基于MMS的农业病虫害彩信专家诊断平台

郎需强，张观山，刘 林，李天华，侯加林*

1.山东农业大学机电学院机械与电子工程学院，山东 泰安 271018 2.山东省园艺机械与装备重点实验室，山东 泰安 271018

在中国, 特殊的国情造成农业专家一般对计算机及其相关技术十分陌生, 知识工程师对于农业知识知之更少, 使得开发农业专家系统十分困难[1,2]。专家系统开发平台的出现, 使这个问题得到了缓解。农业专家无需掌握过多的编程知识就能建造性能良好的专家系统, 而知识工程师只需研制开发平台, 并根据领域使用要求, 修改完善平台, 无需掌握领域知识, 两者相得益彰。

中国农业地域分布广泛，决定了农业专家不可能给每个地区农民们所遇到的问题进行一一解答。

基于短信技术开发的专家平台，只能用于文字编辑，缺乏相应的图像资料，很难表达农民们现场遇到的技术难题。

目前手机已经进入千家万户，并且功能也越来越强大，用手机收发短信、彩信变得十分方便。随着3G技术的不断推广，基于Internet的数据传输能到达世界的每个角落。

MMS(Multimedia Message Serivice) 作为新兴的一种数据传输业务最大的特点就是支持多媒体功能，MMS传输使用WAP协议，可以借助3G网络来传送视频片段、图片、文字[3]。

因此，建立一个基于MMS的农业病虫害Web彩信专家平台，可以大大方便农民用户把问题更详细地提交给专家，专家也能及时的对用户问题做出准确回复，由于服务器端采用FAT32储存用户问题信息因此可为专家提供第一手资料。

1诊断平台系统结构

1.1系统工作原理：

为了有效地防止垃圾信息的传入，系统采用注册用户信息路由的方式，屏蔽未注册用户的信息。当注册用户遇到疑难问题时，用手机拍下遇到的问题在植株、果实上的表现，再添加上必要的文字说明，编辑成MMS并发送到运行在服务器端的MMS模块。服务器上运行的监听程序能自动监听模块中的信息，当有信息到来时自动获取、下载收到的内容，检索所发送的信息用户是不是注册用户，把注册用户发送来的信息进行分类整理、储存。

专家通过Internet登录到服务器，按照网页提示进入自己研究领域。浏览网页上注册用户上传的问题，做出相应的解答。把问题的解决方案发送回服务器，服务器上的监听程序在监听到解决方案后会把上传的文字信息编码成短信息格式，通过MMS模块以短信的形式发回到农民们的手机上。用户根据专家的答复，实施相应的措施,这样就可以避免更大的损失，信息发送流程(如图1所示)。

该系统主要是由TR-800(MMS模块)、SIM卡和WEB服务器、用户通信设备以及专家用户电脑组成(如图2所示)。

图1信息发送流程

Fig.1Message'ssendingprocess

1.2 彩信专家平台系统组成：

该系统主要是由TR-800(MMS模块)、SIM卡和WEB服务器、用户通信设备以及专家用户电脑组成(如图2所示)。

图2彩信专家平台系统结构原理Fig.2 Thory of expert diagnostic platforms structure图3监听程序监听过程Fig.3 Monitoring process

对彩信服务器平台的操作主要包括：

(1)在服务器端运行彩信监听程序、设置好监听串口、波特率、授权号码、运行监听程序(界面如图3所示)。

(2)把插好SIM卡的TR-800与服务器通过串口连接起来，对短信平台接收短信和发送短信的功能进行测试。

2系统设计

2.1MMS模块

采用iwow公司的TR-800模块，TR-800工作在四个波段(GSM850/EGSM 900/DCS 1800/PCS 1800)，集成了语音通信、短信、彩信、传真和通过CSD的数据连接等功能，内嵌TCP/IP 协议栈、WAP 协议栈、MMS(彩信)协议栈。该模块接口包括：2个UART 1个IIC接口，1个数字和2个模拟音频接口，8个通用I/O口(GPIO)。通过简单的AT指令就能控制和实现该模块的所有功能。

2.2服务器端监听程序

服务器端监听程序是基于Microsoft Visual C++ 6.0开发的应用程序 ，Visual C++6.0是微软公司推出的开发Win32应用程序(Windows 95/98/2000/XP/NT)的、面向对象的可视化集成工具。它的最大优点就是提供了功能强大的MFC类库，MFC是一个很大的C++类层次结构，其中封装了大量的类及其函数，很多Windows程序所共有的标准内容可以由MFC的类来提供，MFC类为这些内容提供了用户接口的标准实现方法，程序员所要做的就是通过预定义的接口把具体应用程序特有的东西填入这个轮廓，这将简化编程工作，大大的减少程序员编写的代码数量，并且VC6.0对网络、数据库等方面的编程也都提供了相应的支持，使编程工作变得更加轻松容易。

监听程序在上电运行时首先完成对MMS模块的初始化，包括设置串口波特率，设置MMS模块的工作模式和WAB连接方式、地址。初始化完成之后通过串口发送AT$MMSHL=“ALL"来检索SIM卡中的信息。检索到返回字串READ后的数字，为1则表示信息已读，经过30 S延时后再次发送读取AT指令，为0则表示新信息，进行提取用户信息，开启SQL数据库查询。如果此用户已经注册，获取用户注册信息为信息分类做好基础，然后对已经注册用户的信息进行分类储存，对于没有注册的用户再通过MMS模块以短信的形式通知用户错误信息和注册方式。

TR-800内部有3M bytes的存储量，因此可以对信息进行一定量的储存。系统设定了5条界限，当多余5条信息时就把MMS内的信息清空。为了减轻系统的负担在循环后加了30 S的延时。经过实际验证足以满足0-5个用户同时发送信息(实际监听流程如图4所示)。

图4系统监听流程图

2.3WEB系统开发

WEB应用程序服务器采用MS2IIS技术，是在Internet/Intranet上使用最广泛的技术，它为用户提供了一个标准的界面即Web浏览器。在Internet环境下，应用中的代码是流动的，这是它与传统B/S(客户机/服务器)模式下应用软件的一个重要区别。客户机上只需安装一个标准的Web浏览器，其它的应用程序都存储在Web服务器上，需要时才下载，这样，系统中的客户机就成为一个真正的“瘦客户机”。

我们使用的基于Web的数据管理与应用子系统，是运行在Web服务器上的一套网络应用程序。采用ASP.NET动态网页技术，在Visual Studio.net2003开发环境下使用C#等混合语言设计开发而成。在服务器上为每一个注册专家开辟了数据储存空间，可以实现信息的分类管理。使得平台能容纳多个领域的专家加入。

文件的信息的保存和调用是通过FAT32文件系统来完成的。不同专业的问题被保存到不同的文件夹下。每个用户都拥有自己在专业文件夹下的一个子文件夹，来储存用户发送的信息和专家的解答。因为VC++6.0和VS.NET都很好的嵌入了FAT32文件管理系统，所以为系统的开发和软件的维护提供了很大的便利，也方便了专家经行资料的备份。

2.4监听程序与网页的交互(DataSocket)

DataSocket 由DataSocket API 与DataSocketServer两部分组成。DataSocket API 是用户访问或写入网络数据的接口；DataSocket Server负责提供DataSocket技术自带的协(DataSocketTransferProtocol ,DSTP) 协议和管理底层网络通信。数据发布者通过DataSocket API 以字节流的方式向DataSocketServer 中写入数据。数据订阅者通过DataSocket API从DataSocket Server 中还原数据。DataSocket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。用不同的语言编写的程序可以共享这一组接口，可以通过它来收发数据，因此我们采用的是Socket方式。

专家登陆系统后浏览用户发送信息，结合文字和图片，对用户传上来的问题进行解答。通过单击发送信息把解决方案传送到Internet服务器上。网页接收到这个信息就会把信息按照DataSocket协议打包路由给监听程序。网页通过Socket传输的文本都是UNICODE编码格式的，而监听程序要通过TR-800发送短信需要把编码转换成PDU格式的编码。

2.5PDU 编码协议说明

短信收发常用的编码格式有两种：Text模式和PDU(protocol description unit)模式，TextMode代码简单，实现起来比较容易，但其缺陷是不支持中文短信；PDU Mode既支持英文，又支持中文，目前，PDU Mode应用最为广泛，基本上全国所有的电信局都提供支持PDU Mode的短消息务。实现中文短消息发送，选用UCS2编码，即中文Unicode码，将单个字符(1～2个字节)按ISO/IEC10646 的规定转变为16 位的Unicoide宽字符，即将单个字符转换为十六进制字符串。PDU串不仅包含可显示的消息本身，还包括其他很多信息，如：SMS 服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等，发送和接受的PDU串结构不是完全相同[4](如表1所示)。

表1发送短信PDU 编码

3系统实现与应用测试

3.1 系统实现

在Intel(R)4, Xeon(TM) CPU3.2GHz , 512M 内存的数据服务器上基于C#、ASP.NET、framework.NET1.1语言、短信平台、SQL Server2000 数据库开发实现的。

3.2 应用测试

对农场短信中心进行了性能测试试验。系统服务器端界面如图5所示。网站中显示了注册在该专家管理下的注册用户的发送请求解决的问题信息和专家提出的解决方案。

经过现场的调试TR-800可以同一时间接收位用户发送的信息，网页可以同时给5个用户发送信息。每一个专家系统可以注册5000个用户。

图5 专家客户端界面

4 结语

(1)GSM的农业病虫害彩信专家平台，很好把农民和专家联系起来，有了专家的帮助使得用户做到科学管理和种植。

(2)系统才用了彩信方式，使得有些用语言不好表达的问题轻而易举的解决掉了。这样还有效的避免了由于用户表述不清专家做出错误的判断的情况。

(3)在服务器端为每个专家开辟了不同的空间，因此可以应用的不同的领域。使得系统的拓展性能大大的增加。

(4)系统中我们没有采用数据库的形式保存用户的问题信息，而是以文本和图片文件的形式保存。这样专家就可以把数据进行分类收集整理，为自己在今后的研究提供第一手资料。

[1]孙妮娜，秦向阳，杨宝祝，等.农业专家系统开发平台的研究现状及发展趋势[J].中国农学通报，2006，22(6)：436-440

[2]陈家均，陈建民.MMS系统技术分析及应用[J].中国数据通信，2004，(10)：84-86

[3]孙 英.短信收发中的PDU编码分析[J].内蒙古科技与经济，2007，(1)：142-144

[4] Bachmann S, Ruddies C, Kordy H,etal. SMS in the outpatient treatment of schizophrenia: Feasibility and acceptance[J]. European Psychiatry，2008，23 (4):1-2