基于“互联网+”的温室生产智慧服务系统研究与设计

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随着互联网技术的迅猛发展,“互联网+农业”已成为我国现代农业发展的重要手段与路径选择,并逐渐影响农业生产者的思维方式、生产方式、经营和管理方式。其中,智慧农业是现代农业发展的核心,更是农业开发与生产中的高级阶段,与传统农业相比,可以有效节省人力物力,提高农业生产效率,对建设现代化高水平农业生产方式有着重要意义。
  温室生产是现代农业中的核心组成部分,也是“互联网+农业”的重要研究对象之一。数据显示,我国2017年温室设施面积已突破210万公顷,相较2015年增长9.2%,已占世界温室面积的42.8%。随着温室生产规模的不断扩大,对其管理及应用技术提出了更高的要求。然而,近60%的温室其生产管理和运行水平较低,在农业从业人员结构大幅变化的今天,亟需通过引入基于“互联网+”的温室生产智慧服务系统以提升管理水平和生产效率。
  本文首先探讨了“互联网+农业”的内涵、特征以及存在的问题,在充分考虑系统需求的基础上,对温室生产智慧服务系统进行了总体架构设计,并研究和开发了基于微信公众平台和Web服务的温室生产管理系统。主要研究工作及创新点如下:
  (1)完成温室生产智慧服务系统的总体架构设计。为了提高我国温室生产的综合管理及运行水平,本文研究了“互联网+农业”的发展路径,并对目标系统进行了总体需求分析,依据系统建设原则对系统总体结构和功能进行设计,形成了一套满足现代农业发展的智慧服务系统设计方案。
  (2)引入微信公众平台和Web服务的温室生产智慧服务系统设计与开发。微信和Web服务是我国当前最为普及的互联网信息交流与交互平台,本文旨在充分利用这两个平台的优势,实现其与温室生产的深度融合。通过微信公众平台和Web服务相互协调配合的方式共同实现对温室生产的监测和管理,该方式契合现代农业发展趋势,可有效减少人力物力投入,提高温室生产效率。
  (3)在温室生产智慧服务系统中融入基于模糊推理的专家决策机制,为温室生产提供栽培方案和环境调控决策。为了实现温室的高效生产,系统中融入专家决策技术,通过可不断更新的知识库和模糊推理算法使系统具备根据实时气象信息形成不同作物在不同区域、不同生长期的生产决策。此外,利用模糊算法形成温室环境实时调控决策,据此对温室内的环境因子进行有效调控,保证作物的正常生长。
  (4)提供专家经验新增及更新接口,实现专家规则滚动优化。结合温室生产系统运行情况,栽培专家可利用系统接口实现规则的新增与更新,以使得系统栽培知识库不断滚动优化,从而进一步提升温室生产智慧决策能力,为温室生产的增产增效提供技术支撑。
  实验及测试结果表明,本文所研究的温室生产智慧服务系统可利用专家决策实现对温室生产的高水平管理,提高生产效率;系统具备较好的可拓展性,能够满足系统其他智慧服务的应用或生产需求。
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