基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建——以琯溪蜜柚为例 99页

福建农林大学博士学位论文基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统（FMES）的构建——以琯溪蜜柚为例姓名：潘锦山申请学位级别：博士专业：果树学指导教师：潘东明;金心怡20100401 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以培溪蜜柚为例摘要进入二十一世纪以来，信息科学技术以惊人的速度的发展，以提高农业生产效率为目标，加速推进了我国农业现代化的进程。通过农业信息技术不仅可为农业生产者广泛提供科技、生产、市场咨询服务，向农业生产者及农业主管领导提供有效利用农业资源、优化农业生产技术规程和科学经营管理决策，而且可以将现有单项农业技术进行综合组装配套实现高层次的科技创新，方便快捷地大面积推广应用，全面提高农业和农村科技的总体水平。因此，积极开展农业信息技术的研究应用，使高新技术为农业服务，对于全面实施“科教兴国战略"具有重大意义。本文研究的基于3G的果树移动专家系统就是信息技术、网络通讯技术与系统集成技术等最新技术在农业的典型应用。基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统体现了强大的移动性、便捷性、指导性、渊博性、实用性、可移植性、维护容易等优点。本专家系统在对珀溪蜜柚栽培管理知识、病虫害诊断与防治知识等进行综合的基础上，以浏览器／服务器／数据库系统三层体系结构为基础，使用面向对象最优化编程模型构建，开发平台主要使用MicrosoftASP．NET为平台和VisualC拌、WML、Javascript，XML等编程语言，数据库采用MicrosoftSQLServer2000数据库管理系统，并使用VisualStudio．NET2003，MacromediaDreamweaverCS4，Editplus2等编程工具进行代码的编写，还有使用AdobePhotoshopCS4，AdobeFireworkCS4进行图像设计与处理，在3G手机终端上实现了果树移动专家知识咨询子系统、病虫害诊断专家子系统、3G和GPS信息交流子系统、3G移动视频监控子系统、3G肥料配方子系统和后台数据管理子系统，为农业生产提供了全方位的移动式果树专家系统(FMES)。具体表述如下：(1)3G果树移动专家知识咨询子系统以实现珀溪蜜柚的丰产、优质和无公害为目标，在全面总结珀溪蜜柚栽培管理知识相关的教学教材、专家研究成果和农业生产者的经验的基础上，以浏览器／服务器／数据库系统三层体系结构为基础，使用面向对象最优化编程模型构建，通过数据库技术建立了基于数据库的知识组织和存储 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例方法，引入多层目录开发设计，将专家知识分门别类，条理清晰，同时加入人性化对话窗1：3，用户仅通过一部3G手机终端就可以任何时间、任何地点简单方便的获取所需的专家知识。(2)3G果树病虫害诊断专家子系统将瑁溪蜜柚病虫害知识通过全新产生式规则知识表示方法进行病虫害诊断的知识表示，创建了瑁溪蜜柚的病虫害诊断和诊治知识库，采用模糊和精确地搜索策略和控制策略制作了系统的推理机，农业生产者在3G手机终端上使用比较诊断、模糊诊断或精确诊断等方式实现图文并茂的病虫害诊断和防治，不受任何的时间空间限制。(3)3G果园移动视频监控子系统将3G移动技术和传统固网视频监控相结合，实现了移动式远程视频系统。通过无线视频监控系统，管理部门、农民、农技人员可通过随时随地通过3G手机终端随时掌握果园的状况，对突发事故和现场情况做出快速的反应，也通过视频监控系统，农民可在田问实时接受农业专家亲临指导和监督等。如果农业生产者远在外地，也能实现千里之外的“任何时间、任何地点、任何终端’’的无缝式无线视频监控。(4)3G果树精确GPS地理信息互动交流平台子系统实现了通过3G手机终端或专业GPS设备获取果树病虫害发病的图像和GPS地理信息，使用WAP2．0技术上传病虫害图片，系统通过EXIF信息获取技术，农业生产者可通过该系统将发病珀溪蜜柚病害的图像信息和精确地理信息及时的与专家进行互动式交流。(5)3G果树肥料配方子系统以瑁溪蜜柚果园的光、温、水、土的数据库为基础数据，在3G手机终端上实现移动式肥料配方信息查询，为用户提供珀溪蜜柚果园的相关生态信息。在论文的最后部分，总结了论文所研究的3G果树移动专家系统设计与实现的创新点和前景展望，以及系统进一步优化问题。关键字：珀溪蜜柚；专家系统；3G；GPS；无线视频监控；无公害II 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以培溪蜜柚为例AbstractSincethe21吼century,thescienceandtechnologyofinformationatasurprisingspeedofdevelopmenttoimproveagriculturalproductivityaLsthegoaltoacceleratetheprocessofagriculturalmodernizationinChina．Notonlythroughagriculturalinformationtechnologycanbewidelyavailabletechnologyforagriculturalproducers，production,marketingconsultingservicestoagriculturalproducersandagriculturalleadersinchargetoprovideeffectiveuseofagriculturalresources，optimizingagriculturalproductiontechnologyandscientificmanagementdecision-makingprocedures，andcanusetheexistingsingleintegratedassemblyofagriculturaltechnology,supportinghigh—levelscientificandtechnologicalinnovation,quicklyandeasilyinlargescaleapplications，acomprehensiveagriculturalandruralscienceandtechnologytoimprovetheoveralllevel．Therefore，activelycarryoutagriculturalresearchandapplicationofinformationtechnologytomakehigh-techagriculturalservices，forthefullimplementationofthe”technologyandeducationstrategy”ofgreatsignificance．Inthispaper,fruit—based3Gmobileexpertsystemisinformationtechnology,networkcommunicationtechnologyandsystemintegrationofthelatesttechnologyinagriculturetypicalapplication．Hybridnetworkbasedon3GandGPStechnology,expertsystemembodiesthefruitmovementstrongmobility,convenience，guidance，andprofound，practical，portable，easymaintenanceandSOon．Theexpertsysteminthemanagementofknowledge，Guanximiyouhoneypomelocultivation，pestanddiseasediagnosisandcontrolofcomprehensiveknowledgebasedonabrowser／server／databasesystembasedonthree—tierarchitecture，object-orientedprogrammingoptimizationmodeling,developmentplatformusingMicrosoftASP．NETplatformandVisualC撑，WML，Javascfipt,XMLandotherprogramminglanguages，databaseusingMicrosoftSQLServer2000databasemanagementsystem，andusingVisualStudio．NET2003，MacromediaDreamweaverCS4，EditpIlus2andotherprogrammingtoolspreparationofthecode．aSwellastouseIIi 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例AdobePhotoshopCS4，AdobeFireworkCS4forgraphicdesignandprocessing，inthe3Gmobileterminalsmobileexpertisetoachievethefruitconsultingsubsystem，pestanddiseasediagnosisexpertsubsystem，3GandGPSinformationexchangesubsystem，3GMobilevideomonitoringsubsystem，3Gfertilizerformulasubsystemsandbackgrounddatamanagementsubsystem，foragriculturalproductionprovidesafullrangeofmobilefruittreeexpertsystem(FMES)．Specificallydescribedasfollows：(1)3GmobileexpertiseconsultingsubsystemtreesinordertoachievehighyieldofGuanximiyou，qualityandpollution-freegoal，acomprehensivesummaryofGuanximiyouinthecultivationandmanagementofknowledgerelatedtoteachingmaterials，researchexpertsandagriculturalproducersthebasisofexperiencetothebrowser／server／databasesystembasedonthree-tierarchitecture，object-orientedprogrammingoptimizationmodeling，databasetechnologythroughtheestablishmentofadatabaseofknowledge—basedorganizationandstoragemethods，theintroductionofmulti—directorydevelopmentanddesign，theexpertknowledgeofdifferentcategories，theclarity,whileaddinghumandialogwindow,theuseronlythrougha3Gmobileterminalcanbeanytime，anywhereeasyaccesstothenecessaryexpertise．(2)3GfruittreepestdiagnosisexpertsubsystemGuanximiyoupestknowledgeproductionthroughnewmethodsofknowledgerepresentation，knowledgeofpestanddiseasediagnosisthatcreatedGuanximiyouDiseasesDiagnosisandtreatmentknowledgebase，fuzzyandsearchstrategiesandprecisecontrolstmtegyhasproducedasystemofinferenceengine，agriculturalproducersinmore3Ghandsetstousethediagnosis，fuzzydiagnosis，ormeansofachievingaccuratediagnosisofillustratedpestdiagnosisandcontrol，withoutanyofthetimeandspaceconstraints．(3)3Gmobilevideosurveillancesubsystemorchard3Gmobiletechnologyandthecombinationoftraditionalfixed—linevideomonitoringtoachieveamobileremotevideosystems．Wirelessvideosurveillancesystem，management,farmers，technicianscanbeanytime，anywherevia3Gmobileterminalstokeepuptheorchardconditions，pairsofIV 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例incidentsandrespondquicklytositeconditions，butalsothroughthevideosurveillancesystem，farmerscanReal-timeagriculturalexpelsvisitthefieldtoacceptguidanceandsupervision．Ifagriculturalproducersarefarawayfromhome，hecarlachieve”anytime，anyplace，anydevice”seamlesswirelessvideomonitoringthousandsofmilesaway．(4)3GGPSfruitaccurategeographicinformationexchangeplatformforinteractivesubsystemstoachievetheadoptionof3GmobileterminalsorprofessionalGPSequipmentforfruittreediseasesandinsectpestsanddiseaseoftheimageGPSgeographicinformation，usingthetechniqueofpegWAP2．0picture，thesystemgetthroughtheEXIFinformationtechnology,agriculturalproducersthroughthesystemwillbetheincidenceofdiseasesofGuanximiyouimageinformationandgeographicinformationaccurateandtimelyinteractivecommunicationwithexperts．(5)3GfruittreefertilizerrecipesubsystemtoGuanximiyouorchardsoflight,temperature，water,soildatabasebasedondatainthe3GmobilehandsasfertilizerformulatoachievequeryinformationtoprovideuserswithGuanximiyouorchardsrelevantecologicalinformation．Inthefinalsection,summarizesthethesisresearchof3Gmobilefruitexpertsystemdesignandimplementationofinnovmionandvision，aswellasfurtheroptimizationofthesystem．KeyWords：Guanximiyou；ExpertSystem；3G；GPS；mobilevideomonitoring；Pollution．freeV 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以碹溪蜜柚为例第一章绪论二十一世纪是信息科学技术的高速发展的时代，信息科学技术在农业领域应用越来越广泛，农业信息技术对现代农业的发展起到了全局推动作用。通过农业信息技术不仅为农业生产者提供了生产、销售方面的服务支持，向农业主管部分提供了有效利用的农业信息资源、科学生产管理决策，而且可以将现有农业技术化整为零，加快技术创新力度，提高科技转化为生产力的效率，全面提高农业和农技的总体水平。上世纪70年代末信息技术特别是人工智能开始在世界农业领域中崭露头角。专家系统是人工智能的重要分支之一，经过30余年的发展，应用已经遍及设施园艺管理、作物栽培管理、植物保护、杂草控制、森林环保、畜禽饲养、水产养殖、育种管理、农业经济效益分析以及经济决策等各方面(马文杰，2005)。专家系统成为农业信息技术的重要组成部分，近来年受到了世界各国的高度重视(刘后胜等，2003)。由于专家系统或知识工程在语句、数据结构表示和处理问题及对它们的启发性搜索，为研究难以量化的问题提供了一种思想方法，另外还可以作为一种实用工具提供保存、传播、使用和评价农业知识的有效手段，因此此项技术特别受到了农业科学家们的重视，发展尤为迅速(涂运华等，2000)。专家系统在栽培、施肥、病虫害的诊断与防治、育种、产量预测、畜禽饲养管理和水产养殖管理等方面，虽然其在农业生产应用中仍存在不足和缺陷，但已经展示出强大的生命力和无限广阔的应用前景，为推动现代农业的发展发挥了重要的作用。果树是多年生木本植物，其主要的生产特点有多年生多次收获、地域性强和栽培技术要求较高，这些特点为果树专家系统的开发带来了局限性。现有的果树专家系统的实际应用主要有综合栽培专家系统、水肥管理专家系统、育种专家系统、病虫测报与防治专家系统等，但基本都存在着的实际应用问题如便携性差、精确度弱、推断不准确等情况。农业专家系统的最大特点是它的实用性，它因农业需求而生，而在农业应用中发展。伴随着信息技术的突飞猛进，农业专家系统和其它智能化信息技术集成应用于农业生产和管理已成为必然的趋势。日本最近提出的农业知识工程计划，目的在于通过研究和示范，将大部分商品化信息技术，包括通讯、监测、 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例模拟、自动控制和专家系统等有机结合，综合服务于农场生产的管理。因此，利用最新最前沿的信息技术结合果树学的特点，因地制宜，开发智能化、移动化的农业专家系统，真正的为计算机专业知识相对薄弱的农业科技人员和知识工程师提供最简单便捷的智能专家系统，促进我国农业现代化进程i提高农业和农村工作的现代化水平。1课题研究背景及意义柚(Citrusgrandis)属芸香科柑橘属常绿乔木(何天富，1999)。又称抛、文旦。柚原产中国，栽培历史悠久，据推测已有3000多年的历史，品种资源丰富，中国福建、四川、广东、广西、台湾等地均有栽培。中国柚的品种资源，分布覆盖面、种植面积和产量均居世界首位。珀溪蜜柚是栽培柚类的重要品种之一，原产福建平和县，至今已有近500年的栽培历史，清朝曾为朝廷贡品。珀溪蜜柚以果大色美味佳，皮薄肉嫩汁多，甜酸爽口化渣，无籽耐贮质优而闻名海内外，素有“天然水果罐头"之美称，是令人仰慕的天然保健食品。上世纪80年代末期，珀溪蜜柚的栽培面积迅速扩增，仅平和县种植面积已由3万多亩发展到2007年的45万亩，总产量46万t，产值达8亿元，其面积、产量、产值和出口量均居全国柚类产品第一。经过多年的推广，瑁溪蜜柚已被引种推广到福建、湖南、江西、广东等省的部分县、市、区栽培。近年来，随着瑁溪蜜柚工厂化、模式化和标准化栽培模式的建立，推广种植面积逐渐扩大，丰产、优质和无公害栽培已成为瑁溪蜜柚栽培的可持续发展目标。但是，由于部分新引种地区的栽培技术和管理措施不到位，瑭溪蜜柚的病虫害发生面积出现增加，问题日益突出，严重制约着瑁溪蜜柚生产的发展(曾碧茵，2007)。珀溪蜜柚的主要病害有溃疡病、炭疽病、脂点黄斑病、疮痂病、轮纹病、煤烟病、干枝膏药病、柑桔根结线虫病、流胶病、根线虫病等，主要虫害有红蜘蛛、吸果夜蛾、介壳虫、柑橘蛀果虫、粉虱、锈壁虱、花蕾蛆、金龟子、蝽象、造桥虫、天牛、蚜虫、潜叶蛾等(周水顺，2005)。现有的基于ASP．NET的柚丰产、优质无公害栽培专家系统(潘锦山，2007)使用微软．NET平台开发，依托PC人机对话界面实现了专家知识的查询指导和病虫害的诊断功能，但仍存在移动便携性差的问题，在山2 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珞溪蜜柚为例上或田问将失去专家系统的功能，使用上有严重的局限性。因此，使用现代移动信息技术，通过对珀溪蜜柚生物学特性、品种分布、丰产优质栽培技术的研究，对相关领域专家的研究成果和农业生产者的经验知识进行总结，通过最新的技术手段和开发平台构建瑭溪蜜柚管理移动专家系统，突出农业专家系统和智能化农业信息技术的应用，面向基层、面向生产、面向农民，真正地为我国果树生产经营者、农技人员提供生产指导和管理决策，提高农业生产、管理效率具有重要的意义。2专家系统介绍2．1人工智能与知识工程人工智能(ArtificialIntelligence，英文缩写AI)，是计算机科学研究的一个重要学科。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的-f-j新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等(陈进才等，1998)。它自上世纪80年代以来，在很多领域都得到了快速发展并应用。人工智能是-f-j极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的，现在计算机不但能完成这种计算，而且能够比人脑做得更快、更准确，因之当代人己不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务"，可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的，人工智能这门科学的具体目标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不断获得新的进展，一方面又转向更有意义、更加困难的目标。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机，人工智能的发展历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外，人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生3 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)篚J构建一以瑁溪蜜柚为例学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面(刘泉宝等，1998)。2．2专家系统综述所谓“专家”，一般都拥有某一特定领域的大量知识，以及丰富的经验。在解决问题时，专家们通常拥有一套独特的思维方式，能较圆满地解决一类困难问题，或向用户提出一些建设性的建议等。专家系统(ExpertSystem)是一个具有智能特点的计算机程序，它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。因此，专家系统必须包含领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。例如，一个果树专家系统就能够像真正的专家一样，诊断果树的疾病，判别出病情的严重性，并给出相应的处方和治疗建议等。与其它系统或程序相比，专家系统具有启发性、透明性和灵活性等特征(房华玲，1995)。专家系统的基本结构如图1．1所示，其中箭头方向为数据流动的方向。专家系统通常由六部分构成：知识库、人机交互界面、推理机、综合数据库、解释器、知识获取等(刘宏峰，2001)。人机受!t羿两4k‘●训0～y商恩"息上”1I矧汉获取I解释器k一警龠敷机器罐理解。‘彳的旋趟形式●I知汉阵l叫推用枫图1-1专家系统结构图Fig．1一lexpertsystem’sstructure4 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例(1)知识库(KnowledgeBase)是知识工程中结构化，易操作，易利用，全面有组织的知识集群，是针对某些领域问题求解的需要，采用若干知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。这些知识片包括与领域相关的理论知识、事实数据，由专家经验得到的启发式知识，如某领域内有关的定义、定理和运算法则以及常识性知识等。知识是人类智慧的结晶。知识库使基于知识的系统(或专家系统)具有智能性。并不是所有具有智能的程序都拥有知识库，只有基于知识的系统才拥有知识库。现在许多应用程序都利用知识，其中有的还达到了很高的水平，但是，这些应用程序可能并不是基于知识的系统，它们也不拥有知识库。一般的应用程序与基于知识的系统之间的区别在于：一般的应用程序是把问题求解的知识隐含地编码在程序中，而基于知识的系统则将应用领域的问题求解知识显式地表达，并单独地组成一个相对独立的程序实体(陈林，2004)。(2)综合数据库(GlobalDatabase)用于存储反映系统当前状态的事实数据的地方。这些数据包括用户输入的事实、己知的事实以及推理过程中得到的中间结果等，它们反映系统要处理的问题的主要特征和状态。作为系统操作的对象，这些数据在系统运行时是不断改变的，并且可以通过规则进行访问，是规则之间联系的纽带。(3)推理机(ReasoningMachine)是专家系统的核心部分，是推理机是在一定的控制策略下针对知识数据库中的当前信息或问题进行识别、选取和求解有用知识的推理过程(胡波，2005)。其主要功能就是使整个专家系统能够以逻辑的方式协调地工作。它能根据当前已知的事实，利用知识库中的知识，按一定的推理方法和控制策略进行推理，求得问题的答案或证明某个假设的正确性(田东，2004)。按照搜索方式不同，把产生式系统分为正向推理、逆向推理和双向推理。(4)解释器即解释程序。它能够向用户解释专家系统的行为，是实现系统透明性的主要模块。(5)人机交互界面。它负责使系统与用户进行对话，把用户输入的信息转化 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以琅溪蜜柚为例成系统能够识别的规范化的表示形式，将之提供给相应模块去处理。然后将系统输出的内部表示转换为用户能够轻易理解的外部表示形式。它是人与机器对话的窗口。在一定的意义上，专家系统的开发重点在知识的获取、表现和运用上。因为数据库的构建，推理机以及解释器的完成都在一定程度上有章可循，而知识库的建立却由于领域的不同而有很大的差异。2．3专家系统在农业领域的国内外研究现状与发展趋势专家系统产生于始于20世纪60年代中期，DENDRAL专家系统的专家系统诞生的标志。虽然它只有三十多年的历史，但已经迅速渗透到自然界的各个领域20世纪70年代末期，农业专家系统初露雏形，1978年美国伊利诺斯州立大学(UniversityofIllinois)开发的大豆害虫诊断专家系统PLANT／ds是世界上应用最早的农业专家系统，其主要功能是农作物的害虫诊断(吴加伦等，2003)。接着，1983年日本千叶大学研发了番茄病虫害诊断专家系统(MTCCS)(李志红，2001)，同时，美国伊利诺斯州立大学在PLANT／ds的基础上研制了预测玉米螟虫危害的专家系统PLANT／cd。美国农业部农业研究局和全国棉花委员会合作的Comax．Cossym农业专家系统自1985年推广应用以来，已带来巨大的经济效益，每英亩纯盈利超过60美元，成为目前世界上开发应用最为成功的农业专家系统，使美国的棉花生产管理向前迈进了一大步。它提供了棉花栽培管理的专家咨询，用于确定灌溉、施肥等的最佳管理策略。到了20世纪80年代中期，随着信息技术和农业专家系统技术的迅速发展，出现了许多辅助决策系统、生产管理专家系统、经济分析系统及环境控制系统，水平和数量上都上了新台阶，1989年佛罗里达洲大学(UniversityofFlorida)的大豆病虫害防治专家系统SOYBUG与SOY-EX、美国弗吉尼亚工学院(VirginiaTech)的POMME(果园害虫防治与果树管理)、EXTRA(农业技术和资源保护)、CUE(品种选择专家系统)等都在农业生产投入使用并取得良好效果。随后美国宾夕法尼亚州立大学(PennsylvaniaStateUniversity)农业科学院专家系统开发者团队(ESDG，TheExpertSystemsDeveloperGroup)相继开发研制了果树类专家系统软件系列：PSAOC(宾夕法尼亚州苹果顾问专家系统)，VITIS(葡6 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑭溪蜜柚为例萄管理决策支持专家系统)，PLEX(普通桃和油桃品种选择专家系统)。其中，1998年PSAOC推出的的病虫害整合管理系统1PM(tntegratedPestManagemem)受到了农业生产者的欢迎，迅速地在美国各州推广。美国佛罗里达州大学(UniversityofFlorida)柑橘研究所建立了柑橘物候期开花决策专家系统，与全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)相结合，为农业生产者提供了精准农业信息，是现代信息技术在农业专家系统领域的典型应用。1989年Kemp等开发了苹果病虫害诊断专家系统，1990年Buwalda和Smith等的猕猴桃营养管理专家系统及Laurenson等的果园灌溉和病害诊断专家系统也陆续地投入农业生产。随着现代信息技术发展和生产需要变化，美国、日本、中国和许多欧洲国家逐渐将单一的病害诊断专家系统的开发转向生产管理、经济分析与决策、生态环境等方面(Stoneeta1．，1987；Heng，1990)。已见报道的还有Fermanian的DIES(用于乳牛管理)(宋瑞生等，2002)，Plant等的农业管理专家决策支持系统和Srinvasan等开发的ESIM灌溉管理专家系统等。到1996年为止，国际上的农业专家系统己近百个，在果树生产管理、灌溉、施肥、病虫害诊治、品种选择、、环境控制、温室管理，土壤保持等方面有广泛的应用，几乎涵盖了农业的各个方面(段韶芬，2003；李小燕，2003)。冉我国在20世纪80年代初开始研究农业专家系统，是国际上较早进行农业专家系统研究和应用的国家之一。1980年浙江大学与中国农科院蚕桑所开始合作研究蚕育种专家系统；1983年中国科学院合肥智能机械研究所与安徽省农科院土壤肥料研究所合作研制“砂姜黑土麦施肥专家咨询系统"，在1985年取得了成功，该系统在安徽省淮北平原10多个县得到广泛的应用，开始了农业专家系统在我国的发展和应用(吴玺等，2000)。进入90年代，我国专家系统的进入了高速发展时期，国家科技部高技术司和国家863计划智能计算机系统主题(306主题)“九五”期间开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”，突出农业专家系统和智能化农业信息技术的应用，选择了影响面大的水稻、玉米、小麦、棉花和大豆五种重要作物，面向基层、面向生产、面向农民，以传播农业科技知识和增收节支为最终目的，迅速地推动了农业智能化技术的发展。期间出现了众多农业专家系统，如小麦高产技术专家系统、基于人工神经网络水果果形判别专家系统、基于规则和图形的苹果、梨病虫害诊断及防治专家系统、基于作物生长特征的作物栽培专家系统以及基于生长模 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑭溪蜜柚为例型的小麦管理专家系统等(秦来寿，2005)。随着互联网WEB技术的发展，出现了基于网络平台的专家系统，如北京农业信息技术中心网的梨、葡萄、桃生产管理专家系统、烟台智能农业信息网等提供的基于WEB的苹果、樱桃等农业专家系统(刘后胜等，2003)，基于ASP编程语言的网络化复混肥优化配料专家系统(黄志勇等，2003)等。农业信息化的飞速发展促进了农业专家系统的的应用与推广，农业专家系统成为农业科技成果转换为生产力的重要手段之一，已成为推动农业智能化、自动化的重要技术。同时，农业专家系统也促进了我国从传统农业向绿色农业、可持续农业发展和现代农业的转变，使高新技术为农业服务，对全面实施“科教兴国”战略具有重大意义。以农业专家系统为代表的现代农业信息技术将贯穿于21世纪农业生产全过程，成为发展现代农业生产的重要体系，为我国国民经济的发展做出重要贡献。8 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例第二章系统相关技术的研究3G(第三代移动通讯技术)第三代移动通信技术(英语：3rd．generation，3G)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。1995年问世的第一代模拟制式手机(1G)只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、TDMA等数字制式手机(2G)便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特／每秒)、384kbps(千比特／每秒)以及144kbps的传输速度(此数值根据网络环境会发生变化)(崔畅，2007)。3G规范是由国际电信联盟(ITU)所制定的IMT-2000规范的最终发展结果。原先制定的3G远景，是能够以此规范达到全球通信系统的标准化。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD．SCDMA，WiMAX。1．13G的含义及优势第一代手机是指模拟信号手机；第二代手机是指数字信号手机，如我们常见的GSM和CDMAOne，提供低速率数据业务；2．5G是指在第二代手机上提供中等速率的数据服务，传输率一般在几十至一百多kbps。3G能将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。能够处理图像、音乐、视频形式，提供网页浏览、电话会议、电子商务信息服务。无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度。由于采用了更高的频带和更先进的无线(空中接口)接入技术，3G标准的移动通信网络通信质量较9 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例2G、2．5G网络有了很大提高，比如软切换技术使得旅途中高速运动的移动用户在驶出一个无线小区并进入另一个无线小区时不再出现掉话现象。而更高的频带范围和用户分级规则使得单位区域内的网络容量大大提高，同时通话允许量大大增加。3G最大的优点即是高速的数据下载能力，相对2．5G(GPRS／CDMAlx)100k左右的速度。3G能够达到300k．1M左右，比家庭用ADSL宽带速度还要快几倍。1．23G的标准1．2．1中国移动TD．SCDMATD-SCDMA全称为TimeDivision-SynchronousCDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国自主研发的3G标准，简称TD，是中国电信行业百年来第一个完整的移动通信技术标准，采用智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、可变扩频系统、自适应功率调整等技术，具有系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强等优点的移动通信技术。中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)在1999年6月29日向国际电信联盟(ITU)提出TD．SCDMA。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术相结合，在频谱利用率、业务支持上具有频率灵活性好、成本低等方面的独特优势。另外，由于中国世界主要的电信市场之一，各大主要电信设备厂商的对该标准相当重视，大部分电信设备厂商都宣布支持TD．SCDMA标准。该标准提出跳过了2．5代的过程，直接向3G过渡，在GSM系统向TD．SCDMA升级上有优越性。其主要技术特点如下：信号带宽为1．23MHz；码片速率为1．28Mchip／s；采用智能天线技术，提高了频谱效率；采用同步CDMA技术，降低上行用户间的干扰和保持时隙宽度；接收机和发射机采用软件无线电技术；采用联合检测技术，降低多址干扰；多时隙，具有上下行不对称信道分配能力，适应数据业务；采用接力切换，降低掉话率，提高切换的效率；语音编码：AMR与GSM兼容；核心网络基于GSM／GPRS网络的演进，并保持与10 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例它们的兼容性；基站间采用GPS或者网络同步方式，降低基站间干扰。目前使用中国电信是TD．SCDMA的主要支持者，用户主要为中国电信用户。1．2．2中国联通WCDMAWCDMA(WidebandCDMA)，也称为CDMADirectSpread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。该标准提出了GSM(2G)一GPRS—EDGE—WCDMA(3G)的演进策略。GPRS是GeneralPacketRadioService(通用分组无线业务)的简称，EDGE是EnhancedDatarateforGSMEvolution(增强数据速率的GSM演进)的简称，这两种技术被称为2．5代移动通信技术。WCDMA的主要技术指标是：支持高速数据传输(慢速移动时384kb／S，室内走动时2Mb／s)，异步BS，支持可变速传输，帧长lOms，码片速率3．84Mb／S。其主要特点如下：基站同步方式：支持异步和同步的基站运行方式，组网方便、灵活；调制方式：上行为BPSK，下行为QPSK；解调方式：导频辅助的相干解调：接入方式：DS．CDMA方式；三种编码方式：在话音信道采用卷积码(R-1／3，K=9)进行内部编码和Veterbi解码，在数据信道采用ReedSolomon编码，在控制信道采用卷积码限=1／2，K=9)进行内部编码和Veterbi解码；适应多种速率的传输，可灵活地提供多种业务，并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源，同时对多速率、多媒体的业务可通过改变扩频比(对于低速率的32kb／s、64kb／s、128kb／S的业务)和多码并行传送(对于高于128kb／S的业务)的方式来实现；上、下行快速、高效的功率控制大大减少 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例了系统的多址干扰，提高了系统容量，同时也降低了传输的功率；核心网络基于GSM／GPRS网络的演进，并保持与GSM／GPRS网络的兼容性；BTS之间无需同步因BS可收发异步的PN码，即BS可跟踪对方发出的PN码，同时MS也可用额外的PN码进行捕获与跟踪，因此可获得同步，来支持越区切换及宏分集，而在BTS之间无需进行同步；支持软切换和更软切换，切换方式包括三种，即：扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬切换。WCDMA的发起者主要是欧洲和日本标准化组织和厂商，WCDMA继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点，标准化进展顺利，网络运营商可以通过在GSM网络上引入GPRS网络设备和新业务，培育数据业务消费群体，逐步过渡到3G。目前使用WCDMA的主要有中国联通、欧洲等，是全球广泛使用的3G标准，使用者数量庞大。1．2．3中国电信CDMA2000CDMA2000是从窄带CMMAOne演进而来的第三代移动通信技术。该标准提出了从CDMAIS95(2G)一CDMA2000lx—CDMA20003x(3G)的演进策略。事实上，CDMA2000标准是一个体系结构，称为CDMA2000Family，它同样还包含一系列的子标准。其技术特点如下：前反向同时采用导频辅助相干解调；在扩频码选择采用相同M序列，通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户；射频带宽从1．25MHz到20MHz可调；快速前向和反向功率控制；下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测，提高系统容量；在下行信道传输中，定义直扩和多载波传输两种方式，码片速率分别为3．6864Mcps和1．22Mcps，多载波方式能很好地兼容IS．95网络：支持F．QPCH，可延长手机待机时间；核心网络给予ANSI-41网络的演进，并保持与ANSI-41网络的兼容性；支持软切换和更软切换；设计了两类码复用业务信道，基本信道用于传送语音、信令和低速数据，是一个可变速率信道，补充信道用以传送高速率数据，在分组数据传送上应用了ALOHA技术，改善传输性能；在同步方式上edma2000与IS．95相同，基站间同步采用GPS方式。12 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例CDMA2000的发起者主要以美国和韩国为主的以Is．95CDMA为标准的制造商和运营公司，CDMA2000继承了IS．95窄带CDMA系统的技术特点，网络运营商同样可以在窄带CDMA网络中更换或增加部分网络设备过渡到3G。目前使用CDMA2000的主要有中国电信、北美、日本和韩国，使用者较WCDMA少。1．2．4WiMAXWiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)，即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802．16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM／OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。2007年10月19日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD．SCDMA之后的第四个全球3G标准。2GPS全球定位技术2．1GPS(全球定位系统)全球定位系统(GlobalPositioningSystem，通常简称GPS)是美国国防部研制的一种全天候的，空间基准的导航系统，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续地精确地确定三位位置和三位运动及时间的需要。它是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98％)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。该系统的组成包括太空中的24颗GPS卫星；地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。最少只需其中4颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMEs)的构建一以珀溪蜜柚为例的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制于1994年全面建成。使用者只需拥有GPS接收机，无需另外付费。GPS信号分为民用的标准定位服务(sps，standardpositioningservice)和军规的精密定位服务(pss，precisepositioningservice)两类。民用讯号中加有误差，其最终定位精确度大概在100m左右；军规的精度在十m以下。2000年以后，克林顿政府决定取消对民用信号所加的误差。因此，现在民用GPS也可以达到十m左右的定位精度。全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98％的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分—GPS星座；地面控制部分一地面监控系统；用户设备部分GPS信号接收机(柴秋泉，2009)。GPS系统拥有如下多种优点：全天候，不受任何天气的影响；全球覆盖(高达98％)；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。2．2GPS组成结构GPS由空间部分、地面控制部分、用户设备部分三部分组成。(1)空间部分：GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，它位于距地表20200km的上空，均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗)，轨道倾角为55。。此外，还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时问上连续的全球导航能力。GPS卫星产生两组电码，一组称为C／A码‘● 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以培溪蜜柚为例(Coarse／AcquisitionCodel1023MHz)；一组称为P码(ProciseCode10123MHz)，P码因频率较高，不易受干扰，定位精度高，因此受美国军方管制，并设有密码，一般民间无法解读，主要为美国军方服务。C／A码人为采取措施而刻意降低精度后，主要开放给民间使用。(2)地面控制部分：地面控制部分由一个主控站，5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据，包括电离层和气象数据，经过初步处理后，传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障，那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间，但导航精度会逐渐降低。(3)用户设备部分：用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。2．3GPS的工作原理GPS遵从与雷达相同的距离一速度一时间关系：若知道到某一定点的时间，就能计算出距离。GPS接收器从GPS卫星那接收专门的编码信号，它能确定信号到达所需要的时间。然后GPS接收器获得这个时问并转化成距离。毒轨r唯≮ 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)篚J构建一以碹溪蜜柚为例GPS亦基于三角测量概念。在非常简单的条件下，若知道距3个不同点的距离，可用三角测量来确定位置。如果一个GPS接收器接收到至少从4个不同GPS卫星来的信号，就能确定出确切位置。图2．1是GPS位置确定过程的图形演示。图2．1最上面的图表示出一个GPS卫星在球中心。如果GPS接收器知道距单一卫星的距离，那它肯定在球的表面(距卫星距离等于球半径)。图2．1中间图示表出GPS接收器知道它距两颗卫星的距离的情况。如果GPS接收器知道它距两颗卫星的距离，那么它肯定在这两个球的表面(一个卫星一个球)。既然(3D)两个球交集是一个圆，那么接收器肯定在这个圆上某处。当知道了接收器距第三颗卫星的距离，这第三个球与这个圆的交集仅是两个点，如图2．1最下面的图所示。因此，GPS接收器必定在这两点之一上，在技术上，需要第四颗卫星从两点中筛选出一点。由于在GPS系统中，仅有24颗卫星，它们集中在赤道附近，这就意味着在地球北极和南极附近，所有时间看到的卫星少于4颗。这样，在半球末端GPS工作状况不好。图2·1GPS定位过程的图像描述Fi92-1theimagedescriptionofGPSpositioning16≥舀罗③≥黪 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以堵溪蜜柚为例3视频监控技术3．1视频监控简介视频监控是通过获取监控目标的视频图像信息，对视频图像进行监视、记录、回溯，并根据视频图像信息人工或自动地做出相应的动作，以达到对监控目标的监视、控制、安全防范和智能管理，已被广泛应用于军事、海关、公安、消防、林业、堤坝、机场、铁路、港口、城市交通等众多公众场合，随着技术的进步和成本的降低将逐渐普及到家庭安全防范和娱乐应用。3．2视频监控的发展监控技术经历了很多不同的阶段，图像监控技术是视频监控的核心内容。视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。3．2．1模拟视频监控系统早期的视频监控是以摄像机、监视器(电视机)组成的纯模拟的视频监控系统，称为闭路监视系统。其特点是一个摄像机对应一台监视器(电视机)的监视，只能监控范围很小的区域。随后出现了视频切换设备，改变了摄像机和监视器(电视机)的1对l的方式。并且随着单片机技术的不断完善，闭路监视系统加入了多路视频切换、摄像机云台／镜头控制和报警联动等数字控制功能，实现了数字控制的模拟视频监控系统，这些统称为第一代视频监控系统。在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。随着无线通讯服务商开始提供数据通讯业务，现在已经出现了基于GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(codedivisionmultiple)的无线互联网的监控系统。3．2．2数字视频监控系统20世纪90年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，从而大大提高了图像质量，增强了视频监控的功能。这种基于多媒体计算机的系统称为第二代视频监控系统，即模拟输入与数字压缩、显示和控制系统。因为核心设备是数字设备，因此可以称为数字视频监控系统。3．2．3网络数字视频监控到了20世纪90年代末特别是近两三年，随着网络带宽、计算机处理能力和存储器容量的迅速提高，以及各种实用视频信息处理技术的出现，视频监控进入了全数字化的网络时代，称为第三代视频监控系统，即全数字视频监控系统或网络数字视频监控。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命。本世纪初，随着以TI公司的TMS320C6000系列、Philips公司的Trimedia、Equator公司的BSP．15等为代表的高性能DSP的出现，由嵌入式处理器来实时完成高速、大数据量的视频／音频编解码处理成为可能，结合网络通讯技术，使集可编程图像／声音编解码、本地存储、网络传输和自动化技术为一体的嵌入式数字视频监控系统应运而生。以DSP为核心的嵌入式数字视频监控系统，配合嵌入式实时操作系统，可以以应用为中心，根据应用对功能、可靠性、稳定性、成本、体积等的综合要求，对软／硬件进行裁剪，以满足视频监控发展的两大需要：数字化和网络 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例化。4网络软件体系结构B／S结构，即Browser／Server(浏览器／服务器)结构，是随着Intemet技术的兴起，对C／S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓30tier结构。B／S结构，主要是利用了不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种script语言(VBscript、Javascript⋯)和ActiveX技术，用通用浏览器就实现了原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。随着Windows98／Windows2000将浏览器技术植入操作系统内部，这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。显然B／S结构应用程序相对于传统的C／S结构应用程序将是巨大的进步。4．1客户端／服务器(C／S)结构C／S结构(Client／Server结构)又称Client／Server或客户／服务器模式。它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是Client／Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client／Server应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的发展方向。服务器通常采用高性能的PC、工作站或小型机，并采用大型数据库系统，如ORACLE、SYBASE、lnfORMix或SQLServer。客户端需要安装专用的客户端软件。传统的C／S体系结构虽然采用的是开放模式，但这只是系统开发一级的开放性，在特定的应用中无论是Client端还是Server端都还需要特定的软件支持。由于没能提供用户真正期望的开放环境，C／S结构的软件需要针对不同的操作系统系19 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以培溪蜜柚为饲统开发不同版本的软件，加之产品的更新换代十分快，已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用。而且代价高，效率低。4．2浏览器／服务器(B／S)结构B／S结构即浏览器和服务器结构。它是随着Intemet技术的兴起，对C／S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现，但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现，形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本(TCO)。以目前的技术看，局域网建立B／S结构的网络应用，并通过Intemet／Intranet模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式(比如LAN，WAN，Intemet／Intranet等)访问和操作共同的数据库：它能有效地保护数据平台和管理访问权限，服务器数据库也很安全。在JA、，A这样的跨平台语言出现之后，B／S架构管理软件更是方便、快捷、高效。客户机lI表示层：用于界面引导，接受用户输入，并向L—一用户服务器发送请求，显示处理结呆。应用服务器业务逻辑层次；执行业务逻辑，向数据库发送请求数据库服务器数据存储层：执行数据逻辑，运行SQL式存储过程B／S三层体系结构图2-2B／S三层体系结构Fig．2-2B／SThreelayersstructureB／S结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以碹溪蜜柚为例要能上网，再由系统管理员分配一个用户名和密码，就可以使用了。甚至可以在线申请，通过公司内部的安全认证(如CA证书)后，不需要人的参与，系统可以自动分配给用户一个账号进入系统。4．3C／S结构与B／S结构的分析比较C／S结构软件(即客户机／服务器模式)分为客户机和服务器两层，客户机不是毫无运算能力的输入、输出设备，而是具有了一定的数据处理和数据存储能力，通过把应用软件的计算和数据合理地分配在客户机和服务器两端，可以有效地降低网络通信量和服务器运算量。由于服务器连接个数和数据通信量的限制，这种结构的软件适于在用户数目不多的局域网内使用。国内目前的大部分ERP(财务)软件产品即属于此类结构。■7B／s(汶wJ览器／服务器模式)是随着Intemet技术的兴起，对C／s结构的一种改进。在这种结构下，软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在Web服务器实现，客户端只需要浏览器即可进行业务处理，是一种全新的软件系统构造技术。这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。e通管理系列产品即属于此类结构。(1)数据安全性比较。由于C／S结构软件的数据分布特性，客户端所发生的火灾、盗抢、地震、病毒、黑客等都成了可怕的数据杀手。另外，对于集团级的异地软件应用，C／S结构的软件必须在各地安装多个服务器，并在多个服务器之问进行数据同步。如此一来，每个数据点上的数据安全都影响了整个应用的数据安全。所以，对于集团级的大型应用来讲，C／S结构软件的安全性是令人无法接受的。对于B／S结构的软件来讲，由于其数据集中存放于总部的数据库服务器，客户端不保存任何业务数据和数据库连接信息，也无需进行什么数据同步，所以这些安全问题也就自然不存在了。(2)数据一致性比较。在C／S结构软件的解决方案里，对于异地经营的大型集团都采用各地安装区域级服务器，然后再进行数据同步的模式。这些服务器每天必须同步完毕之后，总部才可得到最终的数据。由于局部网络故障造成个别数据库不 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例能同步不说，即使同步上来，各服务器也不是一个时点上的数据，数据永远无法一致，不能用于决策。对于B／S结构的软件来讲，其数据是集中存放的，客户端发生的每一笔业务单据都直接进入到中央数据库，不存在数据一致性的问题。(3)数据实时性比较。在集团级应用里，C／S结构不可能随时随地看到当前业务的发生情况，看到的都是事后数据；而B／S结构则不同，它可以实时看到当前发生的所有业务，方便了快速决策，有效地避免了企业损失。(4)数据溯源性比较。由于B／S结构的数据是集中存放的，所以总公司可以直接追溯到各级分支机构(分公司、门店)的原始业务单据，也就是说看到的结果可溯源。大部分C／S结构的软件则不同，为了减少数据通信量，仅仅上传中间报表数据，在总部不可能查到各分支机构(分公司、门店)的原始单据。(5)服务响应及时性比较。企业的业务流程、业务模式不是一成不变的，随着企业不断发展，必然会不断调整。软件供应商提供的软件也不是完美无缺的，所以，对已经部署的软件产品进行维护、升级是正常的。C／S结构软件，由于其应用是分布的，需要对每一个使用节点进行程序安装，所以，即使非常小的程序缺陷都需要很长的重新部署时间，重新部署时，为了保证各程序版本的一致性，必须暂停一切业务进行更新(即“休克更新’’)，其服务响应时间基本不可忍受。而B／S结构的软件不同，其应用都集中于总部服务器上，各应用结点并没有任何程序，一个地方更新则全部应用程序更新，可以做到快速服务响应。(6)网络应用限制比较。C／S结构软件仅适用于局域网内部用户或宽带用户(1兆以上)；而B／S结构软件可以适用于任何网络结构(包括33．6K拨号入网方式)，特别适于宽带不能到达的地方(赵志升，2004；朱茵，2005)。5．NET的体系结构5．1．NET框架．NET框架(．NETFramework)是由微软开发，一个致力于敏捷软件开发(Agile 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以宿溪蜜柚为例softwaredevelopment)、快速应用开发(Rapidapplicationdevelopment)、平台无关性和网络透明化的软件开发平台。．NET是微软为下一个十年对服务器和桌面型软件工程迈出的第一步。NET包含许多有助于互联网和内部网应用迅捷开发的技术。．NET框架是微软公司继WindowsDNA之后的新开发平台。．NET框架是以一种采用系统虚拟机运行的编程平台，以通用语言运行时(CommonLanguageRuntime)为基础，支持多种语言(C群、VB．NET、C++、Python等)的开发。．NET也为应用程序接口(API)提供了新功能和开发工具。这些革新使得程序设计员可以同时进行Windows应用软件和网络应用软件以及组件和服务(web服务)的开发。．NET提供了一个新的反射性的且面向对象程序设计编程接口。．NET设计得足够通用化从而使许多不同高级语言都得以被汇集。Microsoft．NET框架的结构如图2．3所示。』VBC++C群J群公共语言规范ASP：NE下Windows袭单Web表单Web服务Visualstudio．NET数据(ADO．NET等)和XML类．NET框架基类公共语言运行库操作系统々图2．3．NET框架的结构Fig．2·3．NETFramework’sstructure’刍．NET的初级组成是CLI和CLR。CLI是一套运作环境帮助，包括一般系统、基础类库和与机器无关的中间代码，全称为通用中间语言(CIL)。CLR则是确认操作密码符合CLI的平台。在CIL运行前，CLR必须将指令及时编译转换成原始机 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例器码。所有CIL都可经由．NET自我表述。CLR检查元数据以确保正确的方法被调用。元数据通常是由语言编译器生成的，但开发人员也可以通过使用客户属性创建他们自己的元数据。如果一种语言实现生成了CLI，它也可以通过使用CLR被调用，这样它就可以与任何其他．NET语言生成的数据相交互。CLR也被设计为操作系统无关性。当一个汇编体被加载时，CLR运行各种各样的测试。其中的两个测试是确认与核查。在确认的时候，CLR检查汇编体是否包含有效的元数据和CIL，并且检查内部表的正确性。核查则不那么精确。核查机制检查代码是否会运行一些“不安全"的操作。核查所使用的算法非常保守，导致有时一些“安全”的代码也通不过核查。不安全的代码只有在汇编体拥有“跳过核查’’许可的情况下才会被运行，通常这意味着代码是安装在本地上的。通过．NET，你可以用SOAP和不同的web服务进行交互。．NET框架体系结构它由以下四个主要部分组成：(1)公共语言运行库(CommonLanguageRuntime)公共语言运行时是．NET框架应用程序的执行引擎。该名称不能准确反映它的全部功能。实际上，公共语言运行时在组件的开发及运行过程中，都扮演着非常重要的角色。在组件运行过程中，运行时负责管理内存分配、启动或删除线程和进程、实施安全性策略，同时满足当前组件对其他组件的需求。在开发阶段，运行时的作用有些变化，与COM相比，运行时的自动化程度大为提高(比如可自动执行内存管理)，因而开发人员的工作变得非常轻松，尤其是映射功能将锐减开发人员将业务逻辑程序转化成可复用组件的代码编写量。对编程语言而言，运行时这个概念并不新奇。实际上每种编程语言都有自己的运行时。VisualBasic开发系统具有最为明显的运行时(名为VBRUN)，VisualC++跟VisualFoxPro、JScript、SmailTalk、Perl、Python和Java一样有一个运行时，即MSVCRT。．NET框架的关键作用在于，它提24 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例供了～个跨编程语言的统一编程环境，这也是它能独树一帜的根本原因。CLR的工作过程如图2-4所示元数据和中间语言代码n类加载器r检查器(verifier)L执行和管理模块(内存垃圾回收／安全管理／执行和代码管理等)图2．4CLR的工作过程Fig．2_4CLR’Sworkprogress(2)基础类库(BaseClassLibrary)．NET框架为开发人员提供了一个统一、面向对象、层次化、可扩展的类库集(API)。如今，C++开发人员使用的是Microsoft基类(MFC)库，Java开发人员使用的是Java基类库，而VisualBasic用户使用的又是VisualBasicAPI集。．NET框架统一了微软当前的各种不同类框架。这样，开发人员无需学习多种框架就能顺利编程。远不止于此的是，通过创建跨编程语言的公共API集，．NET框架可实现跨语言继承性、错误处理功能和调试功能。实际上，从JScript到C++的所有编程语言，都是相互等同的，开发人员可以自由选择理想的编程语言。(3)ADO．NET在Microsoft．NET中访问数据库的技术是ADO．NET。ADO．NET通过一系列 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以碹溪蜜柚为例新的对象和编程模型，并与XML紧密结合，使得在．NET中的数据操作十分方便和高效。(4)ASP．NETASRNET不仅仅是ActiveServerPage(ASP)的下一个版本，它还提供了一个统一的Web开发模型，其中包括开发人员生成企业级Web应用程序所需的各种服务。ASENET的语法在很大程度上与ASP兼容，同时它还提供了一种新的编程模型和结构，可生成伸缩性和稳定性更好的应用程序，并提供更好的安全保护。可以通过在现有ASP应用程序中逐渐添加ASENET功能，随时增强ASP应用程序的功能。5．2ADO．NET技术随着应用程序开发的发展演变，新的应用程序越来越松散地耦合，通常基于Web应用程序模型。如今，越来越多的应用程序使用XML来编码要通过网络连接传递的数据。Web应用程序将HTTP用作在层间进行通信的结构，必须显式处理请求之间的维护状态。这一新模型大大不同于连接、紧耦合的编程风格，此风格曾是客户端／服务器时代的标志。在此编程风格中，连接会在程序的整个生存期中保持打开，而不需要对状态进行特殊处理。在设计符合当今开发人员需要的工具和技术时，Microsoit认识到需要为数据访问提供全新的编程模型，此模型是基于．NETFramework生成的。基于．NETFramework这一点将确保数据访问技术的一致性，因为组件将共享通用的类型系统、设计模式和命名约定。设计ADO．NET的目的是为了满足这一新编程模型的以下要求：具有断开式数据结构；能够与XML紧密集成；具有能够组合来自多个不同数据源的数据的通用数据表示形式；以及具有为与数据库交互而优化的功能，这些要求都是．NETFramework固有的内容。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以碹溪蜜柚为例ADO．NET的设计满足了当今应用程序开发模型的多种要求。同时，该编程模型尽可能地与ADO保持一致，这使现在的ADO开发人员不必从头开始学习。ADO．NET是．NETFramework的固有部分，ADO程序员仍很熟悉。ADO．NET还与ADO共存。虽然大多数基于．NET的新应用程序将使用ADO．NET来编写，但．NET程序员仍然可以通过．NETCOM互操作性服务来使用ADO。图2．5说明了ADO．NET的结构。5．3ASENET技术DatasetDataYable图2-5ADO．NET的体系结构Fig．2-5ADO．NET’sstructureASENET是Microsoft．net的一部分，它是一个统一的Web开发模型，它包括您使用尽可能少的代码生成企业级Web应用程序所必需的各种服务。ASP．NET作为．NETFramework的一部分提供。当您编写ASENET应用程序的代码时，可以访问．NETFramework中的类。您可以使用与公共语言运行库(CLR)兼容的任何语言来编写应用程序的代码，这些语言包括MicrosoftVisualBasic、C群、JScript．NET和J撑。使用这些语言，可以开发利用公共语言运行库、类型安全、继承等方面的优点的ASP．NET应用程序。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例ASP．NET的语法在很大程度上与ASP兼容，同时它还提供一种新的编程模型和结构，可生成伸缩性和稳定性更好的应用程序，并提供更好的安全保护。可以通过在现有ASP应用程序中逐渐添加ASP．NET功能，随时增强ASP应用程序的功能。ASP．NET是一个已编译的、基于．NET的环境，可以用任何与．NET兼容的语言(包括VisualBasic．NET、C拌和JScript．NET．)创作应用程序。另外，任何ASENET应用程序都可以使用整个．NETFramework。开发人员可以方便地获得这些技术的优点，其中包括托管的公共语言运行库环境、类型安全、继承等等。ASP．NET可以无缝地与WYSIWYGHTML编辑器和其他编程工具(包括MicrosoftVisualStudio．NET)一起工作。这不仅使得Web开发更加方便，而且还能提供这些工具必须提供的所有优点，包括开发人员可以用来将服务器控件拖放到Web页的GUI和完全集成的调试支持。微软为ASEnet设计了这样一些策略：易于写出结构清晰的代码、代码易于重用和共享、可用编译类语言编写等等，目的是让程序员更容易开发出Web应用，满足计算向Web转移的战略需要。目前农业专家系统的WEB应用模式还有基于HTML、CGI、ASP、PHP和JSP等服务器端编程技术来实现动态访问。(1)HTML(HypertextMarkupLanguage，超文本链接标示语言)随着HTML的不断改进，通过扩大文件对象的属性机会动态HTML对象模式完全可以控制网页的各个方面。它采用样式表、内容定位和可下载的字型库让你能够进行网页上的栏目分层上，或者使你的地址有特别效果等。它还给控制和调节地址的演示增加了很大的灵活性。只要使用IE6．0以上浏览器，无论是什么客户机来对它进行编译，从功能到处理应用逻辑，HTML同样可以通过Web服务器传送。(2)CGI(CommonGatewayInterface，通用网关接口)CGI就是公共网关接口(CommonGatewayInterface)的缩写。它是最早被用来建立动态网站的后台技术。这种技术可以使用各种语言来编写后台程序，例如C，C++，Java，Pascal等，但是目前在CGI中使用的最为广泛的是Peri语言。所以，狭义上所指的CGI程序～般都是指Perl程序，一般CGI程序的后缀都足．pi或者．cgi。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以珀溪蜜柚为例CGI程序在运行的时候，首先是客户向服务器上的CGI程序发送一个请求，服务器接收到客户的请求后，就会打开一个新的Process(进程)来执行CGl程序，处理客户的请求。CGI程序最后将执行的结果(HTML页面代码)传回给客户。由于CGI程序每响应一个客户就会打开一个新的进程，所以，当有多个用户同时进行CGI请求的时候，服务器就会打开多个进程，这样就加重了服务器的负担，使服务器的执行效率变得越来越低下。这也就是最近几年来随着各种新的后台技术的诞生，CGI应用在Internet上越来越少的原因。CGI方式不适合大访问量的应用。(3)ASP(ActiveServerPage，动态服务器页面)ASP是微软(Microsoft)所开发的一种后台脚本语言，它的语法和VisualBASIC类似，可以像SSI(ServerSideInclude)那样把后台脚本代码内嵌到HTML页面中。虽然ASP简单易用，但是它自身存在着许多缺陷，最重要的就是安全性问题。目前在微软的．Net战略中新推出的ASP．net借鉴了Java技术的优点，使用CSharp(C撑)语言作为ASRnet的推荐语言，同时改进了以前ASP的安全性差等缺点，在visualstudio的支持下开发效率也是得到了极大的提高，就开发效率方面与其他语言相比有绝对的优势。但是，使用9ASP／ASEnet仍有一定的局限性，因为从某种角度来说它们只能在微软的WindowsNT+IIS的服务器平台上良好运行(虽然像ChilliSofl提供了在UNIX／。t。Linux上运行ASP的解决方案，但是目前ASP在UNIX／Linux上的应用可以说几乎为O)。所以平台的局限性和ASP自身的安全性限制了ASP的广泛应用。(刘宏峰，2001)。(4)PHP它是英文超级文本预处理语言HypertextPreprocessor的缩写。PHP是一种HTML内嵌式的语言，是一种在服务器端执行的嵌入HTML文档的脚本语言，语言的风格有类似于C语言，被广泛的运用。PHP独特的语法混合了C、Java、Perl以及PHP自创新的语法。它可以比CGI或者Perl更快速的执行动态网页。用PHP做出的动态页面与其他的编程语言相比，PHP是将程序嵌入到HTML文档中去执行，执行效率比完全生成HTML标记的CGI要高许多；PHP还可以执行编译后代码，编译可以达至UJJn密和优化代码运行，使代码运行更快。PHP具有非常强大的功能，所有的CGI的功能PHP都能实现，而且支持几乎所有流行的数据库以 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例及操作系统。(5)JSPJSPOavaServerPages)是由SunMicrosystems公司倡导、许多公司参与一起建立的一种动态网页技术标准。JSP技术有点类似ASP技术，它是在传统的网页HTML文件(牛．htm，聿．html)中插入Java程序段(Scriptlet)和JSP标记(tag)，从而形成JSP文件(幸二jsp)。用JSP开发的W|eb应用是跨平台的，既能在Linux下运行，也能在其他操作系统上运行。JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets，来封装产生动态网页的处理逻辑。网页还能通过tags和scriptlets访问存在于服务端的资源的应用逻辑。JSP将网页逻辑与网页设计和显示分离，支持可重用的基于组件的设计，使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易(李莉，邓剑文，2005)。6WAP(无线应用协议)2．0技术WAP全称为无线应用协议(WirelessApplicationProtoc01)。WAP2．0就是WAP1．2的最新升级版本，它全面支持了XHTML、TCP／IP、超文本传输协议(HTTP／1．1)和传输层安全(TLS)。移动通信和互联网的迅速发展，使得互联网从固定向移动转移(即移动互联网)成为一种必然的趋势。由于手机终端本身的限制条件和无线链路的特点，如何让手机上网是WAP协议所要解决的问题。．利用W3C开发的标准，WAP采用了XHTML和CSS作为WML2．0的一部分，以减少创建和测试为不同终端开发应用和操作内容所需要的时间。在协议层，WAP2．0采用了IETF以下的规范：在传输层，WAP2．0支持TCP／IP，实现在IP网络上传输数据的能力。在Session层，WAP2．0采用HTTP／1．1作为协定。此外，WAP2．0还加强了传输的安全性能，这包括TLS协议的采用，保证了更可靠的端到端安全，结合有线网络的安全措施，使得移动商务、移动银行应用和相关服务的提供变得更加安全可靠。对WAP2．0来说，可以显著提高用户体验的新技术主要包括数据同步功能、多媒体信息(MMS)、稳定的存储界面、Provisioning以及Pictograms。此外的 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例WTA(WirelessTelephonyApplication)、PUSH、和UAPROF(UserAgemProfile)也将使WAP2．0具备比以往版本更加先进的功能。·7数据库技术7．1数据库技术简介数据库技术是计算机科学技术的一个核心分支，是现代信息科学与技术的重要组成部分，其主要目的是有效地管理和存取大量的数据信息。数据库技术主要研究和解决如何存储，使用和管理数据。从20世纪50年代中期开始，计算机应用从科学研究部门扩展到企业管理及政府行政部门，人们对数据处理的要求也越来越高。1968年，世界上诞生了第一个商品化的信息管理系统IMS(InformationManagementSystem)，标志着数据库技术发展的开始。近年来，数据库技术和计算机网络技术的交叉高速发展，已成为现今计算机领域发展最为迅速，应用最为广泛的两大领域。数据库技术不仅应用于信息管理、事务处理和办公自动化，并且进一步应用到计算机辅助设计、人工智能和专家系统等领域。-，二数据模型是数据库技术的核心和基础，因此，对数据库系统发展阶段的划分应该以数据模型的发展演变作为主要依据和标志。按照数据模型的发展演变过程，数据库技术从开始到现在短短的30年中，主要经历了三个发展阶段：第一代是网状和层次数据库系统，第二代是关系数据库系统，第三代是以面向对象数据模型为主要特征的数据库系统。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等相互渗透、有机结合，成为当代数据库技术发展的重要特征。创建一个大型专家系统常常需要存储和组织企业级的海量数据。为了方便对这些数据进行操作，ASP．NET的ADO．NET通过ManagedProvider所提供的应用程序编程接口(API)，可以轻松地访问各种数据源的数据，包括OLEDB所支持的和ODBC支持的数据库，如SQLServer2000，Access，通过结构化查询语言SQL(StructuredQueryLanguage)实现专家系统知识的查询、添加、修改和删除等功能。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)篚J构建一以瑁溪蜜柚为例7．2SQLserver2000MicrosoftSQLServer2000(原名“Sphinx”)是美国微软公司推出的使用相当广泛的数据库管理系统，包含一套图形工具，如服务器管理(用于启动和关闭数据库服务)、企业管理器(用于创建和修改数据库及备份数据库等)和查询分析器(用于交互执行Transact．SQL语句和过程并提供图形查询分析功能)等。SQLServer2000基于SQL的客户／服务器(C／S)数据库管理系统(DBMS)上，是为迅速提供可伸缩性电子商务、企业及数据仓库解决方案而开发的完整数据库与分析软件产品。SQLSERVER2000定位于Intemet背景下的数据库应用，它为用户的w曲应用提供了一款完善的数据管理和数据分析解决方案。同时SQLSERVER2000还是WindowsDNA(DistributedIntemetArchitecture)架构的一个核心组件。它极大地缩短了用户开发电子商务、数据仓库应用的时间。SQLSERVER2000还提供对XML(ExtensibleMarkupLanguage扩展标示语言支持)和HTTP的全方位支持。它具体如下功能特点：(1)高性能设计，可充分利用WindowsNT的优势。(2)系统管理先进，支持Windows图形化管理工具，支持本地和远程的系统管理和配置。(3)强壮的事务处理功能，采用各种方法保证数据的完整性。(4)支持对称多处理器结构、存储过程、ODBC，并具有自主的SQL语言。SQLServer以其内置的数据复制功能、强大的管理工具、与Internet的紧密集成和开放的系统结构为广大的用户、开发人员和系统集成商提供了一个出众的数据库平台。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例第三章系统的总体设计系统总体框架设计图3-1专家系统框架Fig．3-1expertsystem’Sframework33 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例本文构建的基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)根据系统功能包括了6个子系统：3G果树移动专家咨询子系统、3G果树病虫害诊断专家子系统、3G果树精确GPS信息交互平台子系统、3G果园移动视频监控子系统、3G果树肥料配方子系统和后台数据管理子系统，如图3．1所示。‘果树移动专家系统主要面向三种用户即农业生产者、经过授权的专家和系统管理员。农业生产者希望在任意时间，任意地点通过3G手机客户端实现专家知识咨询获取和病虫害的诊断；经过授权的专家和系统管理员也希望在任意时间，任意地点通过PC平台的Web浏览器或3G手机客户端进行知识库的维护和整个系统的维护。因此，从技术和用户的角度，系统采用新型三层B／S软件网络体系结构(Web浏览器／Web服务器／数据库系统)，基于ASP．NET3．5SPl为开发平台，使用WAP2．0技术进行网络编程，通过ADO．NET连接SQLSERVER2000数据库。1．13G果树移动专家知识咨询系统模块设计果树移动专家知识咨询系统模块主要包括了果树的栽培、品种、采收、无公害知识的咨询和常见栽培问题的专家决策，用户通过3G手机客户端可以轻松地进行果树专家知识咨询。系统采用引入多层目录开发设计，将果树栽培知识分f-J另J类，条理清晰，同时加入人性化对话窗口，用户可以方便的获取所需的专家知识。效果图如下。一级导航菜单1二级导航菜单一三级导航菜单内容显示图3-2知识咨询系统结构图Fig．3—2knowledgeconsultation’ssystem 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例1．23G果树移动病虫害诊断防治系统模块设计3G果树移动病虫害诊断功能是用户通过3G手机客户端实现病虫害的诊断并提供相应防治方法。根据果树上发生的有害生物类别不同我们将其分为病害诊断和虫害诊断，图3．3为病虫害诊断与防治流程图。-q病害诊断F-I选择诊断类型卜-一一选择发病部位卜诊断可能结果与防治方法—-1虫害诊断F-图3．3病虫害诊断流程图Fig．3-3plantdiseasesandinsectpests’diagnoseflow1．33G精确GPS地理信息交互平台子系统模块设计通过含有GPS功能的3G手机终端接收并获取GPS地理数据信息，通过相机功能写入EXIF信息。将含有果树病虫害图像信息和GPS地理数据信息通过3G手机终端上利用WAP2．0技术上传至3G精确GPS地理信息交互平台专家系统，专家通过系统提供的病虫害彩色图像信息和精确病虫害位置信息对农业生产者提供在线解答。1．43G果园移动视频监控子系统模块设计使用前端视频采集采用CCD云台(PTZ)夜视无线网络摄像机，实时采集果园的全景视频信号，通过内嵌WIFI无线模块，经3GWIFI无线路由传至无线视频监控平台。农业生产者通过3G手机终端实现“任何时间、任何地点、任何终端”的无缝式无线视频监控。35 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以碹溪蜜柚为例1．53G果树移动肥料配方子系统模块设计以果园的光、温、水、土的数据库为基础数据，基于3G混合网络，以WAP2．0、ASP．NET3．5SP1为主要编程语言，通过数据访问模型编程ADO．NET连接SQL2000数据库，在3G手机终端上实现肥料配方信息查询，为用户提供果园的相关生态信息。通过果园的专家系统模型，实现果园的移动式施肥配方系统。1．6后台管理系统设计3G果树移动专家后台管理系统将允许经过授权的专家和系统管理员对专家系统进行维护和管理，农业生产者不能进入后台。‘后台的登陆采用经典的用户名、密码方式验证等流露。在系统安全方面将密码进行MD5(MessageDigestAlgorithm)加密处理，同时加入随机验证码系统防止恶意登陆，提高系统安全性。经过授权的专家和系统管理员通过PC平台的WEB浏览器或3G手机客户端进入后台管理系统后，即可对专家系统的知识库进行及时更新。后台数据管理系统通过ADO．NET模型访问数据库，使用SQL语言对数据库对数据库进行增加、修改、删除等。2系统开发工具与运行环境2．1系统开发工具、基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)使用面向对象最优化编程模型构建，开发平台主要使用MicrosoftASP．NET为平台和VisualC{}、WML、Javascript，XML等编程语言，数据库采用MicrosoftSQLServer2000数据库管理系统，并使用VisualStudio．NET2003，MacromediaDreamweaverCS4，Editplus2等编程工具进行代码的编写，还有使用AdobePhotoshopCS4，AdobeFireworkCS4进行图像设计与处理。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)篚J构建一以培溪蜜柚为例2．2运行环境(1)(2)(3)服务器端：为满足大量的程序运算和数据处理，服务器端的硬件配置CPUP43．0GHz以上，内存2G，硬盘为ITB企业级硬盘的服务器主机。软件环境配置服务器操作系统Windows2000高级服务器版，WEB服务器配置IIS6(IntemetInformationServices6)和．NETFRAMEWORK2．0环境，数据库为MicrosoftSQLSever2000PC客户端：浏览器IntemetExplorer6．0以上3G手机客户端：VGA分辨率以上的基于WindowsMobile6．5PPC操作系统3G手机或SYMBIANV3、V2操作系统的3G手机，UCWEB7．0手机浏览器37 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例第四章基于3G混合网络的果树移动专家咨询子系统和病虫害诊断与防治子系统的构建“三农’’问题产生的一个重要原因就在于农村地区信息相对闭塞、教育相对落后。解决“三农"问题必须重视科技的作用。传统的农业信息服务仍存在着诸多问题，如有了电脑、互联网和专家系统后，由于使用操作复杂，农业生产者和农技人员不想或根本不会使用，设备闲置，严重浪费资源；在复杂的农业生产环境中，传统专家系统只能在有电脑和互联网的环境中使用，携带不便，无法实现与农业生产者的实时、实地的有效交互，效果大打折扣；互联网上的农业信息广泛却无有效信息，查找相当困难等等。3G的出现是移动通信技术和互联网的高速发展的必然，为农业信息化的发展带来了新机遇，它实现了传统农业信息服务的移动化，在农业上有广泛的应用前景。现在3G在农业上的主要应用只有3G电话，3G的手机视频点播等，应用还处于起步阶段。随着3G技术在农业上应用的不断深入，不仅能有效解决信息本地化问题，同时也将促进农村经济和农业信息化的发展。本章利用3G混合网络技术实现了果树专家系统的移动化、口袋化。l瑭溪蜜柚的的丰产、优质和无公害栽培与病虫害简介1．1珀溪蜜柚的丰产、优质和无公害栽培丰产、优质和无公害栽培是珀溪蜜柚栽培生产的首要目标。在构建3G移动专家系统之前必须对瑁溪蜜柚的丰产、优质和无公害栽培技术进行分析总结，果园采后管理将影响到来年的瑁溪蜜柚产量。为进一步提高果农的技术水平，专家系统的专家决策需要以下几方面综合考虑(陈水强，2002；沈世荣，2003；颜送贵，2005)：(1)果园的选址建园瑁溪蜜柚对土壤适应性广，对红壤土、黄壤土、紫色土、石灰质土、冲积土壤、荒洲、荒地、缺水田、房前屋后都可种植。从无公害栽培家督周围不能有工厂，也无其他污染源，并远离城市、公路、机场、车站和码头等交 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以珀溪蜜柚为例通要道，以避免有害物质的污染。建园前，要对果园的大气，土壤灌溉水进行监测。在成片栽植的时候，必须选择水源充足、土层深厚疏松、肥沃地带，才能获得长期稳产高产。选择土地以平坦地带最好。荒山坡度在10度以下。25度坡度要挖成梯形，以利保水保肥，防止水土流失。建园地下水位不得高于lm，地下水位较高的地方，要深耕排水导渍，以利根系下扎。(2)瑁溪蜜柚种植密度馆溪蜜柚属乔木，树冠高大，根系发达，树龄生长期长，结果期约为70．80年。因此在初栽期，必须提高密度，保持幼树结果期面积产量高，并充分利用地力。以后随着树形的扩展，逐步转栽或间伐。(3)瑭溪蜜柚栽培方法瑭溪蜜柚要求大穴定值，无论打眼或撩壕，都要lm见方，这是保证今后柚树成长好坏的关键。打穴或撩壕挖出来的死土，要全部掀开，再填进地面表层肥土。施足基肥。每眼用进口复合肥2Kg，菜枯4Kg或人畜粪、鸡鸭粪、土杂肥等若干担。但不能用牛粪以免产生黄蚂蚁坏根。各种肥料施放，都要与土拌均匀，肥土放在眼中中下层，穴上堆起高出地面一尺以上土墩，以防雨后下沉。定植时期大体可分两次进行，第1次在阳历11月前(小雪前)；第二次在第二年雨水节后。严冬季节不宜栽植。栽苗时把土墩爬开，特别注意嫁接口要露出地面。苗放正，根理伸，根与肥土要相隔1尺以上，以防肥伤根，拥好土，脚踩紧，渗足水。(4)春涝秋旱冬寒的管理春季多雨，严防渍水泡根，要搞好深沟高垅。夏秋季结合防旱抗旱，可套种矮杆作物，如红薯、花生、黄豆、生姜、辣椒、蔬菜等作物。施肥上瑁溪蜜柚苗期以施氮肥为主，要淡施勤施。目的是促苗早生快发。当新栽苗长出嫩芽寸多长时，要进行第一次追肥。尤其是6-9月分干旱季节，每月不得少于2次施水追肥，肥的浓度不宜过高，每100Kg水兑尿素1Kg。或猪楼水兑尿素，也可每100Kg水兑进口复合肥lKg。切忌把尿素、复合肥干施点蔸。冬至前后，冰冻可能来临，可把树苗四周土扒垅盖蔸一尺多高，开春后再扒散堆土。有条件地方，也可以在蔸下履盖尺把厚的稻草等物防寒保温。定干拉线整形，幼苗主干高度，以60．70cm为宜，剪除主干过高部位，促其低分枝，早发早分枝，形成多主干枝树形。是增加产量一种手段。其次柚树脚部枝条，大都系结果母枝，决不能修剪。还有的39 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统tFMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例分枝，偏于一边生长，形成上下左右重叠，可用塑料布拉向空档，使其分布均匀。1．2瑭溪蜜柚病虫害瑭溪蜜柚的病虫害指的是瑭溪蜜柚的生长发育过程受到干扰和破坏，造成生长异静。通常分为病害和虫害两大类。它对于幼年树的早结丰产、成年树的丰产稳产和果实品质可产生严重的影响，重则植株死亡，成为珀溪蜜柚生产发展的制约要素。专家系统的移动病虫害诊断子系统根据病虫害的发病特征进行分析总结，以“预防为主，综合防治，科学用药"的原则，建议使用生物农药或低毒、高效、低残留农药，不使用高毒、高残留农药，并保护、利用天敌以虫治虫(周水顺，2001)。23G果树移动专家系统的结构功能设计通过对果树领域的学术著作与教学教材、果树专家理论知识与研究成果以及农技人员和农业生产者的生产实践经验等进行总结研究，结合碹溪蜜柚的丰产、优质和无公害栽培，对瑁溪蜜柚的栽培管理和病虫害知识的分析，设计的3G果树移动专家系统的结构功能如图3．1所示，包含了果树栽培管理知识子系统和果树病虫害诊断子系统。心国≯l燃|旷—。、{回圈囤一图4．1专家系统框架Fig．4．1expertsystem’sframework 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以珀溪蜜柚为例2．13G果树移动栽培管理知识子系统3G果树栽培管理知识子系统将实现两大功能：～是具有向农技人员和农业生产者提供人性化的栽培管理知识咨询功能，二是常见栽培管理问题的专家决策功能。珀溪蜜柚柚的栽培管理知识包括了珀溪蜜柚的基本知识、栽培品种简介、生物学特性、柚苗的培育、柚园的建立和管理、柚树的整形与修剪、柚树的花果调控、果实发育的障碍与矫治、不良环境下柚树的保护、柚树的花果调控、柚的无公害栽培等知识。2．23G果树移动病虫害诊断与防治子系统果树移动病虫害诊断与防治子系统通过瑁溪蜜柚的病害诊断知识库及推理机的建立，不仅能够根据典型的症状给出判断，而且可以通过模糊、模糊双重搜索机制诊断相似病例，更好地模拟领域专家的思维对瑭溪蜜柚的病虫害做出诊断，并为农业生产者提供相应的防治方法，使农业生产者能够将病虫害带来的损失减少到最小，提高经济效益。3系统知识库的构建知识库(KnowledgeBase)是知识工程中结构化、易操作、易利用、全面有组织的知识集群，是针对某一(或某些)领域问题求解的需要，采用某种(或若干)知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。知识库使基于知识的系统(或专家系统)具有智能性。专家系统是以知识为核心的计算机智能程序，其核心是领域专业知识，知识库中知识片的数量和质量一定程度上影响了专家系统的性能和水平，整个专家系统的研究基本上是围绕着知识获取、表示和使用来进行的，而知识获取是构建专家系统的首要环节(廖桂平，2002)。4l 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例3．1知识的获取知识的获取是建立一个优秀专家系统的前提条件。一般来讲知识的获取指的是把用于问题求解的专门知识从众多的知识源处提炼出来，并转化为计算机程序的过程。拥有专业知识也是专家系统有别于其它软件系统的重要标志。所以说知识获取的基本任务是为专家系统获取知识，建立起健全、完善、有效的知识库，以满足求解领域问题的需要。本系统的专家知识库主要来源以下3方面：一方面是学术著作和教学教材，这部分内容是经过园艺果树专家智慧的结晶，具有科学性、可靠性和权威性。第二方面来自科技期刊文献，园艺果树专家在长期业务实践中所获得的一类实践经验，其中很多知识被称为启发性知识。最后是来自农技人员和农民的生产实践经验。在进行了大量的、全面的农业知识的收集后，用事实来测定规则的正确性，进行知识库的测定，就完成了基于规则知识表示的建造。新知识的收集是一个长时间不断完善的过程，知识库中的知识越丰富、越广泛，得到的推理结论越准确。最后，把描绘结论用的多媒体资料、图片、动画、文字等存入知识库，这样就完成了农业专家系统的知识获取工作(王立涛等，2002)。3．2知识的表示知识工程师能否将领域内专家的知识准确完整地表达出来是建立专家系统知识库的重要环节(黄可鸣，1991)。在本系统中我们主要采用了产生式规则来表达领域知识。产生式规则是专家系统知识表示的最基本的方式，比较适用于推理、判断知识，采用IF<事实>THEN<结论>的表达方式，如：42 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)篚J构建一以珀溪蜜柚为例IF柑橘病害AND病害部位在枝条AND表面产生一层暗褐色霉斑AND呈煤烟状THEN柑桔煤烟病4数据库逻辑结构设计本研究利用微软SQLServer2000数据库技术构建专家数据库，我们设定数据库名称为Nonglnfo，创建数据库的SQL(StructuredQueryLanguage)代码如下。IFNOTEXISTS(SELECTdbidFROMsysdatabasesWHEREname=’Nonglnfo’)CreateDatabaseNongInfo；GO表是最基本的数据库对象。本研究专家系统的数据库主要包含以下数据表，包括信息库一级目录(t—menu—one)表、信息库二级目录(t—menu—two)表、信息库内容(t—content)表，病虫害一级目录(t_pestone)表、病虫害二级目录(t_pest_two)表、病虫害三级目录(t_pest_three)表和用户(t—user)表。分述如下：(1)信息库内容(t—content)表。t—content表保存的内容为果树移动专家系统(FMES)的果树栽培管理知识。主健是FID，该表的结构如表4．1所示。表4．1“专家知识库内容’’Table4-1“expeaknowledgecontent”字段名类型宽度说明FIDbigint8FMIDvarchar50 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例FContenttext16FTimedatetime8(2)信息库一级目录(t—menu—one)表。t—menu—one表保存了果树移动专家系统(FMES)的一级目录信息。主健是FMID，该表的结构如表4．2所示。表4-2“专家知识库一级目录”Table4-2“expeaknowledge1甜classcatalog’’字段名类型宽度说明FMlDvarchar3FMNamevarchar50FASCint4FContentntext16FTempvarchar100FTimedatetime8(3)信息库二级目录(tmenutwo)表。tmenutwo表保存了果树移动专家系统(FMES)二级目录信息。主健是FMID，该表的结构如表4．3所示。表4-3“专家知识库二级目录’’字段名类型宽度说明FMlDvarchar3FMNamevarchar50FParlDint4FASCntext16FTempvarchar100FTimedatetime8(4)病虫害一级目(t__pest__one)表。t__pest__one表保存了果树移动专家系统(FMES)一级目录信息。主健是FPestlD，该表的结构如表4．4所示。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)水J构建一以珀溪蜜柚为例表4—4“病虫害一级目录"字殴名类型宽度说明FPestlDvarchar10FPestNamevarchar50fASCntext4FTempvarchar8(5)病虫害二级目录(t_pest_two)表。t_pest_two表保存了果树移动专家系统(FMES)二级目录信息。主健是FPestlD，该表的结构如表4．5所示。表4．5“病虫害检索二级目录’’字段名类型宽度说明FPeStIDvarchar10FPestNamevarchar50FParPeStIDint10FASCntext。4Ⅲ’FTimedatetime8(6)病虫害三级目录(t__pest_two)表。t_pest_two表保存了果树移动专家系统(FMES)二级目录信息。主健是FPestlD，该表的结构如表4-6所示。表4．6“病虫害检索三级目录"Table4．6“plantdiseasesandinsectpests3一classcatalog’，字段名类型宽度说明FPestltemIDvarchar10FPestltemNamevarchar50FPestMarkteXt16FPestContenttext16FPestContentvarchar5FTimedatetime8 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例(6)用户(t—user)表。t_pest_two表保存了果树移动专家系统(FMES)专家系统后台用户信息，以方便系统管理和安全性的保证。主健是FID，该表的结构如表4．7所示。表4．7“专家系统用户管理”Table4—7“expertsystemusermanagement”字段名类型宽度说明FIDbigint8FUserlDvarchar50FUserNamevarchar50FUserPaSSvarchar32FStateint4FTimedatetime85数据库的实现通过对果树移动专家系统(FMES)的数据库表的逻辑设计后，使用MicrosoftSQLSERVER2000的查询分析器工具打开并运行，从而直接方便地创建数据库表示。我们以病虫害二级目录(t_pest_two)为例创建数据库表，语句如下：UseNongInfo．GOCreateTablet__pest_two(FPestIDvarchar(10)NotNull。FMNamevarchar(50)NotNullFParPestIDinit(10)NotNull。FASCntext(4)NotNull。 基于3G混合啜络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例6专家知识系统的实现本研究使用ASP．NET3．5为系统后台，通过Microsoft．NETMobileIntemetToolkit(MIT)创建服务器端的Web应用程序。MIT是一种功能强大的工具。在运行时，MIT能将开发者使用的语言(如C撑、VB．NET)转换成WML，并综合运用ASP．NET、XML和C撑来创建无线应用程序，导航菜单如图4—1所示。图4．1导航菜单Fig．4—1navigationMenu6．13G果树移动病虫害诊断与防治的实现n3G果树移动病虫害诊断与防治子系统采用病状特征位置判断，我们将病状分为根部症状、枝干症状、叶片症状、花果症状和植株综合症状。在进行病害诊断时，农业生产者从五个诊断位置中选择最有把握的病症，系统将诊断出具体病害，点击病害后可以查询到病害的详细资料及防治方法。系统采用模糊、精确双重搜索策略和控制策略制作了系统的核心推理机，在3G移动终端上可比较诊断、模糊诊断或精确诊断等方式实现图文并茂的病虫害诊断和防治，不受任何的时间空间限制，大大提高了专家系统的实用性。相关C拌代码如下：47 privatestringCreateWhere()+¨％’、’?stringwhere=”whereI=I’’；if(Requestrtype”】!=null)if(Request【”type”】==”B”))else{if(Requestf”val”]==”1”)elsewhere+=¨andFPestItemNamelike’％，，+Request【、’content，，】where+=”andFPestMarklike’％Ⅳ+Request【”content，，】+¨％’¨；if(RequestI”IsP”】==”A”)elsewhere+暑’、andFPestMarklike。¨+Request【、’content’’】+”％’¨；where+=nandFPestMarklike’毫，，+Request【、’content’7】+¨％’¨；}returnwhere；voidDataGridl—ItemDataBound(objectsender，System·Web．UI．WebControls．DataGridItemEventArgse){if(e．Item．ItemType!=ListItemType．Header&＆e·Item·ItemType!=List工temType．Footer＆＆e．Item．ItemType!=ListItemType．Pager){e．Item．Style．Add(”CURSOR”，”hand”)；stringpestid=DataGridl．DataKeys【e．Item．Itemlndex]．ToString()；e·Item．Attributes．Add(”onclick”，”ItemOnClick(‘”+pestid+”。)”)；e．Item．Attributes．Add(。title”，”点击将查看当前病害信息!”)；}" 6．2后台管理子系统的实现后台管理子系统采用模块化设计，可根据实际需要定制模块，主要包含了登录和验证模块，后台专家知识数据管理系统等。6．2．I登录和验证模块用户登录和验证模块用于验证用户的用户名和密码，如果是经授权的专家和系统管理员则允许进入后台管理子系统。密码经过MD5加密后存储，同时加入随机验证码机制，减少某些黑客的恶意破解登录对系统造成破坏的机率，强化了系统的安全性。相关C群代码如下：privatevoidlinkLogin_Click(objectsender，System．Event／％rgse)t／／Response．Write(WU．Utils．CommUtil．CreatePassword(”admin”，wu．Enums．SecurityPassword．MD5))，stringviCodeztbVerifyCode．Text．Trim()if(viCode!=Session【”verifycode’’】．ToString())wu．Utils．CommUtil．ShowMessage(’’对不起，登入验证码错误!”，false)；return；Session．Remove(”verifycode”)；stringurl=”index．ASPx”jstringuserid；tbUserName．Text．Trim()；stringuserpass=tbUserPass．Text．Trim()；userpass=wu．Utils．CommUtil．CreatePassword(userpassWU．Enums．SecurityPassword．MD5)；stringsql；”selectFUserID，FUserPass，FStatefromt—userwhereFUserIDt。”+userid+”’’’；DataRowdr=Fun．GetDataRow(sql)if(dr!=null)if(dr【’、FState”】．ToString()==”1”)if(dr【“FUserPass”】．ToString()．Trim()==userpass)Session【”userid”】=userid；49 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例WU．Utils．CommUtil．LocalToPage(url)；)elseWU．Utils．CommUtil．ShowMessage(”对不起，密码错误!”，false)；}elsewu．Utils．CommUtil．ShowMessage(”对不起，您当前用户已被注销，请与管理员联系，谢谢!”，false)；Jelsewu．Utils．CommUtil．ShowMessage(”对不起，此用户不存在!009false)；6．2．2后台专家知识数据管理模块通过SQL(StructuredQueryLanguage)语句，可对后台专家知识数据库进行增加、修改和删除等操作。SQL相关代码如下：／／增加记录操作Sql语句InsertintoNongInfoValues()GO／／修改记录操作Sql语句UpdateNongInfosetwhereID：；GO，／删除记录操作sql语句DeleteFromNongInfoWhere2GO在内容编辑模块，本研究专家系统采用了免费的WebHtmlEditor编辑器，通过所见即所得(通过编辑器编辑的文字、图片等HTML标记输出到页面的效果和编辑 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMEs)的构建一以嘻溪蜜柚为例时显示的效果一致，让使用者方便地对编辑的内容进行修改、排版等)的功能模块，兼容HTML代码模式和可视设计模式，领域专家和后台管理员只需懂得WORD基本操作lip．--j快捷、方便地编辑出效果一流的图文效果，如果使用纯手工编写代码的方法编辑则需要浪费大量时间及精力。界面如图4-2。．’ForlatBlo(-}FontNale-lSize·!ApplyCSSC1ass，{Zool-湿j善萋墨要塞霉章；三：三。登：鬻Zq圈：A秭x’xl氢高埝；=|：闺@西蚕国涵自==；≥图彩0溷砑警甓嚣琶lI■l卤9专静一柚为芸香科柑搪亚科柑樯属中的一个种，也是我国柑樯裁培最古老的种类之一o』柚果实硕大，富养丰富。据中国柑橘研究所分析，果汁中可潘I生固形物为9％-"-"14％，有的沙田★柚达19％；果汁中含耱璧为6．3％--"12．0％，含酸里04％---1．2％·每100毫升含维生素c357~1460毫克，此外还含有人体需要的多种矿质盐类·果皮与果汁中含有挥芨性物质，散发出诱人的香舞气。柚果的瓤毫壁与汁胞易分离，汁胞比较坚实·不易破裂，因此烈离方便，且汁胞质脆汁多，酸主h甜遁度，睬美爱口，是莹￥食佳品，深受消费者欢浊o：柚有团圆果之称，尤受侨胞喜爱。檎果因其皮厚，较耐贮缓。有“天然罐头”之称。0厶柚果全身是宝，馀果肉供鱼{食、加工外，果皮可提取具有药用价值的香精溘和柚苷，中果皮可提取曲果胶与制釜蜜饯。柚果风眸j虫特，尤其质优的沙田柚、文且柚、坪山柚、l器奚蜜接等，还可出口创唧汇，有较强的市场竞争力o。盏柚树姿优美、叶绿花番，为美化、绿化的优良树种，且花多翟多，也是重要的蜜粉源植物。沿圆刭国劐7小结图4—2“WebHtmlEditor”编辑器Fig．4—2“WebHtmlEditor”editor0一本章主要设计了基于3G混合网络的果树移动栽培管理知识子系统和果树移动病虫害查询和诊断系统，从以下几方面进行了研究：(1)根据栽培管理知识子系统的构架设计进行综合分析，设计了针对3G珀溪蜜柚栽培管理知识子系统需具备的栽培管理知识咨询功能和常见栽培管理问题的专家决策功能。(2)针对专家咨询获取的方式和病虫害查询诊断的推理方式进行了阐述 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以碹溪蜜柚为例(3)通过对3G瑭溪蜜柚栽培管理的专家知识、病虫害知识进行分门别类，设计知识获取和存储、专家知识库、模糊推理机的方法，并通过WAP2．0实现3G瑁溪蜜柚移动栽培管理专家知识咨询、病虫害查询和诊断。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以培溪蜜柚为例第五章基于3G混合网络的精确GPS地理信息互动平台子系统的构建随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C／A码进行单点定位的精度由lOOm提高到20m，标志着GPS技术民用化的开始。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展。另外，以遥感技术(RemoteSenescing，RS)、地理信息系统(GeographicalinformationSystem，GIS)、全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)现代信息技术(3S)发展为支撑的“精确农业"发展迅速。随着3S技术的成熟，将为农业生产提供更多的支持与应用。在美国、加拿大、澳大利皿、欧洲，精确农业技术体系已试验应用于小麦、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生产。利用GPS技术能获取比较准确的地物的空间坐标信息、方便的导航、面积测定功能，在果树上有着广泛的应用。比如调查人员使用专业GPS的手持产品采集果园坐标信息，迅速获取果树的分布和果园面积大小；通过GPS获取果树病虫害发病的地理信息，及时了解病害发生情况等。本章主要研究了通过图像EXIF信息获取GPS地理信息并通过3G手机终端上传至专家系统咨询交流平台，通过咨询交流平台专家可及时根据农业生产者提供的图像和GPS地理信息迅速做出专家决策。1GPS信息的EXIF写入技术EXIF(可交换图像文件)，是英文ExchangeableImageFile的缩写，最早由日本电子工业发展协会OEIDA．JapanElectronicIndustryDevelopmentAssociation)制订，目前的版本是修改发表于1998年6月的2．1版。国际标准化组织(1SO)iE在制订的相机文件设计标准(DCF．DesignroleforCameraFilesystem)就是以EXIF2．1格式为基础而设定的。EXIF是一种图像文件格式，只是文件的后缀名还是沿用大家熟悉的ipg而已。EXIF信息就是由数码相机在拍摄过程中采集一系列的信息，放 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例置于JPg文件的头部，也就是说EXIF信息是镶嵌在JPEG图像文件格式内的一组拍摄参数，主要包括摄影时的光圈、快门、ISO、日期时间等各种与当时摄影条件相关的讯息、相机品牌型号、色彩编码、拍摄时录制的声音以及全球定位系统(GPS)等信息。简单的说，它就好像是傻瓜相机的日期打印功能一样，只不过EXIF信息所记录的资讯更为详尽和完备。通常，具有EXIF信息的JPEG图像文件要比普通的JPEG文件略大一点。1．1拍摄时由相机直接写入在拍摄时使用整合有GPS功能的3G手机终端接受并获取GPS信息通过相机功能写入EXIF信息，也可以使用直接整合了GPS接收功能的相机有NikonP6000等。而NikonD3、D300等专业单反相机，可以通过购买外挂GPS接收组件的方式接收并写入GPS数据。通过以上设备在拍照时开启GPS，就可以将地理数据写入照片的EXIF信息。1．2通过后期软件增加就目前市场而言，新一代的数码相机都具有附加EXIF信息功能，大多数的数码相机厂商也都会随数码相机发售时附赠能够读取EXIF信息的软件，例如Nikon系列的数码相机就附赠NikonView软件，Agfa系列的相机则附赠PhotowizeV1．8版，而富士相机附送的EXIFviewer软件更是这方面的领军人物(目前已在很多网站提供免费下载。还有一部分的数码相机会自动将EXIF信息转存成文档文件，例如：NIKONCoolPix990和SONYFD系列。除了硬件厂商随数码相机附带的EXIF信息查看软件，很多专业的图像软件厂商在这方面也不甘示弱，相继推出自己公司看图软件的最新版来支持这种近乎完美的JPEG．EXIF图像信息附加技术，如最近刚推出的ACDSee4．0版本，就对现在流行的各种数码相机有相当好的支持，在EXIF图像信息附加方面较之其3．0版本也有很大的进步。不管是硬件厂商的配套软件还是专业名门的看图工具，所有这些软件都是为了方便数码摄影者能更方便地保存查看摄影图像的重要信息。我们将这些读取EXIF信息的软件归纳后分为四类：专业EXIF信息查看工具(以富士的EXIFviewer为例)、具有查看EXIF信息的强大通用看图 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMEs)的构建一以碹溪掌枘塑型工具(以ACDSee为例)、支持EXIF信息查看的操作系统(微软的WindowsXP)以及可以修改EXIF信息的另类工具(OpandaIExif)。通过OpandaIEXIF2软件，可以轻松获取果树病虫害的图像信息和GPS地图数据信息。通过右键还可在GOOGLEEARTH进行地图定位，迅速找到发病果树精确位置，如图5一l，5．2。OPANDAIEXIIt=2嚼匾垂匦噩爱巫匦叵捌峨如OD05None文件名：CDocumentsandSenin口s抛n口son填面、SNC00005Jpo-口X，打开H侯存粤蝙辑置进顾◇快速扳式～囊零翻㈧瓣燃漱≥；凝荔内窖代码龚塑@GPs全球定位GPSJ蕞本GPS纬度参考GPS纬度GPS经度参考GPS经度GPS高度参考GPS商度图5．1“PANDAIEXIF”Fig．5—1“PANDAIEXIF”图5-2“GOOGLEEARTH”Fig．5-2“GOOGLEEARTH”巧盯"博奶卷纛≯ 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例22．13G精确GPS信息交互平台的实现GPS信息获取关键技术通过3G手机设备获取带有GPS信息的图像后，我们通过C}f编程语言读取一个图片的EXIF信息，核心C拌源码如下：#region／／载入图片ImageobjImage—Image．FromFile(”E：＼＼Pictures＼＼20080512131．JPg”)；／／取得所有的属性(以PropertyId做排序)varpropertyItems=objImage．PropertyItems．OrderBy(x=>X．Id)；／／暂订纬度为N(北纬)charchrGPSLatitudeRef=’N。；／／暂订经度为E(东经)charchrGPSLongitudeRef=’E’，foreach(PropertyItemobjIteminproperty工tems){／／只取Id范围为0x0000到0x00leif(objItem．Id>=0x0000＆＆objItem．Id<=0x001e)IobjItem．Id=0x0002；switch(objItem．Id)tcaseOx0000：varquery=fromtmpbinobjItem．Valueselecttmpb．ToString()；stringsreVersion=string．Join(“．“’query·ToArray())；richTextBoxl．Text=sreVersion；break；case0x0001：chrGPSLatitudeRef=BitConverter．ToChar(objItem．Value，0)；breakjcaseOx0002：if(objItem．Value．Length==24)l●／／degrees(将byte【0】-byte【3】转成uint，除以byte[4】一byte【7】转成的uint)毒 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以培溪蜜柚为例doubled=BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，0)+1．0d／BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，4)j／／minutes(将byte【8】-byte[111转成uint，除以byte【12】-byte【15]转成的uint)doublem=BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，8)★1．Od／BitConverter．ToUInt32(objItem．Value,12)；‘／／seconds(将byte【16]一byte【19】转成uint，除以byte[20】-byte[23】转成的uint)doubleS=BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，16)。1．0d／BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，20)；／／计算纬度的数值，如果是南纬，要乘上(一1)doubledblGPSLatitude；(((S／60+m)／60)+d)+(chrGPSLatitudeRef．Equals(’N’)?1：一1)；stringstrLatitude=string．Format(”tO：#)deg{1：#}’{2：{}．00】＼”{3}”，d，m，s，chrGPSLatitudeRef)；)break；caseOx0003：／／透过BitConverter，将Value转成Char(·E·／’w-)／／此值在后续的Longitude计算上会用到chrGPSLongitudeRef篁Bitconverter．ToChar(objItem．Value，0)7break；case0x0004：if(objItem．Value．Length==24){／／degrees(将byte【0】一byte【3】转成uint，除以byte【4】一byte【7】转成的uint)doubled=BitConverter．ToUInt32(objItem．Value,0)+1．0d／BitConverter．ToUInt32(objItem．Value,4)；／／minutes(将bytef8】-byte【11】转威uint，除以byte【12】一byte【15】转成的uint)doublem=BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，8)+1．0d|BitConverter．ToUInt32(objItem．Value,12)；／／seconds(将byte【16]一byte【19]转成uint，除以byte【20】一byte[23】转成的uint)doubleS暑Bitconverter．ToUInt32(objItem．Value，16)+1．0d／BitConverter．ToUInt32(objItem．Value，20)；／／计算纬度的数值，如果是西经，要乘上(一1)doubledblGPSLongitude=(((S／60+m)／60)+d)★《chrGPSLongitudeRef．Equals(。E‘)?1：一1)，Console．WriteLine(”{0：#)deg{1：#l’{2：#．00)＼”{3)”，d，m，s，chrGpSLongitudeRef)；57 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例break；case0x0005：stringstrAltitude=BitConverter．ToBoolean(objItem．Value,0)?”0”：”1”；break；转成的uintcaseOx0006：if(objItem．Value．Lengthtt8)／／将byte[O】-byte【3】转成uint，除以byte【4】一byte[7】BitConverter．ToUInt32(objItem．ValueBitConverter．ToUInt32(objItem．Value,4)；’l"#endregionbreak，dOUbledblAltitudet0)‘1．0d2．2WAP2．0图片上传关键技术通过WAP2．0的WML实现3G手机终端上的果树病虫害图片上传。核心WML代码如下：◆<％

try{Stringpath=request．getSession()．getservletcontext()．getRealPath(’’／”)；out．println(path)；out．println(request．getParameterMap())7fUpload．setSizeMax(i000000)；out．println(”hi．nihaol”)；fUpload．setFileItemFactory(neworg．apache．commons．fileupload．disk．DiskFileItemFactory())，58 out．println(”hi．niha02”)；Java．util．ListitemsServletRequestContext(request))；out．println(”hi．niha03”)，％>FileItemfiz(FileItem)items．get(1)；out．println(”hi．niha04”)；fUpload．parseReque5t(newFileuploadFile=newFile(path+”／”+fi．getName())；out．println(”hi．niha05”)；fi．write(uploadFile)，out．println(”hi．niha06”)7out．println(request．getSession()．getServletContext()．getRealPath(”／’。))7)catch(Exceptionex){ex．printStackTrace(System．out)；out．println(”ERROR。!”+ex)；<／p><／card><1wml>2．33G精确GPS信息在线互动交流平台构建通过WAP2．0技术建立在线互动交流平台，农业生产者使用WAP2．0技术上传病虫害图片，农业生产者可通过该系统将发病珀溪蜜柚病害的图像信息和精确地理信息及时的与专家进行互动式交流。3小结随着计算机技术领域的新突破，GPS技术的应用也日趋广泛。将GPS技术和农业专家系统相结合是二者研究的新方向，通过GPS技术提供的精确地理信息，结59 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)篚J构建一以珀溪蜜柚为例合3G手机终端的移动优势，专家可以更轻松地获取病虫害的图像信息和信息，为农业生产者实时解决问题，突破传统专家系统时间和空间的限制，为果树生产管理提供了新的有效的途径。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以碹溪蜜柚为例第六章基于3G混合网络的果园移动远程视频监控子系统的构建视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。传统固网视频监控在农业生产上已有广泛的应用。通过视频监控系统，管理部门、农民、农技人员可随时掌握果园的状况，对突发事故和现场情况做出快速的反应，通过视频监控系统，农民可实时接受农业专家亲临指导和监督等。因此本章将3G移动技术和传统固网视频监控相结合，实现了移动式远程视频系统。通过该系统管理部门、农民、农技人员可以实时透过3G手机终端看到果园的现场状况，不受限地理限制，实现”任何时间、任何地点、任何终端’’的无缝式无线视频监控。13G移动视频监控系统的构成与原理基于3G混合网络的嵌入式果园无线视频监控系统，它集3GWCDMA、TD．SCDMA、CDMA2000数据通讯功能和数字视频编解码功能为一体，采用先进的3G通讯模块，先进的采用H．264高流畅度视频处理技术，借助广泛覆盖的WCDMA、TD．SCDMA、CDMA2000及WIFI网络并结合监控软件，构成了3G混合果园无线视频监控系统。基于3G的嵌入式无线视频监控系统是利用3G混合无线网络技术进行视频数据的无线网络传输的新型系统。它采用了先进的视频压缩算法H264、流媒体视频压缩技术无线传输网络解决方案，整合了3G数据通讯功能和数字视频编码功能。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过无线通讯终端发射到3G网络，实现视频数据的交互、发送、接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。手机终端视频监控采用3G无线传输方式，支持M．JPEG、MEPG4、H．264等多种编码格式，支持高分辨率的图像传输，支持标准的RTSP／RTP流媒体传输协 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例议和专门针对监控，应用的NRCAP．Plus协议，其中3G手机终端可以采用微软最新WindowsMobile6．5PocketPC(PPC)平台，也可以使用诺基亚SYMBIANV2和SYMBIANV3平台，基于微软最新WindowsMobile6．5操作系统，具有高度的灵活性和扩展性，可以方便的根据用户需要进行特殊功能的定制。2果园移动视频系统的总体构架设计该果园无线移动视频监控系统是基于3G(中国联通WCDMA、中国移动TD-SCDMA、中国电信CDMA2000网络)、W1FI混合无线网络，系统由主要以下三部分模块组成，系统框架图如图6．1所示：徉储阵列图6．1果园无线移动视频监控系统框架Fig．6一ltheframeworkoforchardswirelessmobilevideomonitoringsystem前端视频采集采用CCD云台(PTZ)夜视无线网络摄像机，通过内嵌WIFI无线模块，经3GWIFI无线路由传至无线视频监控平台。该无线网络摄像机专为无线移动网络视频监控设计，采用H．264高流畅度压缩格式，在因特网环境低码流条件下可以获得清晰高流畅度的视频图象，并支持夜视，可水平350度、垂直90度可转动，可带来更好的可视范围，提高果园安全性。视频采集压缩后就可以将压缩好的视频图像文件传送到中心。通过WIFI、3G无线网络，系统具有PPPoE无路由自动拨号过程，并嵌入式地实现了TCP／IP协 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例议，动态IP(DDNS)。无线视频监控平台是系统的核心设备，平台运行于WINDOWSXP版操作系统，根据功能它可划分为平台管理系统、报警服务系统、存储服务系统、客户端应用服务器系统和前端应用服务器系统等组成。通过该系统实现了多画面监控、码率控制、流媒体转发等功能，为系统各模块的协同合作。移动客户端移动客户端单元包括Web页面浏览、流媒体播放和云台(PTZ)控制3个模块。通过在PPC、SYI渤BIANV3、SYMBIANV2等不同平台的3G手机终端上安装随身眼客户端插件，用户就可以随时随地的通过手机监视并控制前段摄像机所获取的视频图像。3果园移动视频系统的实现3．1视频的采集压缩模块以及无线数据传输模块的实现视频的采集压缩模块使用CCD带云台(PTZ)夜视无线网络摄像机，通过内嵌WIFI模块，使用IEEE802．119无线协议连接至3G无线数据传输模块。无线网络摄像头支持H．264高流畅度压缩格式，提供稳定、清晰的视频采集。如图6．2瓣图6．1果园无线移动视频监控系统摄像机Fig6·lthecameraoforchardswirelessmobilevideomonitoringsystem3G无线数据传输模块支持中国联通WCDMA、中国移动TD．SCDMA、中国电信CDMA2000网络，充分利用不同网络的资源优势覆盖范围和性能，具有适用性63 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例广的特点。模块通过对应3G网络的上网卡拨号连接至互联网，与3G手机终端保持的通讯功能。3．2无线视频监控平台的实现通过在无线监控平台的ImaginWorldClient软件，实现多画面监控、摄像头控制码率控制、流媒体转发、监控录像等功能，如图6．2所示。图6．2果园无线移动视频监控平台Fig．6·2theplatformoforchardswirelessmobilevideomonitoringsystem3．33G移动客户端的实现通过在3G手机终端上安装随身眼视频监控软件，实现了珀溪蜜柚果园的无线监控如图6．3。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建～以瑁溪蜜柚为例，，。>，-；i，刁曰四回团日正在蒲求观看列表图6．3果园无线移动视频监控系统3G终端界面Fig．6-3theinterfaceoforchardswirelessmobilevideomonitoringsystem4小结农业是一个可利用的垂直市场，它就如同医疗保健或交通运输一样，随着时代的发展，农业市场也在需求越来越先进的技术。随着3G无线技术和Wi．Fi技术在各个领域的普及，无线视频监控在农业应用上具有广阔的市场前景。由于3G无线视频监控系统在田间、野外的复杂性、多变性，本研究充分考虑在中国三种3G网络环境(中国联通WCDMA、中国移动TD．SCDMA、中国电信CDMA2000)的网络覆盖范围和性能，充分利用不同网络的资源优势，因地制宜，具有适用性广的特点。通过3G果园无线视频监控系统，运用移动摄像头或云台(PTZ)摄像，通过3G混合网络实时采集果园的全景视频信号，对全区的每个规模果园每颗果树，都可以精确定位和实时监控；通过该系统管理部门、农业生产者、农技人员可随时掌握果园的状况，对异常情况做出快速的反应：同时，农业生产者也可通过监控系统在田问实时接受农业专家亲临指导和监督等。基于3G混合网络和WIFI 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例技术的珀溪蜜柚果园移动视频监控系统，实现“任何时间、任何地点、任何终端”的无缝式无线视频监控，有效地弥补了传统网络视频监控的弱势，将为果园的管理提供了更高效、系统的解决方案，大大的提高农业生产效率，加快农业信息化的进程。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以瑁溪蜜柚为例第七章基于3G混合网络的果树移动施肥配方子系统的构建农业是人类社会的基础产业。随着人1：3数量的不断增长，农业对人类生活产生了更深远的影响。随着“三农”发展政策的提出，我们农业和农村经济进入了新的发展时期。未来中国农业的发展，必须走可持续发展的道路。加入WTO后，国际市场对农产品的高品位、高质量、优品种和无毒无害无污染农产品的要求中国必须进行产业转型，走绿色农业道路。绿色农业，是指结合农业生产实际，充分利用先进科学技术、工业装备及管理理念，以促进农产品安全、生态安全、资源安全和提高等农业综合经济效益的协调统一为目标，以倡导农产品标准化为手段，推动人类社会和经济全面、协调、可持续发展的农业发展模式。我国绿色农业的发展目标是“三个确保、一个提高”，即确保农产品安全、确保生态安全、确保资源安全以及提高农业的综合经济效益。(1)随着经济发展，人民生活水平不断提高，加上化学品等的大量投入，要求我们使用生物农药，少用化学农药，加强农产品质量安全体系建设(主要包括技术标准体系和检验监测体系)，加强农业的标准化全程控制，提高农产品的质量安全水平，确保农产品的安全。(2)绿色农业通过优化农业环境、强调植物、动物和微生物问的能量自然转移，通过使用生物肥、有机肥，少用化肥，确保生态的安全。(3)要确保土壤、水不受污染，从而确保资源安全。(4)实现农产品的优质、高产，才能提高农业的综合经济效益。本章基于3G混合网络，使用WAP2．0、WML、ASP．NET编程语言在3G手机终端上实现了移动瑁溪蜜柚果园施肥配方系统，在不具备电脑和宽带网络的野外环境条件下实现施肥配方的查询。本系统在一定程度上为实现绿色农业发展目标做出了贡献。13G果园施肥配方系统的结构设计以珀溪蜜柚果园的光、温、水、土的数据库为基础数据，基于3G混合网络，ASP．NET3．5以为系统后台，使用WAP2．0为主要编程语言，通过数据访问模型编程 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以培溪蜜柚为例ADO．NET连接-SQL2000数据库，在3G手机终端上实现珀溪蜜柚肥料配方信息查询，为用户提供果园的相关生态信息。通过珀溪蜜柚果园的专家系统模型，实现瑁溪蜜柚果园的移动式施肥系统。系统框架图如图7-l。圄圄囤I壁Il壁Jl堕J心p多斟图7．1果树移动施肥配方系统构架Fig．7—1theframeworkoforchardsmobileformulatedfertilizationsystem23G果园移动肥料配方系统的实现2．1知识收集整理根据珀溪蜜柚施肥的经验值，将N、P、K量转换成以N为l，P20s，K20为与N的重量相对比值，并保留两位小数。同时对瑁溪蜜柚在实际施肥过程中的注意事项进行收集整理。系统根据柚树的成熟度、肥料的种类等进行分类整理，主要包括了瑁溪蜜柚幼树和成年树的施肥参考。2．2数据表的建立3G果园移动配方系统是3G果树移动专家系统的子集，利用微软SQLServer2000数据库技术构建专家数据库，我们在数据库Nonglnfo下建立肥料配方数据表fertilizerl和fertilizer2。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例2．3系统的实现通过WAP2．0为3G移动端的核心编程语言，以3G肥料配方子系统以珀溪蜜柚果园的光、温、水、土、肥的数据库为基础数据，以ADO．NET方式连接Microsot?ISQL2000数据库，农业生产者通过3G手机终端上实现移动式肥料配方信息查询，为用户提供瑁溪蜜柚果园的相关生态信息，示例代码为用于查询MSSqlServer2000数据库后显示列表的WML函数。<％SetXML=Server．CreateObject(”NongInfo．XML”)XML．SiteTitle=一3G果树移动专家系统”XML．XhtmlHeader’以下为文件正文．XML．WriteRow”++++++++"XML．sqlserverName=”BWPUR6YEXL74FKS””数据库服务器名．XML．SqlUserId=”sa"·您的登录帐号．XML．SqlUserPwd=”sa”·您的登录密码。XML．SqlDBName=”Article”·您的数据库名称。’您可以直接写数据库连接代码，如果下面这句进行了设置则上面四句代码无效。．巾’XML．SqlStrConn=”driver={SQLserverJ；server=BWPUR6YEXL74FKS，uid=sa；pwd=sa；database=Content”XML．StrSql=”SelectId，TitleFromContentorderbyIDDesc”’要查询数据库的SOL语句．XML．EveryPagesize=10。每页显示的记录条数。默认为10。XML．FieldShow=”Title”·要显示的记录的字段名称．-XML．FieldHeader=”Id”-数据列表的前缀字段的名字-XML。FieldFooter=”Id”·数据列表的后缀字段的名字XML．FieldId=”Idn·数据库中的关键字段的名称。XML．GoFileName=”ContentShow．asp”，连接到页面的文件的名字．XML．ErrorPagePath=”’当页面发生错误，或者没有记录时，跳转到的页面．默认为站点首页。’XML．RsInfoPlace=”top”’设置显示的数据集合信息的位置【top＼bottom＼none，默认是top]’XML．DbListTypeMode=2-设置每条数据记录前的显示样式，值为0、1⋯．10．XML．DbListTypeMode=9’当为9时，可以设置DbListImgPath的属性值．XML．DbListImgPath=”Images／Dot．gif”’XML．DbListTypeMode=10’当为i0时，可以设置DblistPrestring的属性值，用于显示在每条记录前。’XML．Dblistprestring=”☆”’XML．SqlList2XML．WriteRow”++++++++”·以下为返回链接等信息。XML．WriteRowXML．Af．．”，XML．WapPath，”返回首页-’) 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以宿溪蜜柚为例XML．XhtmlFooterSetXML=Nothing％>3小结合理的施肥是实现绿色农业和持续农业的有效途径之一。本研究基于3G混合网络的优势，以珀溪蜜柚果园的光、水、土、肥料数据库为基础数据，农业生产者只通过3G手机终端便可进行肥料配方信息查询，为用户提供琅溪蜜柚果园的相关生态信息。3G移动果树移动施肥配方系统突破传统单机版和网络版施肥配方系统的限制，农业生产者可迅速通过本系统迅速获取了解合理化施肥配方，避免了肥料浪费，提高生产效益。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例第八章系统的调试及运行演示本专家系统在使用Windows2003ServerSP3英文高级服务器版操作系统、MicrosoftSQLSewer2000数据库的服务器端和使用微软WindowsMobile6．5PPC系统的3G手机客户端下调试和运行的。1服务器运行环境的配置1．1IIS安装及配置ASENET作为一项服务，首先需要在运行它的服务器上安装和配置IIS组件并建立Internet信息服务。IIS是InternetInformationServer的缩写，它是微软公司主推的服务器。IIS可与Window完全集成在一起，因而用户能够利用Windows和NTFS内置的安全特性，建立强大、灵活而安全的Intemet和Intranet站点。IIS还支持HTTP、以及SMTP协议，通过使用CGI和ISAPI，IIS可以得到高度的扩展。下面的安装和配置过程基于WindowsServer2003SPl英文高级服务器版的开发环境，其他操作系统的配置过程可能与该系统稍有不同。IIS安装步骤具体如下：(1)单击【Start]菜单，单击二级菜单[ControlPanel]添加和删除程序，在弹出的窗口中单击【AddandRemoveProgram】图标按钮，弹出【WindowsComponentWizard]对话框。(2)在出现的对话框中，勾选[ApplicationServer]复选框，并单击详细信息按钮，打开应用程序服务器对话框，定制选项，在应用程序服务器对话框中勾选ASENET选项并进一步针对【IntemetInformationServers(IIS)】选项单击详细信息按钮，打开【IntemetInformationServers(IIS)】对话框，勾选Intemet信息服务(IIS)的选项。同时注意勾选【FrontPage2002ServerExtentions]复选框，如图8．1。(3)完成以上组件选择以后，单击下一步按钮，Windows会自动完成安装过程。 基于3G混合网络和GPS技术的果树移动专家系统(FMES)的构建一以珀溪蜜柚为例目需■圈cur洲yr,stak．!dproqrⅢ：厂5how叫6tes斯tby：lName■I■毽t∞a_园I,,Imrmm蠢SO-ScrⅢ"舢s№!丝：勉￡璺-■lⅡf‘盘正d■．懋。。．，。，。。。。№_掰譬鞠魈弱就戮戮缀戮麟筋黪j纛荽≮曩叠xlUsedm．ttz：I网w呻。tc呷“燃__l燃孵⋯⋯⋯⋯⋯”⋯⋯⋯⋯“嘲㈣“_删t二i■10删aien"oveao帅or,enL献thectleckboKA蚋洲hm舯恬甜如蝉Ii‘o。t滥Toaddorremo种6一她钳n吖酬W—be喇幽dTo瀚w憾。s-ldudedinacofl∞州，d酞D矗盔i。d忆o∞∞口州w口TOadddf呵∞’咭S“站讲∞a，e时：of，5d骘口坤a’ert$ofIntemelIⅣ口maIionSen．忙e,lllS}oVBackgroundIHeI‘口eHTr6r对甘Se