蘋果病蟲害智能診斷系統(tǒng)的構(gòu)建

摘要：本文通過運(yùn)用高級(jí)編程語(yǔ)言，將計(jì)算機(jī)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(gè)能在Internet上運(yùn)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(qiáng)的問題變得簡(jiǎn)便易行，推動(dòng)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)上的傳播與利用。關(guān)鍵詞：智能診斷；Web數(shù)據(jù)庫(kù)；ASPAbstract:ThispaperpresentsaplantdiseasesandinsectpestsdiagnosissystemofapplethatcanrunontheInternetusingadvancedprogramminglanguage.Thissystemsimplifiestheprofessionaltechnique.HopethatthispapercanhelptodrivethetransmittingandusingofagriculturaltechniquesonInternet，andamongamateursaswell.Keywords:intelligentdiagnosis；webdatabase；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(gè)方面。艮據(jù)B/S模式開發(fā)出的應(yīng)用程序?qū)蛻舳艘蟛桓?，并且具有統(tǒng)一的交互界面，操作簡(jiǎn)單易行，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。我們運(yùn)用高級(jí)編程語(yǔ)言，將計(jì)算機(jī)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(gè)能在Internet上運(yùn)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(qiáng)的問題變得簡(jiǎn)便易行，能夠推動(dòng)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)建主要涉及兩個(gè)方面：專業(yè)知識(shí)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。前者是指蘋果病蟲害診斷領(lǐng)域的專門知識(shí)，包括病蟲害的癥狀表現(xiàn)、診斷過程及防治方法。后者是指將這些專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)化、直觀化、智能化的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。本系統(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(jì)量醫(yī)學(xué)的研究成果，應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)的方法，如最大似然法、逐步判別法和聚類分析法等，其主要診斷原理是通過對(duì)病樹診斷的大量樣本、專家經(jīng)驗(yàn)和書本知識(shí)對(duì)疾病信息和癥狀信息進(jìn)行分值計(jì)量定義，找出癥狀與疾病之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，確定出經(jīng)驗(yàn)公式，然后艮據(jù)對(duì)這些癥狀信息的統(tǒng)計(jì)處理而得出診斷結(jié)果。整個(gè)診斷及查詢過程使用基于Web技術(shù)的瀏覽器一一服務(wù)器(B/S)模式實(shí)現(xiàn)，以網(wǎng)頁(yè)形式在Internet上運(yùn)行。診斷原理本系統(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(duì)診病意義的大?。┮远S表格的形式錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，記為知識(shí)規(guī)則庫(kù)。然后將各種病癥的病名及對(duì)應(yīng)的防治方法以二維表格的形式錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，記為防治庫(kù)。系統(tǒng)工作原理如下圖所示：用戶選擇癥狀知識(shí)規(guī)則庫(kù)用戶選擇癥狀知識(shí)規(guī)則庫(kù)診斷算法=＞（顯示診斷結(jié)果）查詢防治方法-診斷結(jié)果查詢防治方法-診斷結(jié)果防治庫(kù)匸二＞（顯示防治方法圖1系統(tǒng)工作原理其中，診斷算法為本系統(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(shí)規(guī)則庫(kù)選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表。為表中的每個(gè)病名建立變量hbmi（i為病名序號(hào)），將用戶選擇的癥狀對(duì)應(yīng)的分值類加至hbmi，記為和值；再用此和值減去C.Y值求出差值，和值與差值相加，最大值所對(duì)應(yīng)的病名即為診斷結(jié)果。（如圖2）：圖2圖2診斷算法框圖實(shí)現(xiàn)方法本系統(tǒng)使用基于Web技術(shù)的瀏覽器一一服務(wù)器（B/S）模式實(shí)現(xiàn)，以網(wǎng)頁(yè)形式在Internet上運(yùn)行，用戶只需根據(jù)病樹表現(xiàn)的癥狀在癥狀列表中進(jìn)行選擇，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)與服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)連接，并從中取得數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷。Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)本系統(tǒng)采用ASP技術(shù)。ASP內(nèi)含于IIS當(dāng)中，是服務(wù)器端運(yùn)行的腳本平臺(tái)。ASP系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)軟硬件要求均不高，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(yè)、ASP指令和ActiveX元件建立動(dòng)態(tài)、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?yàn)g覽器返回?cái)?shù)據(jù)，所有的程序都將在服務(wù)器端執(zhí)行，包括所有嵌在普通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。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用SQLServer建立和管理服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)。SQLServer是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。它使用集數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)處理為一體的一種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言SQL（StructuredQueryLanguage，結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言），包括數(shù)據(jù)庫(kù)查詢（Query）、刪除（Delete）、增加（Append）、修改（Update）等處理。利用前端工具的計(jì)算能力和SQL的數(shù)據(jù)庫(kù)操縱能力，可以快速建立數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序。Script腳本語(yǔ)言腳本語(yǔ)言是介于HTML和Java、C++和VisualBasic之類的編程語(yǔ)言之間的語(yǔ)言。本系統(tǒng)采用腳本語(yǔ)言VBScript來實(shí)現(xiàn)診斷算法以及提高人機(jī)交互的友好界面。VBScript來源于VB語(yǔ)言，采用了VB的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)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，可以直接用，由解釋器來負(fù)責(zé)解釋。ASP與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)接ODBC（開放數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接驅(qū)動(dòng)程序）是查詢程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的一個(gè)接口，通過這個(gè)接口，能夠存取不同廠商所提供的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。由于ODBC并不是很容易使用，所以又產(chǎn)生了數(shù)據(jù)庫(kù)存取對(duì)象：DAORDO和ADODAO。能夠存儲(chǔ).mdb格式的數(shù)據(jù)庫(kù)RDO強(qiáng)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(kù)訪問技術(shù)就是通過ADO實(shí)現(xiàn)的。ADO對(duì)象模型是一組接口，通過它可從任何語(yǔ)言中訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，ADO提供了七種對(duì)象，通過這些對(duì)象連接到數(shù)據(jù)庫(kù)并實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一系列操作，這里我們僅對(duì)本系統(tǒng)中使用最多的幾種對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：（1） Connection（連接對(duì)象）：代表到數(shù)據(jù)庫(kù)源的鏈接。（2） Recordset（記錄集對(duì)象）:由從數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢返回的記錄和這些記錄中的一個(gè)游標(biāo)組成。（3）Field（域?qū)ο螅捍硪粋€(gè)記錄集中使用普通數(shù)據(jù)類型的一個(gè)域。2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程主要包括：建立數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)其進(jìn)行配置（如訪問權(quán)限、數(shù)據(jù)源等）；設(shè)計(jì)用戶界面，編寫asp程序?qū)崿F(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和診斷算法。服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)的配置數(shù)據(jù)庫(kù)的建立本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)由兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)組成，一個(gè)是用來儲(chǔ)存診斷信息的知識(shí)規(guī)則庫(kù)，整個(gè)診斷過程都需要和這個(gè)規(guī)則庫(kù)連接，并從中獲取數(shù)據(jù)以判斷病害名稱；另一個(gè)用來存儲(chǔ)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，我們選擇先將收集的數(shù)據(jù)輸入Excel表內(nèi)，再導(dǎo)入SQLServer中。在服務(wù)器端配置ODBC我們前面提到ODBC是查詢程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的一個(gè)接口，為了使查詢程序能夠存取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，我們需要對(duì)其進(jìn)行配置。具體步驟如下：（1） 開始菜單一控制面板一ODBC數(shù)據(jù)源一系統(tǒng)DSN-添加驅(qū)動(dòng)程序選擇SQLServer-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(kù)帳號(hào)、密碼。數(shù)據(jù)庫(kù)訪問權(quán)限的設(shè)置在查詢程序（即ASP文件）中，我們需要用特定的帳戶、密碼和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，這需要在SQLServer中建立帳戶、密碼，并為其設(shè)置特定的權(quán)限。本系統(tǒng)中只需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，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SQLServer的EnterpriseManager中，選擇Security,新建一個(gè)用戶名和密碼。（2）將已導(dǎo)入新建數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有表格的屬性中相應(yīng)用戶名的Select權(quán)限設(shè)置為'選中”狀態(tài)。診斷過程的實(shí)現(xiàn)用戶界面設(shè)計(jì)“病害診斷”的主頁(yè)設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，主要包括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(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，所以，這三個(gè)框架之間的轉(zhuǎn)換用JavaScript中的onchange事件實(shí)現(xiàn)；right.htm通過提交“病癥”到查詢程序（ASP文件），實(shí)現(xiàn)病害診斷，并顯示診斷結(jié)果。查詢出的病癥又可通過search.asp從數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相應(yīng)的癥狀和診斷方法。ASP文件的運(yùn)行right.htm文件設(shè)計(jì)了一個(gè)供用戶選擇癥狀和查詢的表單，用post方法將表單提交給

查詢程序，調(diào)用ADO與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢。ASP的ADO訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的操作過程：⑴創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)源名(DSN)：在給ODBC傳送指令時(shí)用DSN來告訴ODBC操縱是哪一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以配置DSN必須有DSN名、ODBC驅(qū)動(dòng)程序類型、數(shù)據(jù)庫(kù)名。即：conn=”driver={sqlserver}；server=****；uid=***；pwd=***；database=pingguo；”(2)創(chuàng)建數(shù)據(jù)連接：ASP文件中，如果要訪問數(shù)據(jù)，必須首先創(chuàng)建與數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接，其語(yǔ)句如下：setConnectiona=server.Createobject(“ADODB.Connection”)；然后，打開鏈接：Connectiona.opencon創(chuàng)建數(shù)據(jù)對(duì)象：ADO中數(shù)據(jù)對(duì)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(gè)當(dāng)前記錄。創(chuàng)建方法：setrs=Conn.Execute(sqlstr)這條語(yǔ)句打開并創(chuàng)建了對(duì)象，其中Conn是先前創(chuàng)建的鏈接對(duì)象，sqlstr是一個(gè)串，代表一條標(biāo)準(zhǔn)的SQL語(yǔ)句。操縱數(shù)據(jù)庫(kù)：通過調(diào)用鏈接對(duì)象的Execute方法來將查詢結(jié)果返回給一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。該方法的參數(shù)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SQL語(yǔ)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=”selectmc，tz，msfrompearwheremc=”+request(“bz”)關(guān)閉數(shù)據(jù)對(duì)象和鏈接對(duì)象：在使用ADO對(duì)象之后，一定要關(guān)閉它，因?yàn)樗褂昧艘欢ǖ姆?wù)器資源。通過調(diào)用Close實(shí)現(xiàn)關(guān)閉，然后釋放它。Recordset.closeSetRecordset=nothingConn.closeSet.Conn=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要癥狀歸列為組)，用戶在診斷時(shí)只要根據(jù)病樹要癥狀進(jìn)入相應(yīng)病組，對(duì)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(huì)自動(dòng)顯示診斷結(jié)果。(如圖3、4所示)「I「I□圖4診斷結(jié)果圖圖4診斷結(jié)果查詢功能用戶只需點(diǎn)擊診斷結(jié)果(如“蘋果缺鉀癥”)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)在防治庫(kù)中查找并顯示防治方法。(如圖5所示)蘋果缺鉀癥癥狀?缺鉀癥狀基部葉和中部葉的葉緣失綠呈螢色』常向上卷曲-缺!糅>掛在枝上>不易脫落-?診斷要點(diǎn)注意有癥狀的葉位>如果:覘在上部葉,可能是缺鈣。融鉀枯僅邊媒與綠色部分清晰，不枯嵋健部間有明顯的紅褐色暈帶-葉斑病引起葉緣枯倉(cāng)，病部呈灰色可-量低于山8北—l.O^o正常值為1.0>!—2.0>：□易發(fā)生條件：輕度缺鉀土壤哆施氮;肥，易缺鉀。砂質(zhì)土施石灰哆>易缺鉀.?處方?辭治方法秋季基施充足的有機(jī)肥料-幼果膨大期開始，每畝追j布0.2乂一0.3X磷酸二氫鉀水溶液，或1兗一2兄硫酸鉀或氯化鉀'圖5癥狀與診斷方法4結(jié)束語(yǔ)本研究利用計(jì)算機(jī)web網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將蘋果專家的診斷方法和經(jīng)驗(yàn)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(jiǎn)單易用，能部分代替專家廣泛指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的推廣應(yīng)用具有一定的理論和實(shí)踐意義。本論文旨在探索如何將計(jì)