本发明专利技术属于设施农业、计算机技术和自动控制技术领域。本发明专利技术提出了一种作物温室栽培专家控制系统及其病症诊断子系统的病症诊断算法，其主要特征是本身与环境参数检测系统、作物生长状况检测系统和环境调控系统相连，具有作物栽培的环境参数决策、生长情况分类和病理诊断指导等主要功能。病症诊断子系统的病症诊断算法包括作物病症特征知识编码表达方式和病症特征提取算法。该专家系统知识库可根据不同作物按照子系统间的关联配套更换，成为不同作物的温室栽培专家系统。本发明专利技术具有体积小、操作简易、可单独使用或外接系统配套使用等优点。非常适合农业温室栽培生产者使用，具有巨大的发展前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于设施农业、计算机技术和自动控制
技术介绍
我国是人口大国，农业发展方面一直是我国的主要发展领域，随着科学技术的不断进步，自动化程度高的设施农业栽培领域成为了我国农业发展的重要方面。设施农业温室栽培有自动化、智能化、机械化程度高的特点，温室内的调控系统可提供相对理想的作物生长环境，同时大大提高农产品的质量和安全性。我国地域广阔，各地区地理条件不同，设施农业温室栽培的发展可以在一定程度上改善作物种植的生长条件，延长农作物供需时间，提高农产品产量，适合我国的国情。 当前用于作物温室栽培多为温室栽培环境监控、或者农业专家系统等，这些系统提供了温室栽培的环境管理，或者指导农业生产的专家知识，包括不同作物的品种类别、特性、病症类型和指导栽培的方法，根据作物的适宜生长发育环境能够进行温室环境的监测和调控，预报成熟时间等信息，指导用户进行农业知识的学习和作物的栽培。但这些农业栽培专家系统和环境监测系统存在以下问题I.系统功能单一不全面农业专家系统或环境监控系统只能单一的提供农业方面的专家知识或者某一作物的适宜环境调控等功能，虽然在创造作物适宜的生长发育环境和作物栽培方面实现了一定的智能化和指导性，但并不能实现温室作物栽培的全面自动化和智能化要求。2.局限性强，作物生长发育状况监测自动化不足现有农业温室栽培系统只针对单一作物提供的适宜环境调控管理等功能，当栽培作物种类或品种发生变化时，需要对系统进行二次开发或软件更新重置，局限性很大，且对作物的生长发育状况监测方面显得不足，不能自动合理判断作物的生长发育结果并进行相应处理，自动化程度不高。专利技术内容本专利技术的目的是解决了现有室栽培系统的功能不全面、智能化、自动化低和局限性强的问题，提供一种作物温室栽培专家控制系统及其病症诊断子系统的病症诊断算法。本专利技术提供的以嵌入式设备为硬件平台的作物温室栽培专家控制系统，是在嵌入式ARMlI开发系统和Windows CE 6. 0环境下运行，包括环境决策、生长情况决策和病症诊断三个子系统；第一、环境决策子系统，包括4个模块参数监控模块包含环境参数监控和用户提示。参数监控为外围连接的环境监测系统监测到的实时环境参数显示以及自动决策模块得出的决策信息显示，具体包括温度、湿度……等环境参数显示，各个环境参数决策结果显示。用户提示为当当前环境严重不适宜作物发育时向用户发出的警告功能。手动调控模块包含用户对环境调控设备进行人工手动调控的控制界面。该模块与外围环境调控系统相连，可通过对模块中设置的调控按键进行外围环境调控设备的控制，如温度调节器，湿度调节器等设备的控制。具体包括温度、湿度……等连接的环境调控设备调节按钮及当前检测值和调节值的数据显示。自动决策模块为环境决策子系统对环境参数进行决策，为后台运行模块。该模块中包含了相应的环境参数决策算法，为环境决策子系统提供环境参数决策功能以及当环境参数严重不适宜作物生长发育时向参数监控模块发送信号。数据库管理调用模块包含数据库存储管理和知识库管理。数据库存储管理实现了外围环境监测系统采集的环境参数的实时存储和调用，向参数监控模块手动调控模块和自动决策模块提供实时数据，并向用户提供数据库管理功能，包含数据的添加、删除、查询功能。知识库管理包含知识库中知识的添加、删除、更新、查询功能，并可根据生长情况决策子系统的生育阶段信号进行作物不同生育阶段不同知识库的调用，该调用向自动决策模块 和参数监控和手动调控模块开放。其运行方式如下外围环境监测系统将采集到的环境参数传入数据库中供环境决策系统自动决策模块调用，该模块根据知识库中的专家知识进行环境参数的推理决策，并将决策结果传输给环境调控系统，实时参数与决策结果的显示由参数监控模块显示；手动调控模块具有对环境调控系统进行手动控制的功能；数据库调用管理模块和对环境决策系统的数据库和知识库进行管理。第二、生长情况决策子系统，包括3个模块用户提示模块包含作物当前生长情况的显示。其中生长情况包含作物生理发育期、作物是否正常发育的结果。用户提示模块接收分析决策模块作物生育阶段决策信息和外围生长情况检测系统的检测结果并显示。分析决策模块提供作物生理发育时期的自动判断功能，为后台运行模块。模块中包含作物生理发育时期的判断计算算法，通过读取环境决策子系统的参数进行作物生育时期的判断决策。数据库管理调用模块包含数据库存储管理和知识库管理。数据库存储管理实现了外围生长情况检测系统得出的检测数据的实时存储和调用，向用户提示模块提供实时数据，并向用户提供数据库管理功能，包含数据的添加、删除、查询功能。知识库管理包含知识库中知识的添加、删除、更新、查询功能，并可根据生长情况决策子系统的生育阶段信号进行作物不同生育阶段不同知识库的调用，该调用向用户提示模块和分析决策模块开放。其运行方式如下系统通过生理发育时间的计算进行作物发育时期的判断，并将判断结果以信号方式传输给环境决策系统和病症诊断系统进行作物不同发育阶段的知识库调用；该系统与外围作物生长状况检测系统相连，通过对作物生长状况检测系统处理结果的判断进行信号输出，该信号传输给病症诊断系统进行病症特征的推理和调用，为用户提供指导。第三、病症诊断子系统，包括3个模块 用户提示模块包含人工操作和用户提示。人工操作系统界面提供当前作物可 能存在的病症特征表，用户可根据作物的特征在病症特征表中进行病症特征选取，选取结果会在特征选取栏中显示，并将特征选取结果传输给病症推理模块进行病症特征编码和搜索，当用户点击诊断按钮时，病症推理模块进行病症推理的诊断，同时将传输到用户提示模块进行结果显示。用户提示提供了自动病症推理的结果显示和人工操作的操作帮助提示。病症推理模块实现了病症诊断推理功能，为后台运行模块。其中包含病症特征编码机制和病症特征提取算法以及推理机。病症特征编码机制将用户选择的特征进行编码，推理机根据特征编码进行反向搜索和推理，若用户没有选择进行诊断，则反向搜索出与用户选择特征所属病症复合的病症特征更新病症特征表，若用户选择进行诊断则推出病症结果。病症特征提取算法能够根据外围生长状况检测系统的检测结果进行计算得出相应结果的病症表现隶属度，隶属度最大的作为病症特征提取出来，并将特征传输给推理机进行推理。数据库管理调用模块包含数据库存储 管理和知识库管理。数据库存储管理实现了外围生长情况检测系统得出的检测数据的实时存储和调用，向用户提示模块提供自动病症推理的结果，并向用户提供数据库管理功能，包含数据的添加、删除、查询功能。知识库管理包含知识库中知识的添加、删除、更新、查询功能，并可根据生长情况决策子系统的生育阶段信号进行作物不同生育阶段不同知识库的调用，该调用向病症推理模块开放。其具体运行方式如下系统分为两种诊断方式，可同时进行。依据用户需求进行病症的自动诊断和人工输入诊断。自动诊断方式通过接受生长情况决策系统的信号和生长状况检测系统信号自动进行病症的推理和知识库调用。人工输入诊断方式通过用户对病症特征的选择输入，进行推理决策。将用户提供的病症特征汇总，得出病症名称、特征和处理方式，提供指导。其中不同子系统的用户提示模块不同，数据库管理调用模块也不同。本专利技术专家控制系统同时与外围环境监测系统、生长状况检测系统和环境本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种以嵌入式设备为硬件平台的作物温室栽培专家控制系统，其特征是该专家控制系统在嵌入式ARMlI开发系统和Windows CE 6. 0环境下运行，包括环境决策、生长情况决策和病症诊断三个子系统； 第一、环境决策子系统，包括4个模块 参数监控模块包含环境参数监控和用户提示；参数监控为外围连接的环境监测系统监测到的实时环境参数显示以及自动决策模块得出的决策信息显示，具体包括环境参数显示，各个环境参数决策结果显示；用户提示为当前环境严重不适宜作物发育时向用户发出的警告功能； 手动调控模块包含用户对环境调控设备进行人工手动调控的控制界面；该模块与外围环境调控系统相连，通过模块中设置的调控按键进行外围环境调控调控系统中的调控设备的控制；控制界面包括环境调控设备调节按钮及当前检测值和调节值的数据显示； 自动决策模块为环境决策子系统对环境参数进行决策，为后台运行模块；该模块中包含了相应的环境参数决策算法，为环境决策子系统提供环境参数决策功能以及当环境参数严重不适宜作物生长发育时向参数监控模块发送信号； 数据库管理调用模块包含数据库存储管理和知识库管理；数据库存储管理实现了外围环境监测系统采集的环境参数的实时存储和调用，向参数监控模块、手动调控模块和自动决策模块提供实时数据，并向用户提供数据库管理功能，包含数据的添加、删除、查询功能；知识库管理包含知识库中知识的添加、删除、更新、查询功能，并根据生长情况决策子系统的生育阶段信号进行作物不同生育阶段不同知识库的调用，该调用向自动决策模块、参数监控模块和手动调控模块开放； 第二、生长情况决策子系统，包括3个模块 用户提示模块包含作物当前生长情况的显示；其中生长情况包含作物生理发育期、作物是否正常发育的结果；用户提示模块接收分析决策模块作物生育阶段决策信息和外围生长情况检测系统的检测结果并显示； 分析决策模块提供作物生理发育时期的自动判断功能，为后台运行模块；模块中包含作物生理发育时期的判断计算算法，通过读取环境决策子系统的参数进行作物生育时期的判断决策； 数据库管理调用模块包含数据库存储管理和知识库管理；数据库存储管理实现了外围生长情况检测系统得出的检测数据的实时存储和调用，向用户提示模块提供实时数据，并向用户提供数据库管理功能，包含数据的添加、删除、查询功能；知识库管理包含知识库中知识的添加、删除、更新、查询功能，并根据生长情况决策子系统的生育阶段信号进行作物不同生育阶段不同知识库的调用，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，吴晓辰，王红君，岳有军，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：
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