蘋果病蟲害智能診斷系統(tǒng)的構(gòu)建

1、蘋果病蟲害智能診斷系統(tǒng)的構(gòu)建摘要：本文通過運用高級編程語言，將計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)與蘋果病蟲害診斷原理相結(jié)合, 創(chuàng)建了一個能在internet上運行的蘋果病蟲害智能診斷系統(tǒng)，使果樹病害診斷這一專業(yè)性， 技術(shù)性很強的問題變得簡便易行，推動農(nóng)業(yè)科技在非專業(yè)技術(shù)人員屮的普及、推廣及其在網(wǎng) 上的傳播與利用。關(guān)鍵詞：智能診斷；web數(shù)據(jù)庫；aspabstract: this paper presents a plant diseases and insect pests diagnosis system of apple that can run on the in ternet using advanc

2、ed programming language this system simplifies the professional technique. hope that this paper can help to drive the transmitting and using of agricultural techniques on internet, and among amateurs as well.key words: intelligent diagnosis； web database； asp隨著internet技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于web技術(shù)的瀏覽器服務(wù)器(b/s)模式的

3、各 類農(nóng)業(yè)專家應(yīng)用系統(tǒng)已成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)研究的一個方血。根據(jù)b/s模式開發(fā)出的應(yīng)用程序 對客戶端要求不高，并且具有統(tǒng)一的交互界面，操作簡單易行，安裝維護(hù)簡便。我們運用高 級編程語言，將計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)與蘋果病蟲害診斷原理相結(jié)合，創(chuàng)建了一個能在internet 上運行的蘋果病蟲害智能診斷系統(tǒng)，使果樹病害診斷這一專業(yè)性、技術(shù)性很強的問題變得簡 便易行，能夠推動農(nóng)業(yè)科技在非專業(yè)技術(shù)人員中的普及、推廣及其在網(wǎng)絡(luò)上的傳播與利用。 1原理與方法蘋果病蟲害智能診斷系統(tǒng)的構(gòu)建主婆涉及兩個方面：專業(yè)知識和實現(xiàn)技術(shù)。前者是指蘋 果病蟲害診斷領(lǐng)域的專門知識，包括病蟲害的癥狀表現(xiàn)、診斷過程及防治方法。后者是指將 這

4、些專業(yè)知識系統(tǒng)化、直觀化、智能化的計算機應(yīng)用技術(shù)。木系統(tǒng)搜集整理了 75種蘋果常 見病的癥狀、病原、傳播途徑和防治方法。診斷過程主要以蘋果病蟲害的數(shù)值診斷原理為依 據(jù)。該方法借鑒了現(xiàn)代計量醫(yī)學(xué)的研究成果，應(yīng)川概率統(tǒng)計的方法，如最大似然法、逐步判 別法和聚類分析法等，其主耍診斷原理是通過對病樹診斷的大量樣本、專家經(jīng)驗和書本知識 對疾病信息和癥狀信息進(jìn)行分值計雖定義，找出癥狀與疾病z間的統(tǒng)計規(guī)律，確定出經(jīng)驗公 式，然示根據(jù)對這些癥狀信息的統(tǒng)計處理而得岀診斷結(jié)果。整個診斷及杏詢過程使用基于 web技術(shù)的瀏覽器服務(wù)器(b/s)模式實現(xiàn)，以網(wǎng)頁形式在internet ±運行。1.1診斷原理木系

5、統(tǒng)主要以蘋果病害的數(shù)值診斷原理為診斷依據(jù)。首先將致病果樹的癥狀、病名及分值（病害癥狀對診病意義的人小）以二維表格的形式錄入數(shù)據(jù)庫，記為知識規(guī)則庫。然后將 各種病癥的病名及對應(yīng)的防治方法以二維表格的形式錄入數(shù)據(jù)庫，記為防治庫。系統(tǒng)工作原 理如下圖所示：病害癥狀列表用戶選擇癥狀診斷算法知識規(guī)則庫診斷數(shù)值=> 顯示診斷結(jié)果）查詢防治方法i;>診斷結(jié)果防治庫匚二>（顯示防治方法圖1系統(tǒng)工作原理其中，診斷算法為木系統(tǒng)的核心部分，首先讀取用戶選擇出癥狀的表單數(shù)據(jù)，然后連接 知識規(guī)則庫選擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)表。為表中的每個病名建立變fi hbmi（i為病名序號），將用戶 選擇的癥狀對應(yīng)的分值類加至

6、hbmi,記為和值；再用此和值減去c.y值求出差值，和值為 差值相加，最大值所對應(yīng)的病名即為診斷結(jié)果。（如圖2）：圖2診斷算法框圖1.2實現(xiàn)方法本系統(tǒng)使用基于web技術(shù)的瀏覽器服務(wù)器（b/s）模式實現(xiàn)，以網(wǎng)頁形式在internet 上運行，用戶只需根據(jù)病樹表現(xiàn)的癥狀在癥狀列表屮進(jìn)行選擇，系統(tǒng)會自動與服務(wù)器端數(shù)據(jù) 庫連接，并從中取得數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷。1.2.1 web數(shù)據(jù)庫技術(shù)本系統(tǒng)釆用asp技術(shù)。asp內(nèi)含于iis當(dāng)屮，是服務(wù)器端運行的腳本平臺。asp系統(tǒng)配 置簡單，成本低廉，對軟硬件耍求均不高，適合于中小型b/s系統(tǒng)。通過asp我們可以結(jié) 合html網(wǎng)頁、asp指令和activex元件建立動態(tài)、

7、交互且高效的web服務(wù)器應(yīng)用程序。 asp是經(jīng)過服務(wù)器解析之后再向瀏覽器返回數(shù)據(jù)，所有的程序都將在服務(wù)器端執(zhí)行，包括 所有恢在普通html中的腳本程序當(dāng)程序執(zhí)行完畢后，服務(wù)器僅將執(zhí)行的結(jié)果返回給客戶 瀏覽器，這樣不僅減輕了客戶端瀏覽器的負(fù)擔(dān)，大大提高了交互的速度，而且可以防止系統(tǒng) 信息向外泄漏和保護(hù)程序源代碼的安全。1.2.2服務(wù)器數(shù)據(jù)庫在木系統(tǒng)的設(shè)計屮采用sql server建立和管理服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫。sql server是一個關(guān) 系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它使用集數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)處理為-體的一種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫查詢語言sql （structured query language,結(jié)構(gòu)化查詢語言）,包括數(shù)據(jù)庫

8、查詢（query）、刪除（delete）、 增加（append）、修改（update）等處理。利用前端丄具的計算能力和sql的數(shù)據(jù)席操縱能 力，可以快速建立數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。1.2. 3 script腳本語言腳本語言是介于html和java、c+和visual basic z類的編程語言z間的語言。本系 統(tǒng)采用腳本語言vb script來實現(xiàn)診斷算法以及提高人機交互的友好界面。vb script 源于vb語言，采用了 vb的語法結(jié)構(gòu)，簡單易學(xué)。腳本程序可以在客戶端執(zhí)行也可以在服 務(wù)器端執(zhí)行，不需要編譯，可以肓接用，由解禪器來負(fù)責(zé)解釋。1.2.4 asp與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接odbc （開放數(shù)據(jù)庫聯(lián)接驅(qū)動

9、程序）是查詢程序和數(shù)據(jù)庫z間的一個接口，通過這個接口, 能夠存取不同廠商所提供的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。由于odbc并不是很容易使用，所以又產(chǎn)生了數(shù) 據(jù)庫存取對象：daordo和adodaoo能夠存儲.mdb格式的數(shù)據(jù)庫rdo強化了 sql服務(wù)器的訪 問功能，提高了執(zhí)行效率；ado則提取了 dao與rdo的精華。本系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)庫訪問技 術(shù)就是通過ado實現(xiàn)的。ado對象模型是-組接口，通過它可從任何語言屮訪問數(shù)據(jù)庫，八do提供了七種對象， 通過這些對象連接到數(shù)據(jù)庫并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的一系列操作，這里我們僅對本系統(tǒng)屮使川最多 的幾種對象進(jìn)行簡要介紹：仃）connection（連接對象）:代表到數(shù)據(jù)庫源的鏈

10、接。（2）recordset （記錄集對彖）:由從數(shù)據(jù)即的查詢返回的記錄和這些記錄中的一個游標(biāo)組 成。（3）field（域?qū)﹀瑁捍硪粋€記錄集中使用普通數(shù)據(jù)類型的一個域。2系統(tǒng)實現(xiàn)本系統(tǒng)的實現(xiàn)過程主耍包括：建立數(shù)據(jù)庫并對其進(jìn)行配置（如訪問權(quán)限、數(shù)據(jù)源等）； 設(shè)計用戶界而，編寫asp程序?qū)崿F(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接和診斷算法。2.1服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫的配置2. 1. 1數(shù)據(jù)庫的建立木系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫由兩個數(shù)據(jù)庫組成，一個是用來儲存診斷信息的知識規(guī)則庫，整個診斷 過程都需要和這個規(guī)則庫連接，并從屮獲取數(shù)據(jù)以判斷病害名稱；另一個丿ij來存儲蘋果病蟲 害發(fā)生的名稱、癥狀及防治方法，以供用戶查詢。由于數(shù)據(jù)量較大，我們選

11、擇先將收集的數(shù) 據(jù)輸入excel表內(nèi)，再導(dǎo)入sql server中。2.1.2在服務(wù)器端配置odbc我們前而提到odbc是查詢程序和數(shù)據(jù)庫z間的一個接口，為了使查詢程序能夠存取數(shù) 據(jù)庫屮的數(shù)據(jù)，我們需要對其進(jìn)行配置。具體步驟如下：（1）開始菜單一控制面板-odbc數(shù)據(jù)源一系統(tǒng)dsn-添加驅(qū)動程序選擇sql server-完 成。（2）配置：輸入相應(yīng)的dsn名稱、服務(wù)器的ip地址（若數(shù)據(jù)源在本地，選擇“l(fā)ocal”）、 數(shù)據(jù)庫帳號、密碼。2.1.3數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限的設(shè)置在査詢程序（即asp文件）中，我們需耍用特定的帳戶、密碼和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，這 需要在sql server屮建立帳戶、密碼，并為具設(shè)

12、直特定的權(quán)限。本系統(tǒng)屮只需要從數(shù)據(jù)庫 屮查詢，而不涉及更新等操作，所以只需設(shè)置select權(quán)限，具體步驟如下：（1）在sql server的enterprise manager中,選擇security,新建一個用戶名和密碼。（2）將己導(dǎo)入新建數(shù)據(jù)庫屮的所有表格的屬性中相應(yīng)川戶名的select權(quán)限設(shè)直為“選屮” 狀態(tài)。2. 2診斷過程的實現(xiàn)2.2.1用戶界面設(shè)計“病害診斷”的主頁設(shè)計為框架結(jié)構(gòu)，主耍包括up. htm （病癥部位）、low. htm （病組）、 right.htm （癥狀）。用戶選擇病癥部位不同，病組和癥狀就會相應(yīng)發(fā)生變化，所以，這三個 框架之間的轉(zhuǎn)換用java script中的

13、on change事件實現(xiàn);right, htm通過提交"病癥”到 查詢程序（asp文件），實現(xiàn)病害診斷，并顯示診斷結(jié)果。查詢出的病癥乂可通過search, asp 從數(shù)據(jù)庫屮杏找相應(yīng)的癥狀和診斷方法。2. 2. 2 asp文件的運行right.htm文件設(shè)計了一個供用戶選擇癥狀和査詢的表單，用post方法將表單提交給查詢程序，調(diào)用ado與數(shù)據(jù)庫連接，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的查詢。asp的ado訪問數(shù)據(jù)庫的操作過程：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫源名（dsn）：在給odbc傳送指令時用dsn來告訴odbc操縱是哪一個數(shù)據(jù) 庫，所以配置dsn必須有dsn名、odbc驅(qū)動程序類型、數(shù)據(jù)庫名。即：conn=,dri

14、ver= sqlserver ； server二*； uid二*； pwd二*； database二pingguo；"（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)連接：asp文件屮，如果耍訪問數(shù)據(jù)，必須首先創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫的鏈接，其語句 如卜： setconnectiona=server.createobject（ " adodb.connection ”）；然后，打開鏈接： connectiona.open con（3）創(chuàng)建數(shù)據(jù)對象：ado屮數(shù)據(jù)對象recordset通常保存的是查詢結(jié)果，它保存的是一行行 的記錄，并標(biāo)有一個當(dāng)前記錄。創(chuàng)建方法：set rs=conn.execute（sqlstr）j2c條

15、語句打開并創(chuàng)建 了對彖，其中conn是先帀j創(chuàng)建的鏈接對彖，sqlstr是一個串，代表一條標(biāo)準(zhǔn)的sql語句。（4）操縱數(shù)據(jù)庫：通過調(diào)用鏈接對象的execute方法來將查詢結(jié)果返回給一個數(shù)據(jù)對象。該 方法的參數(shù)是一個標(biāo)準(zhǔn)的sql語句串，所以可以利用它方便地執(zhí)行數(shù)據(jù)插入、刪除等操作。 rssql=” select me, tz, ins from pear where me二"+request（ “bz” ）（5）關(guān)閉數(shù)據(jù)對象和鏈接對象：在使用ado對象之后，一定要關(guān)閉它，因為它使川了一定的 服務(wù)器資源。通過調(diào)ju close實現(xiàn)關(guān)閉，然后釋放它。recordset. closeset

16、recordset二nothing conn. closeset. conn二nothing3系統(tǒng)主要功能3. 1診斷功能本系統(tǒng)將疾病按癥狀分病組（所謂病組就是將具有相同或相似癥狀的疾病歸在一起依其 主耍癥狀歸列為紐），川戶在診斷時只耍根據(jù)病樹要癥狀進(jìn)入相應(yīng)病組，對統(tǒng)顯示的一系列 癥狀進(jìn)行選擇，按后按“確定”按鈕，系統(tǒng)就會白動顯示診斷結(jié)果。（如圖3、4所示）癥狀耶葉（水/m）/長早停長（刖構(gòu)）葉漸jt八利小紫如/叫脈/葉柄用 葉踴與枝條成悅葛脫葉色征靄/更廉&）八新葉小而譚 時柄/葉背的麻）虹八柄枝成稅角 葉脾技）形成花香盂所以生長快呈紫紅代藐缺素癥v蘋果缺耒癥（1）圖3病害診斷步驟圖

17、4診斷結(jié)果蘋果缺鉀癥3. 2杏詢功能丿ij戶只需點擊診斷結(jié)果（如“蘋果缺鉀癥”），系統(tǒng)就會自動在防治庫屮查找并顯示防治方法。（如圖5所示）(缺鉀癥狀 基部葉和中部葉的葉緣失綠呈董色，常向上卷曲。缺? 焦，掛在枝上不易脫落。診斷要點注意有癥狀的葉位 > 如果; 療療現(xiàn)在上部葉，可能是缺鈣。缺鉀枯焦邊緣與綠色部分清晰，不枯宜 近仄總部間有明顯的紅褐色皐帶。葉斑病引起葉緣枯焦'病部呈灰色可.量低于0。8z t w。正常值為1 0x 2 m 易發(fā)生條件： _輕度缺鉀土壤多施氮肥，易缺鉀。砂質(zhì)土施石灰多，易缺鉀。 臥有橋治方法秋季基施充足的有機肥料。幼果膨大期開始，毎畝追1 處力布0 2乂一0 3z磷酸二氫鉀水濬液或1乂 一2乂硫酸鉀或氮化鉀圖5癥狀與診斷方法4結(jié)束語本研究利用計算機web網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將蘋果專家的診斷方法和經(jīng)驗系統(tǒng)化、形式化，建成蘋 果病蟲害智能診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)簡單易用，能部分代替專家廣泛指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，對智能化農(nóng) 業(yè)信息技術(shù)的推廣應(yīng)川具有一定的理論和實踐