水产养殖系统外文翻译

Application of an expert system to monitoring and control in aquaculture外文翻译专家系统在水产养殖监控控制中的应用大卫d哈里斯，彭长，彼得hsydenham当某个测量课题即将达到想要的学制观点时，我们发现该学科通常包含一系列数据，该学科被解释为完全控制语言。在目前的应用中，衡量和控制水质是鱼健康育种的基础。这是上述控制的基础，提供实时测量的数据，对确保鱼的健康至关重要。计算机以简化专家系统的应用为基本控制，实现实时监控和控制。本文介绍了计算机的基础开发、分布式监控和专家控制系统的构建。该系统整合了启发式和实时变更的知识，加强了自动化决策的基础。该系统的重要特点是，只需简单的计算机技术，就可以直接访问专家系统的作者，更改系统的应用程序和操作程序。您可以通过构建“传感器知识”来简化传感器的设计和操作，或指定所需的传感器并通过系统提供的要求来设置。测量和测量系统中心(MISC)是澳大利亚南部大学的研究中心，旨在开发更好的测量方法和设备。所有项目的默认方法是使用。最近，该研究中心正在进行将澳大利亚南部渔业部门和该领域的专门知识和特定应用于养殖业监测和控制的项目。关键字专家系统、监视和控制、知识库、用户交互背景1为了实施该地区基于知识的方法体系，需要开发基本的应用程序。2当前的水产养殖做法从海洋笼子到陆地上的池塘，世界各地都在盛行养殖业。淡水或海洋鱼类都是麻雀、甲壳类、软体动物等繁殖对象。然而，在这个主题中出现了一些一般性问题。一般养殖设施费用很高。粮食的可行性运营取决于劳动力和运营成本。由于典型产业过程的差异和养殖业的情况，传统产业过程的方法和控制工程不能简单应用，对鱼的生理和行为的理解，尤其是集中农业，通常是有限的，部分的理解。在鱼类生长的实验和建模过程中，监测和控制鱼类生长缓慢的原因有些困难。根据有关养鱼生长的各种资料，鱼很敏感，如果不能保证水质，在很短的时间内就会大量死亡或灭绝。渔民们有处理与鱼类养殖相关的庞大资料的能力，因此对计算机控制设备有强烈的依恋。水质3养鱼的目的是养健康的鱼。毫无疑问，影响鱼健康的最重要因素之一是它们生活的水问题环境。水质取决于物理、化学和生物因素的影响。这些因素影响水的使用。这些因素影响鱼的生存、繁殖、生长、生产或管理。很多系统参数相互影响，比水产养殖家知道的要复杂得多。测量重要角色的物理参数包括：溶解氧温度氨溶解(NH 3和NH4)Ph值盐度浊度根据养殖鱼类的种类和环境，水的质量包括这些因素的多种组合。4基于专家系统的监控控制系统4.1理想系统理想的养殖监控系统必须有监视整个鱼类活动范围的能力。能够推断鱼的生长和市场趋势的理想电脑“帮手”。目前精通计算机的用户可以通过与现有软件相结合来获取这些数据。即使不能使用这种友好的用户“助手”，也不能忽略任何监视技术和控制系统都有自己可以执行的任务这一事实。例如，水质控制不是目标本身。考虑到上述问题，理想的监视和控制系统应提供：具有持续测量和记录的功能，所有可测量的参数对鱼的健康非常重要。您可以轻松修改系统设定，并根据测量资料做出系统决定。而且，设置用户控制的操作系统警报或报告记录有关鱼的生长和健康的数据。记录其他相关数据，特别是饲养和天气方面。水质也受池塘布局、当地风、鱼的种类和密度、鸟类、下层土和各种其他因素的影响。理想的系统必须考虑这些因素之间的差异，进行人类监控和控制。5当前技术养殖业中有很多设备供应商参与水质监测。研究结果表明，在一些高级商业市场上，会有使用计算机进行形式监控和控制的系统，汉森5就是这样的系统。仪器供应商通常将从该项目中获得的利益和咨询服务结合起来，使用自己的设备完成完整的系统工作。研究人员用电脑收集和分析了6种测量数据。MacKinlay 7中的其他业务包(如电子表格)是执行此操作的强大工具。技术介质介绍了使用计算机监控和控制的安装方法，但是这种类型的安装通常自定义计算机专家系统，因此需要帮助。因此，高级市场可以完全有效地监控和控制水产养殖厂，因此允许相当大的资本成本。在低成本市场，资本有限，没有相关系统来解决这个问题。除了上述情况和计算机技术外，还有一个问题是系统测量和过程监控的核心。首先销售的技术工具文献很多，但在选择和规格工具的使用方面没有专业知识的帮助和指导。二是养殖业没有可观察的标准化通信系统，形成了完整的监控网络。第三，仪器成本往往很高，仪器和备件的可用性也是问题。6知识库概念6.1核心概念渔民需要从鱼类的生活环境中获取知识，这种知识被农民利用或系统地利用来控制环境。为了解决这种问题，我们在养殖业的知识体系中应用了很多概念。这些核心概念包括基于规则的检测、规则、用户可访问性和传感器设计方面的知识，下面将逐一讨论。6.2基于规则的检测知识总是取决于情况。通常，特定传感器读数取决于其他因素，并与其他传感器读数交互。在特定背景下提供测量系统的模型。为了运行这种基于规则的模型，专家系统提供了监视和控制的便捷方法。但是，它不是作为电信运营商的完全控制系统，通常很少使用此程序。例如，麦克纳马拉描述了一个典型的例子。水温传感器测量的只是简单的数字。这个数字意味着鱼的健康吗？其他因素(如鱼的种类、溶解氧含量等)也是相关的。值得注意的是，读数准确度的影响往往很小。巴伯说，知识可以被视为映射信息(证据)信息(结论)的转换运算符。鱼的动态转换表示模型，如图1所示。图1监控和控制与系统相关的数据信息传递流程图当一个人建立某种模型的过程或规则时，他通常在没有意识到事实的情况下构建这样的机构系统。很容易得到，很详细，但是测量仪器很难得到操作渔场的简洁语句。他们的更好的定义是数字，所以很多人认为前者比后者更重要。Houvenaghe112模型描述了这些发展，强调了一些实际困难。专家系统提供了良好的发展。系统决定显然是基于人和启发式知识相结合的测量数据。该系统模拟了信息的收集和处理过程。7规则必须在监视系统中应用三种类型的默认规则：具体来说，技术规则的本质是不可更改的，专家系统的本质是通过硬件编码和接口功能实现的。通常鱼类的养殖规则反映了当前的(高度变化的)知识状态。此规则反映的一个例子是，当温度范围为16.5 18.5时，鲍鱼(软体动物)生长得最好。值得注意的是，这条规则直到最近的研究结果都不得而知。渔场的具体规则。也可能是提高溶解氧含量，使渔场配置更有效的通风装置。这是专家系统中最基本的规则。但是，随着知识的发展，鱼类繁殖规则必须持续更新，某些规则要求渔民更好地利用渔场。8用户辅助功能无论监视系统是否真的被渔民广泛使用，最根本的取决于使用的方便程度。如果灾难发生在混乱或模糊的情况下，系统必须完全自然、友好的用途，才能发挥最大的保护能力。这一领域的人机界面是实现真正友好明确的工作环境是一个简单但耗时的工作的重要研究领域。汉森5解释了如何在大系统中解决这个问题。对于小型系统，我认为开发特殊界面是不合理的方法。需要时间，可能会导致资源浪费。此外，有了“现成”的界面，就可以执行当前任务，大大缩短完成任务的时间，无需构建新的界面。在我们的例子中，专家系统方案的选择极大地考虑了这一点。因为在英国使用很简单、很实用，也可以在电脑上运行。了解界面布局并简化界面设计的规则任务。我发现没有难以使用的电子表格软件。9传感器设计专家系统结合鱼类生长环境数据，指定传感器网络和个别传感器。MISC组开发了大量标准化格式的软件包。给出了具有相对简单知识水平的强大规则库的完全集成系统。图2 .渔港水质管理系统安装示意图指定传感器性能和规则库的数据是向系统提供产品说明和购买相应传感器的简单步骤。农民亲自制作产品还在开发阶段。在这里，自己的产品没有进一步发展。除非农民具备卓越的才能、低廉的契机、整顿农场的能力和完善的系统服务。10测试系统10.1系统说明系统由一台个人计算机、一套水质传感器、传感器信号发射器、通信总线、水质报警设备等组成。配置规则如图2所示。10.2软件除了执行Pc核心系统和所有计算和数据管理等控制任务之外。所需软件可分为两个基本类别：实施和实用性。实时软件包括专家系统和用c语言编写的各种界面开发程序。专家系统通过通信总线上的设备提供接口程序。专家系统执行整个系统模型的数据响应和时间维护。任何时候这些程序都将正常运行。实时软件监视控制部分，包括接口，数据库管理员(数据库)。专家系统支持整个系统模型，根据合同获取相关数据并做出响应。设施还提供初始系统设置、传感器更换、传感器工作范围校准和工作时间表修改。但是，预计用户将通过直接操作专家系统的规则(而不是特殊的界面)执行这些步骤。这里使用的软件工程战略是开发通用软件，可以快速方便地定制各种更复杂的监视和控制任务和应用程序。11操作规程小型专家系统使用一个温度传感器和溶解氧传感器控制鲍鱼池的氧气发生器和冷水机组设备。鲍鱼水族馆是空调实验室，所以水温22C，对鲍鱼来说太热了。昼夜变化的效果明显没有。系统不限于这种小规模操作，可以扩展到数万个传感器和执行器节点，并且每个节点都具有携带多个设备的能力。溶解氧读数监控实例：根据预定的时间表查询所需的时间。通信系统通过发送信号命令打开传感器数字传输功能等待传感器读数稳定，然后再从系统接收数据。读取温度时，系统使用内部规则导出数据表。系统接收的读数低于设置的值。系统启动氧气装置。同时持续监视数据。当溶解氧值超过90%饱和时，氧发生器关闭，这样重复。请注意，用户可以更改这些规则不需要编程，只需要编辑芯片。12使用数据库数据记录功能与数据库接口一起打开。传感器读取的所有参数和系统响应以及采样时间和日期都存储在数据库中。如果对一个参数的限制程序在注解字段中写入单词“* * *”，则是为了引起用户的注意。日期索引可以从一个用户输入的日期和时间开始扫描，可以按日期/时间顺序(向前或向后)排序。但是，不建议提供更多索引记录。当然，用户还可以构建其他指数数据库。13芯片实现如上所述，我们使用芯片是因为感觉使用简单，理解计算机的人只需经过小的训练就可以使用。它还具有良好的用户界面，可以为内部规则开发和最终演示向用户开发专家系统。通过数字总线传感器实现芯片通信。使用I2C系统是因为Philips需要的所有功能都是提供智能芯片。传感器配有传感器信号调节电路。为用户提供一系列新功能。14测试和结果系统模拟用户数据输入传感器输出流程大约3个月了。该系统将计算机和传感器结合起来，完全可以按照预配置的程序操作。表示可以监视和控制鲍鱼的整体生长环境15传感器连接器原理很简单，但是专家系统的接口和总线接口之间出现了很多问题。I这主要与用c语言编写的界面程序有关。这是因为c语言编译器选择的局限性越来越复杂。一旦解决，这些问题就不再出现。作业界面有两个方面的用户界面：作业界面和界面界面。任务使用界面是用户无需修改系统即可简单使用的界面。晶体芯片为善于使用图形和颜色的系统生成器提供了用户界面。用户界面包括信息、数据输入、菜单、帮助和简单图形。16使用者工作规则用于设置和修改规则库的界面规则易于使用，但也有一些未经训练的“陷阱”。接口允许用户创建规则结构，但不控制该结构的形成。系统操作，尤其是更新，极大地帮助用户创建混乱的规则网络。遗憾的是，整理这样的规则是一项相当复杂的工作，因此，了解更多的专家系统结构比创建好的结构重要。这不仅可以使用户访问规则结构简单，而且还可以使用户被训练编写规则来解决非常复杂的问题，同样也很容易。17计算系统内存要求该应用程序在芯片上有两个接口程序，运行数据库接口和总线接口，这两个接口同时驻留在内存中。这导致了对个人计算机内存容量的巨大需求。提供可扩展的适当预警信号。当然，640 kb的局限性很容易克服。18摘要和结论研究表明，将可行的专家系