環(huán)境監(jiān)測(cè)，利用折線圖展示。主要監(jiān)測(cè)芒果的水、土壤、空氣等生長(zhǎng)環(huán)境條件數(shù)據(jù)。

預(yù)警中心：實(shí)時(shí)預(yù)警，根據(jù)種植基地返回的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)與用戶設(shè)計(jì)的知識(shí)庫(kù)中值以及推理機(jī)制，進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。

數(shù)據(jù)中心：品種庫(kù)以及病蟲害的數(shù)據(jù)查詢。利用奇案前向推理機(jī)制以及模式匹配，進(jìn)行在線診斷品種選擇及是否患有病蟲害，同時(shí)給出診治方法。

專家問答：可實(shí)時(shí)與專家進(jìn)行問答和咨詢，也可邀請(qǐng)專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。使用電話、微信、QQ、郵箱及論壇多種方式。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)采用mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)建立并維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程中采用Micrsoft 公司的Visio 創(chuàng)作的設(shè)計(jì)圖、ER 圖。其中其登錄賬號(hào)、密碼都為root，端口號(hào)為3306。符合3 個(gè)范式：

主鍵外鍵關(guān)系、表間關(guān)系、表中字段是不可再分的屬性。

表的表示：描述單一信息，功能簡(jiǎn)單實(shí)用、命名規(guī)范合理、表名多有英文中文拼音。

字段的類型，長(zhǎng)度。

本平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用開源的mysql。數(shù)據(jù)庫(kù)的名稱為：kuku、ph、laravel-start， 有 user_infor、type、pest、desease、type_infor、alarming _log、alarming_value、timely_data、userb 共94 個(gè)數(shù)據(jù)表組成。如表1 所示。

表1 數(shù)據(jù)庫(kù)表的功能說明

4 核心功能實(shí)現(xiàn)

本平臺(tái)的核心是預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)，在預(yù)警模塊中，重點(diǎn)處理實(shí)時(shí)獲得的數(shù)據(jù)是否超過數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)置閥值，如果超過，則彈出警告信息。

5 測(cè)試結(jié)

通過測(cè)試用例進(jìn)行了功能和性能方面的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果總體上時(shí)功能完善，性能高。前端設(shè)計(jì)各頁(yè)面布局美觀，友好，清晰明了。登錄注冊(cè)模塊無問題。網(wǎng)頁(yè)首頁(yè)，有網(wǎng)站特色，能讓用戶清晰的了解到自己所需要的數(shù)據(jù)。頁(yè)面的鏈接，跳轉(zhuǎn)速度快，無延遲，前端配色美觀。后端界面布局美觀，各項(xiàng)數(shù)據(jù)的增、刪、改、查都能實(shí)現(xiàn)，且反應(yīng)速度快，無延遲現(xiàn)象。

本系統(tǒng)在功能上一方面實(shí)現(xiàn)的芒果進(jìn)行生長(zhǎng)環(huán)境和病蟲害在線診斷，另一方面通過模擬采集時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。隨機(jī)生成不同的數(shù)據(jù)，用圖的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)置閥值。在實(shí)際操作過程中，直接對(duì)接服務(wù)器端采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣意義。改平臺(tái)二期可以增加智能控制、生產(chǎn)日志和實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控功能模塊作為延伸拓展，跟實(shí)際的生產(chǎn)種植相結(jié)合具有更加廣闊的應(yīng)用空間和現(xiàn)實(shí)意義。