苹果病虫害智能诊断系统的构建

摘要：本文通过运用高级编程语言，将计算机网络应用技术与苹果病虫害诊断原理相结合，创建了一个能在Internet上运行的苹果病虫害智能诊断系统，使果树病害诊断这一专业性，技术性很强的问题变得简便易行，推动农业科技在非专业技术人员中的普及、推广及其在网上的传播与利用。关键词：智能诊断；Web数据库；ASPAbstract:ThispaperpresentsaplantdiseasesandinsectpestsdiagnosissystemofapplethatcanrunontheInternetusingadvancedprogramminglanguage.Thissystemsimplifiestheprofessionaltechnique.HopethatthispapercanhelptodrivethetransmittingandusingofagriculturaltechniquesonInternet，andamongamateursaswell.Keywords:intelligentdiagnosis；webdatabase；ASP随着Internet技术的进一步发展，基于Web技术的浏览器服务器(B/S)模式的各类农业专家应用系统已成为网络应用技术研究的一个方面。艮据B/S模式开发出的应用程序对客户端要求不高，并且具有统一的交互界面，操作简单易行，安装维护简便。我们运用高级编程语言，将计算机网络应用技术与苹果病虫害诊断原理相结合，创建了一个能在Internet上运行的苹果病虫害智能诊断系统，使果树病害诊断这一专业性、技术性很强的问题变得简便易行，能够推动农业科技在非专业技术人员中的普及、推广及其在网络上的传播与利用。1原理与方法苹果病虫害智能诊断系统的构建主要涉及两个方面：专业知识和实现技术。前者是指苹果病虫害诊断领域的专门知识，包括病虫害的症状表现、诊断过程及防治方法。后者是指将这些专业知识系统化、直观化、智能化的计算机应用技术。本系统搜集整理了75种苹果常见病的症状、病原、传播途径和防治方法。诊断过程主要以苹果病虫害的数值诊断原理为依据。该方法借鉴了现代计量医学的研究成果，应用概率统计的方法，如最大似然法、逐步判别法和聚类分析法等，其主要诊断原理是通过对病树诊断的大量样本、专家经验和书本知识对疾病信息和症状信息进行分值计量定义，找出症状与疾病之间的统计规律，确定出经验公式，然后艮据对这些症状信息的统计处理而得出诊断结果。整个诊断及查询过程使用基于Web技术的浏览器一一服务器(B/S)模式实现，以网页形式在Internet上运行。诊断原理本系统主要以苹果病害的数值诊断原理为诊断依据。首先将致病果树的症状、病名及分

值（病害症状对诊病意义的大小）以二维表格的形式录入数据库，记为知识规则库。然后将各种病症的病名及对应的防治方法以二维表格的形式录入数据库，记为防治库。系统工作原理如下图所示：用户选择症状知识规则库用户选择症状知识规则库诊断算法=＞（显示诊断结果）查询防治方法-诊断结果查询防治方法-诊断结果防治库匸二＞（显示防治方法图1系统工作原理其中，诊断算法为本系统的核心部分，首先读取用户选择出症状的表单数据，然后连接知识规则库选择对应的数据表。为表中的每个病名建立变量hbmi（i为病名序号），将用户选择的症状对应的分值类加至hbmi，记为和值；再用此和值减去C.Y值求出差值，和值与差值相加，最大值所对应的病名即为诊断结果。（如图2）：图2图2诊断算法框图实现方法本系统使用基于Web技术的浏览器一一服务器（B/S）模式实现，以网页形式在Internet上运行，用户只需根据病树表现的症状在症状列表中进行选择，系统会自动与服务器端数据库连接，并从中取得数据进行诊断。Web数据库技术本系统采用ASP技术。ASP内含于IIS当中，是服务器端运行的脚本平台。ASP系统配置简单，成本低廉，对软硬件要求均不高，适合于中小型B/S系统。通过ASP我们可以结合HTML网页、ASP指令和ActiveX元件建立动态、交互且高效的WEB服务器应用程序。ASP是经过服务器解析之后再向浏览器返回数据，所有的程序都将在服务器端执行，包括所有嵌在普通HTML中的脚本程序当程序执行完毕后，服务器仅将执行的结果返回给客户浏览器，这样不仅减轻了客户端浏览器的负担，大大提高了交互的速度，而且可以防止系统信息向外泄漏和保护程序源代码的安全。服务器数据库在本系统的设计中采用SQLServer建立和管理服务器端数据库。SQLServer是一个关系数据库管理系统。它使用集数据定义、数据处理为一体的一种标准数据库查询语言SQL（StructuredQueryLanguage，结构化查询语言），包括数据库查询（Query）、删除（Delete）、增加（Append）、修改（Update）等处理。利用前端工具的计算能力和SQL的数据库操纵能力，可以快速建立数据库应用程序。Script脚本语言脚本语言是介于HTML和Java、C++和VisualBasic之类的编程语言之间的语言。本系统采用脚本语言VBScript来实现诊断算法以及提高人机交互的友好界面。VBScript来源于VB语言，采用了VB的语法结构，简单易学。脚本程序可以在客户端执行也可以在服务器端执行，不需要编译，可以直接用，由解释器来负责解释。ASP与数据库的联接ODBC（开放数据库联接驱动程序）是查询程序和数据库之间的一个接口，通过这个接口，能够存取不同厂商所提供的服务器数据库。由于ODBC并不是很容易使用，所以又产生了数据库存取对象：DAORDO和ADODAO。能够存储.mdb格式的数据库RDO强化了SQL服务器的访问功能，提高了执行效率；ADO则提取了DAO与RDO的精华。本系统所采用的数据库访问技术就是通过ADO实现的。ADO对象模型是一组接口，通过它可从任何语言中访问数据库，ADO提供了七种对象，通过这些对象连接到数据库并实现对数据库的一系列操作，这里我们仅对本系统中使用最多的几种对象进行简要介绍：（1） Connection（连接对象）：代表到数据库源的链接。（2） Recordset（记录集对象）:由从数据库的查询返回的记录和这些记录中的一个游标组成。（3）Field（域对象）：代表一个记录集中使用普通数据类型的一个域。2系统实现本系统的实现过程主要包括：建立数据库并对其进行配置（如访问权限、数据源等）；设计用户界面，编写asp程序实现与数据库的连接和诊断算法。服务器端数据库的配置数据库的建立本系统的数据库由两个数据库组成，一个是用来储存诊断信息的知识规则库，整个诊断过程都需要和这个规则库连接，并从中获取数据以判断病害名称；另一个用来存储苹果病虫害发生的名称、症状及防治方法，以供用户查询。由于数据量较大，我们选择先将收集的数据输入Excel表内，再导入SQLServer中。在服务器端配置ODBC我们前面提到ODBC是查询程序和数据库之间的一个接口，为了使查询程序能够存取数据库中的数据，我们需要对其进行配置。具体步骤如下：（1） 开始菜单一控制面板一ODBC数据源一系统DSN-添加驱动程序选择SQLServer-完成。（2） 配置：输入相应的DSN名称、服务器的IP地址（若数据源在本地，选择“local”）、数据库帐号、密码。数据库访问权限的设置在查询程序（即ASP文件）中，我们需要用特定的帐户、密码和数据库进行连接，这需要在SQLServer中建立帐户、密码，并为其设置特定的权限。本系统中只需要从数据库中查询，而不涉及更新等操作，所以只需设置select权限，具体步骤如下：（1）在SQLServer的EnterpriseManager中，选择Security,新建一个用户名和密码。（2）将已导入新建数据库中的所有表格的属性中相应用户名的Select权限设置为'选中”状态。诊断过程的实现用户界面设计“病害诊断”的主页设计为框架结构，主要包括up.htm（病症部位）、low.htm（病组）、right.htm（症状）。用户选择病症部位不同，病组和症状就会相应发生变化，所以，这三个框架之间的转换用JavaScript中的onchange事件实现；right.htm通过提交“病症”到查询程序（ASP文件），实现病害诊断，并显示诊断结果。查询出的病症又可通过search.asp从数据库中查找相应的症状和诊断方法。ASP文件的运行right.htm文件设计了一个供用户选择症状和查询的表单，用post方法将表单提交给

查询程序，调用ADO与数据库连接，从而实现对数据库的查询。ASP的ADO访问数据库的操作过程：⑴创建数据库源名(DSN)：在给ODBC传送指令时用DSN来告诉ODBC操纵是哪一个数据库，所以配置DSN必须有DSN名、ODBC驱动程序类型、数据库名。即：conn=”driver={sqlserver}；server=****；uid=***；pwd=***；database=pingguo；”(2)创建数据连接：ASP文件中，如果要访问数据，必须首先创建与数据库的链接，其语句如下：setConnectiona=server.Createobject(“ADODB.Connection”)；然后，打开链接：Connectiona.opencon创建数据对象：ADO中数据对象Recordset通常保存的是查询结果，它保存的是一行行的记录，并标有一个当前记录。创建方法：setrs=Conn.Execute(sqlstr)这条语句打开并创建了对象，其中Conn是先前创建的链接对象，sqlstr是一个串，代表一条标准的SQL语句。操纵数据库：通过调用链接对象的Execute方法来将查询结果返回给一个数据对象。该方法的参数是一个标准的SQL语句串，所以可以利用它方便地执行数据插入、删除等操作。Rssql=”selectmc，tz，msfrompearwheremc=”+request(“bz”)关闭数据对象和链接对象：在使用ADO对象之后，一定要关闭它，因为它使用了一定的服务器资源。通过调用Close实现关闭，然后释放它。Recordset.closeSetRecordset=nothingConn.closeSet.Conn=nothing3系统主要功能3.1诊断功能本系统将疾病按症状分病组(所谓病组就是将具有相同或相似症状的疾病归在一起依其主要症状归列为组)，用户在诊断时只要根据病树要症状进入相应病组，对统显示的一系列症状进行选择，按后按“确定”按钮，系统就会自动显示诊断结果。(如图3、4所示)「I「I□图4诊断结果图图4诊断结果查询功能用户只需点击诊断结果(如“苹果缺钾症”)，系统就会自动在防治库中查找并显示防治方法。(如图5所示)苹果缺钾症症状•缺钾症状基部叶和中部叶的叶緣失绿呈萤色』常向上卷曲-缺!糅>挂在枝上>不易脱落-•诊斷要点注意有症状的叶位>如果:觇在上部叶,可能是缺钙。融钾枯僅边媒与绿色部分清晰，不枯嵋健部间有明显的红褐色晕带-叶斑病引起叶緣枯倉，病部呈灰色可-量低于山8北—l.O^o正常值为1.0>!—2.0>：□易发生条件：轻度缺钾土壤哆施氮;肥，易缺钾。砂质土施石灰哆>易缺钾.・处方•辭治方法秋季基施充足的有机肥料-幼果膨大期开始，每亩追j布0.2乂一0.3X磷酸二氢钾水溶液，或1兗一2兄硫酸钾或氯化钾'图5症状与诊断方法4结束语本研究利用计算机web网络技术将苹果专家的诊断方法和经验系统化、形式化，建成苹果病虫害智能诊断系统。该系统简单易用，能部分代替专家广泛指导生产实践，对智能化农业信息技术的推广应用具有一定的理论和实践意义。本论文旨在探索如何将计