基于物联网的脐橙专家系统设计与应用

安徽农业科学，ora o n u A .S i2 1。9 3 )2 8 4 2 86 Ju l fA h i n c.0 3 ( 6:2 4。2 7 1

责任编辑

熊章琴

责任校对

李岩

基于物联网的脐橙专家系统设计与应用谢招彝刘万蓉，,谢静如(. 1赣南医学院信息工程学院，江西赣州 3 10 2赣南医学院附属医院， 4 00;.江西赣州 3 10 3江西应用技术职业学院， 4 00;.江西赣州 3 10 ) 400

摘要提出一种基于物联网技术的专家系统结构，以脐橙专家系统为例，并介绍专家系统的设计方法，以及物联网技术在脐橙生产管理中的应用。 关键词物联网；传感器；脐橙专家系统； F D R I中图分类号 S 2 文献标识码 A 16 文章编号 0 1— 6 1 2 1 ) 6 2 84— 1 5 7 6 1 (0 1 3— 24 0De in n Ap iai n fNa e a eEx e tS se Ba e n t e l e n to i g sg a d pl to o v lOr ng p r y t m s d o h ntr e fTh n s c

XI h ob n e l ( c o l fIfr t nE gn eig a n nMe i l iest,G nh u in x 4 0 0 E Z a e ta S h o o nomai n ie r,G n a dc vri o n a Un y a zo,Jag i 1 0 ) 3Ab ta t A a e r n e e p a y tm a e n te I e to ig sprp s d i e in meh d swela h p le to fteI— sr c n v lo a g x e s se b s d o h ntme f Thn swa o o e t d sg to sa l ste piain o h n s,

tm e fT i g n te p o u t n o a e r n e r nrdu e e to h n si h r d ci fn v loa g swe ei t o o c d.Ke r s l t r e fTh n s e s r y wo d n e n to i g;S n o;Na e r n e e p￣ s s e;RFI v lo a g x e ytm D

多年来，专家系统被认为是人工智能应用研究最活跃和

使设计支持协作和动态信息共享的应用受到限制。局限在某一狭窄领域的孤立求解

结果，是专家系统脆弱性的一个因素。各专家系统的资源是分散孤立的。 1 3物联网技术对专家系统的支持 .物联网是对互联网和移动网的进一步拓展，采用无线传感器、 FD、能技术和纳 RI智米技术等连接物理世界。在专家系统中集成物联网技术可

最广泛的课题之一， 16由费根鲍姆等人研制的第一自 95年个专家系统 D N R L E D A…在美国问世以来，种专家系统已各

遍布各个专业领域，取得很大成功。近年来，并随着信息技术的快速发展，特别是互联网、动通信的广泛普及，信移农业息化越来越受到重视。但随着物联网、云计算等技术的发展，

传统的专家系统已经不能适应当今的信息时代，式、分布协作式和智能型的新一代专家系统是发展的必然趋势。笔者以赣南脐橙种植与管理为例，出一种基于物联网的脐橙栽培和管提

以为专家系统提供一系列支持。①为专家系统提供基于We览器的多媒体用户界面， b浏不仅可以简化专家系统中较为复杂的人机界面 ( U ) G I的开发，而且可以大大降低对用户

理专家系统的设计与应用理念，以期改进传统的脐橙种植与管理模式，降低劳动力成本，提高生产效率，增加农民收入。1专家系统概述

培训的费用。②基于物联网环境的专家系统可以提供不受时间和地理位置限制的灵活访问方式，户可以根据需要随用

时访问安装有专家系统的服务站点。③由于专家系统是安专家系统是一种模拟人类专家解装在 We b服务器上，避免了因修改 (修改其知识库和接口如 界面 )升级后必须物理地分发软件的问题，大方便了专或大家系统的维护和管理。 2基于物联网的脐橙专家系统的设计与实现

1 1专家系统及其特点 .

决领域问题的智能计算机程序系统。也就是说，家系统是专一

个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智

能和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，拟人类专家的决策过程，模以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。一

2 1基于物联网的专家系统基本结构 .

基于物联网的专家

系统分成 4层，基本结构如图 1所示。最上层是表现层，其利用

人机交互界面，实现用户、域专家和 A专家的知识共领 I

般来说，专家系统具有 3个特点。①启发眭。专家系统

能运用专家的知识与经验进行推理、断与决策。②透明性。判 专家系统能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题。

享。其次是控制层 (叫逻辑层 )由解释模块：又，推理机和知

③灵活眭。专家系统能不断地增长知识，改原有知识，修不断更新，也就是说专家系统具备数据挖掘和自我学习的能力。 1 2传统专家系统存在的不足 .尽管传统专家系统在各个控制层 表现层

领域都取得了很大成功，但仍存在比较明显的不足之处。一是专家系统修改或升级后的软件分发问题。由于传统专家

系统大多数是建立在单机平台上，旦修改或升级，一开发者必须将修改结果及有关文档物理地分发给所有用户，给专家系统的维护和管理带来很多不便。二是专家系统之间的通

数岳

惑良

信问题。由于传统专家系统之间缺少知识交换的公共协议，图 1基于物联网的专家系统基本结构基金项目赣州市社科联研究项目( O 0 1 )赣州市软科学研究项目 2 1o 7;Fi . Ba i t u t r ft e n v lo a g x e t s s e b s d g 1 s c sr c u e o h a a r n e e p r y t m a e

( 0 8 2 )江西省教育厅教育研究项目( )G一01 -) 2 00 8; J( 1—27。 J作者简介谢招彝 (9 4一 )男，西瑞金人，师，士，事智能信 17,江讲硕从息处理及物联网应用研究。— i:i ho e@ yho cr. Emalxe abn ao. o z n

O h n e n to nt eI t r e fTh n s ig

识获取等组成。接下来就是数据层，括数据库和知识库，包 由数据库服务器来管理和控制。最底层是感知层，由传感它(下转第 2 8 6页) 27

c。十 a通讯作者，副教授，士，硕从事计算机应用研究， - Em i xjr 16 cro al xj@ 2 .o : r n01一】 2 收稿日期 2】 l _ 5

2 86 2 7

安徽农业科学

较过去传统的实验教学有了明显进步。生物技术综合大实验将会在生物技术创新人才培养上发挥更为突出

的作用。参考文献[]姚旭东. 1加强课程设计强化创新能力培养[]中国大学教学，0 1 J. 21( )5 5. 6:7— 8

19, ( )6 7 . 9 72 3:9— 1

[]于冰， 2马春泉，高传军，分子生物学课程学生创新能力培养平台的等.建立与实践[]黑龙江教育， 1( )7— 2 J. 2 19:1 7 . 0 []倪哲明. 3探索设i生综合实验一培养学生的创新意i -]中国高教十}￣[ . J研究，0B 5:9 20 ( )7. []柳兆洪， 4王惠琼，潘庄成.设计性实验教学的探索[]集美大学学报， J.

[]刘勇，秀华.究型教学改革探讨一以土地资源管理专业为例 5刘研[]安徽农业科学， 003( )22 22. J. 21, 5:7o一 72 8[]蒋群， 6李志勇，张雪洪.生物工程综合实验教学的探索与实践[]实验 J.室研究与探索， O, ( )8—8. 2 72 9:8 9 0 6 []尹尚军， 7钱国英，汪财生.面向综合素质培养的生物化学综合设计型实验教学改革的探索与实践[]中国大学教学， 1( ) 6 6 . J. 2 12:— 8 0 6 []刘玉成. 8实验教学中综合设计性实验的探讨[]教育教学论坛， 1 J. 0 20( )12—13 6: 2 2.

[]周春丽， 9李玉萍，,《苏伟等.生物工程综合实验》教学体系建设探索[]安徽农业科学， O, (i: 2 11 4 J. 2 93 3 )1, 2 . O 7 5 7 5 7

(接第 284页)上 24

境，具有非常完善的系统调试工具和错误跟踪。采用的模式是 Hie t、T U T, bmaeS R C S数据库是 S L Sre 0 5 Q evr 0。 2

器网络、 FD、感等局部物联网组成。 RI遥 2 2脐橙专家系统的基本功能模块 .基于物联网的脐橙专家系统是利用人工智能技术、数据库技术和物联网技术，根

系统实现是基于 M C的 3架构，泛应用的 B S结 V层广/构，户只要通过 We用 b浏览器就能获得所需服务，而专家可

据脐橙生产、销售和管理中专家知识与经验，决脐橙生产解与管理中复杂问题的一种智能生产管理系统。包括信息管

借助于特定用户名和密码对专家知识进行修改和补充完善，专家知识以 J S言通过文字的形式存入后台的 S LSr— E S语 Q e

v

理、决策支持、培管理和运营销售 4个子系统。其功能模栽块如图 2所示。

e 20 r 05数据库中， 推理所需要的事实库则用 A C S行管 RM进理。当用户访问系统时，过选择或输入参数， R I通 A C MS取出

() 1信息管理子系统主要有信息发布、息查询、学信在线习，以及系统的维护与管理等。 () 2决策支持子系统主要有果园规划、品种选择和种植规模等模块。果园规划就是通过脐橙建园所需的地理环境

相应的数据放人事实库中，结合专家推理规则符合条件把的专家信息提供给用户。3物联网技术在脐橙专家系统中的应用

3 1传感器在脐橙栽培管理中的应用 .

在脐橙园区布放各

因素，如交通、水源、、大气土壤和灌溉等进行综合分析，从而作出判断是否适合建设脐橙果园。通过决策支持子系统，输入果园的土质、地形和阳光等参数，以选择最适合的品种。可

种传感器，自动获得果农所需数据和信息。例如， O能 C传感器可以对脐橙生长进行人工环境监控，促进光合作用。 形状传感器、重量传感器、颜色传感器，能监测到脐橙的体则型、大小、颜色，以辨别脐橙的成熟程度，确定采摘时间，还可

利用超声波传感器、和音频传感器等进行杀虫、害等。音量防32 R I . F D在脐橙运营销售管理中的应用据世界粮农组

织一项调查显示：全世界有高达 4%的食品， 5会在食品供应链的运输、搬移等流转中浪费掉。赣南脐橙种植面积为世界第一，产量世界第三，全国最大的脐橙主产区。每年年是贮藏、运的脐橙数额非常大，用有源 R I搬采 FD标签，附在粘水果箱上，实时监测运输或存放的环境数据 (可如温度、湿度、味等 )气。

赣南脐橙作为一种品牌，了防止假冒，以利用 RFD为可 I技术建立赣南脐橙产品质量溯源体系，脐橙从采果到消让费，面信息化。全4结语

伴随着物联网技术的成熟，物联网在农业经济中的应用会越来越多。该文从物联网技术的应用角度，对传统专家系图 2脐橙专家系统功能模块Fi . Fu c i n lmo u e fn v l o a e e p r y tm g2 n

t a o d l s o a a r ng x e ts se

统进行了扩充，讨了基于物联网技术的脐橙专家系统的设探

计模式和应用。今后的工作，作者将对如何优化物联网在脐橙专家系统中的应用做进一步研究。参考文献[]蔡自兴， 1徐光祜.人工智能及其应用[ . M]3版.北京：清华大学出版社，20 . O 3

() 3栽培管理子系统是脐橙专家系统的主要部分，括包脐橙栽培、土肥水管理、果管理、虫害防治和果实采收等花病5个模块。

()营销售子系统同样是必不可少的部分，括存储 4运包管理、品加工、产运输管理和销售管理。 2 3脐橙专家系统的开发实现 .系统开发采用 J S -语 ES 4 J

[]徐北. 2基于 We b的专家系统的研究[]科技资讯， o (2:7 J. 0 2 s 1 )9 . [] 3贺杰，程远胜.基于 J a a平台的专家系统[]软件导刊， 0, 9: v J. 2 98 )2 O ( 0—

2. 1

言， S提供了一个交互式的、行的开发环境， J S E命令也可以使用文本编辑器编辑代码，再通过系统命令以批处理的方然后式载入到系统中，同时它还提供了一个简单的图形开发环

[] 4熊勤学，刘章勇。基于 3和 J S s E S的棉花种植信息服务专家系统设计与实现[]农业网络信息， 0 ( )1 2 . J. 2 86: 0 9— 1 [] 5王汝林.物联网基础及虚用[ .: M]北京清华大学出版社， 1. 0 2 1[]赣南脐橙[ B O]ht:/ ak.a utm v w 3 19.t 6 E/ L .t/ biebi .o/i/443 h p d e m.

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