芒果监测预警云平台的设计与研究

张霞

（成都农业科技职业学院，四川 成都611130）

当今时代，计算机和人工智能技术日新月异。智慧农业的发展离不开计算机技术。目前，计算机信息技术已经在农业生产的各个领域被广泛应用。计算机技术与农业的结合，不仅提高了农业农村的信息化手段，更主要的是农民的生产种植更加智能化和科学化。能达到事半功倍的效果，充分的利用智能的便捷，可让各项指标更准确实时的出现在用户的面前，更直观，更有利与管理。本芒果监测预警云平台一方面实现了芒果生长过程中进行生长环境和病虫害的诊断，另一方面实现了病虫害的预测预报以及生长环境数据采集和分析。具体分为用户和管理员两大模块。用户模块实现芒果生长环境查询、在线诊断和预警预测。管理员主要实现数据管理、用户管理、专家问答及预警日志查询等。每个模块中可对数据进行增删改查，采用分页的形式展示数据。此预警平台旨在能帮助更的农村实现种植智能化，解决繁琐的劳动力，让人们过上更便捷、更智能、更绿色健康的生活。

芒果为漆树科芒果属植物。原产印度，全世界有70 多个国家生产芒果，90%集中在亚洲的印度、巴基斯坦、孟加拉、缅甸、马亚西亚等国。非洲的东部和西部，坦桑尼亚、扎伊尔，美洲的巴西、墨西哥，美国的佛罗里达州和夏威夷州等均有栽培。我国的芒果种植主要分布在台湾、广东、广西、海南和福建南部，云南南部、东南部和西南部。由于目前市面上种植的芒果病虫害种类繁多，在种植过程中过度使用农药，使得成熟的芒果具有大量农药残余，对人们健康有害。如何在种植过程中能够预防预测芒果的病虫害，加大芒果的生产量以及更加绿色天然，需要使用智能化监测手段，不仅可以监控芒果的生长情况，而且还可以实时监测芒果的病理情况。

1 平台的总体设计思路

平台使用B/S 结构开发，后端数据处理采用PHP+MYSQL开发语言, 前端JavaScript+CSS+JQuery+Bootstrap 的前端技术。平台功能具备预报分析和服务操作、监测预警信息显示。业务数据是专门设计的一个模块来模拟现实种植中生长环境的数据，包括温度、空气湿度、水PH 值、土壤湿度和光照。随机产生芒果专家知识库中相关的数据，做到实时监测。使用折线图和曲线图两种方式预测在不同阶段的生长环境变化。如果数据超出设计的阀值，则弹出警告框同时向手机发送信息进行提醒和处理。本监测基地拟用广西作为试点，使用百度地图，同时提取当地实时气象数据进行分析处理。在病虫害诊断中，采用反向推理。以芒果细菌性黑斑病为例，先假设是芒果细菌性黑斑病，然后在知识库中查找其结论部分为细菌性黑斑病的规则，验证改规则的前提是否存在，或改前提能与事实库中的已知现象事实相匹配，或是通过与用户的对话得到满足，则假设成立。否则把规则的前提作为一个新的子目标，重复上述推理过程，指导所有子目标被证明存在为止，若子目标不能被验证，则假设病虫害不存在，推理失败，需重新提出假设病虫害。

2 需求与设计概述

本平台分为前台和后台两部分。前台有、查询日志、实时监测、提问专家、推理机查询、监测日志记录、直线图的各项指标数据展示、种植基地天气展示、签到打卡记录、种植基地卫星地图展示、预警报警。重点在于实时预测和病虫害在线诊断。

监测中心：种植基地环境监测，利用折线图展示。

预警中心：实时预警，根据种植基地返回的数据，实时与用户设计的发值进行匹配，若超出发生报警。

数据中心：品种库以及病虫害的数据查询。利用类似推理机的原理，根据用户的所选信息进行匹配，然后给出解决方法以及详情。

专家问答：可实时与专家进行问答。

后台分为，种植基地天气查询，数据管理、管理员用户账号信息管理、专家回答问题。本芒果云监测平台设计Msql、php、laravel6、JavaScript、html+css、bootstrap、Ajax、jquery 等。

图1 用户用例图

管理员管理数据：能增删改插入各项品种数据，各项前端资料。

专家回答：能实时回答用户提的问题。

虚拟机查询：能根据用户各项查询，分析出用户查询问题的结果。实时监测：能更具种植基地返回的数据进行实时监测。

报警系统：能根据获取的监测数据与用户设置的阈值进行对比，当高出阈值是发生弹出框报警。

用户模块：

主页：基本信息简介、签到天气卫星地图展示。在页面中能实时显示当前气候及当前所在地块的地理位置，也可以搜索想要查询的地理位置。

监测中心：种植基地环境监测，利用折线图展示。主要监测芒果的水、土壤、空气等生长环境条件数据。

预警中心：实时预警，根据种植基地返回的数据，实时与用户设计的知识库中值以及推理机制，进行预警预报。

数据中心：品种库以及病虫害的数据查询。利用奇案前向推理机制以及模式匹配，进行在线诊断品种选择及是否患有病虫害，同时给出诊治方法。

专家问答：可实时与专家进行问答和咨询，也可邀请专家进行现场指导。使用电话、微信、QQ、邮箱及论坛多种方式。

3 数据库设计

数据库采用mysql 数据库管理系统建立并维护。数据库设计过程中采用Micrsoft 公司的Visio 创作的设计图、ER 图。其中其登录账号、密码都为root，端口号为3306。符合3 个范式：

主键外键关系、表间关系、表中字段是不可再分的属性。

表的表示：描述单一信息，功能简单实用、命名规范合理、表名多有英文中文拼音。

字段的类型，长度。

本平台数据库采用开源的mysql。数据库的名称为：kuku、ph、laravel-start， 有 user_infor、type、pest、desease、type_infor、alarming _log、alarming_value、timely_data、userb 共94 个数据表组成。如表1 所示。

表1 数据库表的功能说明

4 核心功能实现

本平台的核心是预警功能的实现，在预警模块中，重点处理实时获得的数据是否超过数据库中设置阀值，如果超过，则弹出警告信息。

5 测试结

通过测试用例进行了功能和性能方面的测试。测试结果总体上时功能完善，性能高。前端设计各页面布局美观，友好，清晰明了。登录注册模块无问题。网页首页，有网站特色，能让用户清晰的了解到自己所需要的数据。页面的链接，跳转速度快，无延迟，前端配色美观。后端界面布局美观，各项数据的增、删、改、查都能实现，且反应速度快，无延迟现象。

本系统在功能上一方面实现的芒果进行生长环境和病虫害在线诊断，另一方面通过模拟采集时时数据。随机生成不同的数据，用图的方式进行实时监测，设置阀值。在实际操作过程中，直接对接服务器端采集的实时数据，具有较强的实用性和推广意义。改平台二期可以增加智能控制、生产日志和实时的视频监控功能模块作为延伸拓展，跟实际的生产种植相结合具有更加广阔的应用空间和现实意义。