作物病害識別系統(tǒng)架構(gòu)與實現(xiàn)

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摘要：互聯(lián)網(wǎng)深度學(xué)習(xí)技術(shù)不斷發(fā)展，AI圖像識別參透到各行各業(yè)，農(nóng)業(yè)管理軟件方面技術(shù)需求越來越大，國家也大力支持，本文就解決柑橘、葡萄作物病蟲害識別，如何搭建架構(gòu)軟件系統(tǒng)進行設(shè)計實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè);作物;病害

國家農(nóng)業(yè)種植戶占用人口比例依然龐大，種植出好的葡萄、柑橘需要一定的農(nóng)業(yè)經(jīng)驗、需要對病害處理，現(xiàn)在大部分農(nóng)作物人員面對作物病害束手無策，只能問身邊有經(jīng)驗的人怎么處理、農(nóng)藥店只負責(zé)賣藥也不知道治什么，高級點就上網(wǎng)問查，整個過程耗費時間，收獲甚小，人工檢測方法效率低、成本高，鑒于農(nóng)民文化技術(shù)有限，如何讓沒有技術(shù)人也能像有技術(shù)一樣處理作物病害問題，通過人工智能技術(shù)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)自主學(xué)習(xí)，代替農(nóng)業(yè)專家自動診斷識別病蟲害，并提出防治決策，本文就如何解決上述問題，設(shè)計與實現(xiàn)作物病害識別系統(tǒng)。

一、特征、概念

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷發(fā)展，微信小程序普遍應(yīng)用，農(nóng)作物人員只要通過小程序拍照上傳圖片，發(fā)送圖片到后臺管理系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)保存圖片記錄，再拿圖片去識別系統(tǒng)識別，得到結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫，最后返回給前端小程序用戶，對用戶來說簡單方便就能知道拍攝的作物圖片有什么病害。本系統(tǒng)主要提供病害的危害，防治方法，形態(tài)特征等信息。

1.發(fā)展狀況

圖像識別、深度學(xué)習(xí)、AI技術(shù)應(yīng)用大部分投入在工業(yè)和服務(wù)行業(yè)上、比如無人車、地圖導(dǎo)航、車牌設(shè)備等，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)，服務(wù)農(nóng)業(yè)比較少，圖像識別技術(shù)在農(nóng)用領(lǐng)域會有怎樣表現(xiàn)，目前有（見蟲）識別是什么蟲子，（見花）識別是什么花，（數(shù)果）識別果子數(shù)量，本系統(tǒng)是見作物圖識別病害，各有不同。

2.功能分析

前端識別相抓：通過攝像頭抓圖、SD卡流量遠程傳輸圖片到服務(wù)器，太陽能電板供電，在田地、大棚等安裝簡單方便，可配置定時拍照上傳服務(wù)器、服務(wù)器自動識別保存圖片記錄和識別結(jié)果，關(guān)聯(lián)當前相機前端小程序或APP端。監(jiān)控模塊：用戶通過小程序關(guān)注相機，既用戶和相機建立管理，可配置相機識別時間，識別的角度，查看相機圖片和識別圖片記錄列表，實現(xiàn)識別歷史記錄查看。個人中心：實現(xiàn)個人信息的完善，客服咨詢。專家問答：實現(xiàn)葡萄、柑橘作物方面技術(shù)的專業(yè)咨詢。圖片識別：實現(xiàn)用戶自主拍照上傳圖片到后臺管理系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)庫，順便去識別系統(tǒng)識別，得到結(jié)果保存數(shù)據(jù)庫并返回給前端用戶。

3.后臺管理系統(tǒng)

權(quán)限管理：不同用戶擁有不同的管理菜單、用戶分為普通用戶、管理員、專家、客服

圖片識別記錄：展示前端相機上傳的圖片，匯總查看。大數(shù)據(jù)分析：統(tǒng)計每天識別量、用戶活躍量、用戶反饋信息量、用戶菜單留存量等，精準把握用戶愛好。專家問答：實現(xiàn)專家與用戶的交流咨詢，解決客戶問題。客服問答：實現(xiàn)系統(tǒng)使用、問題反饋問題解決。設(shè)備管理：相機設(shè)備統(tǒng)計，在線狀態(tài)查看，上傳的圖片列表，使用的時間端，拍照的時間端，關(guān)注的用戶量等。

4：識別系統(tǒng)

制定作物病蟲害樣本庫采集標準，制定作物病蟲害樣本歸一化處理標準，利用深度學(xué)些技術(shù)，開發(fā)出圖片處理算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)框架，不斷優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原型，以提高識別準確和效率，最終開放接口給（后臺管理系統(tǒng)）調(diào)用，后臺管理系統(tǒng)不需要知道識別過程，只需要傳入識別圖片，識別系統(tǒng)就返回識別結(jié)果。

二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫字典本文設(shè)計數(shù)據(jù)字典主要包括：前臺用戶表，相機上傳的圖片，圖片識別結(jié)果。下面羅列出表字典結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理邏等。

1.前臺用戶表：前臺用戶表說明：微信小程序用戶自帶微信名和Open ID代表微信用戶。

2.相機上傳的圖片表：相機上傳的圖片說明：記錄相機拍視上傳的原始圖片，后面拿去識別。

3.圖片識別結(jié)果表：圖片識別結(jié)果說明：用戶關(guān)聯(lián)相機，相機關(guān)聯(lián)圖片，圖片關(guān)聯(lián)病害識別結(jié)果，最終實現(xiàn)用戶查看識別結(jié)果

三、開發(fā)環(huán)境部署

數(shù)據(jù)庫用PowerDesigner設(shè)計，最終應(yīng)用到SqlServer，后臺管理系統(tǒng)才有微軟.Net Core架構(gòu)API，阿里云部署服務(wù)。

四、系統(tǒng)推廣

加入積分功能，加入葡萄，柑橘農(nóng)具商品銷售功能，通過積分購買留住客戶。首先系統(tǒng)開發(fā)完成，部署后，安排人員進行測試使用，評估好平臺功能，站在用戶的角度提高用戶體驗。穩(wěn)定好用的系統(tǒng)是推廣的基礎(chǔ)。通過媒體、展會、公司官網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)社交隧道發(fā)布平臺信息。前期開展活動注冊送積分吸引更多用戶體驗，隨著時間推移用戶量增加，繼續(xù)開展產(chǎn)品優(yōu)惠、折扣、促銷活動，鼓勵用戶參與。在平臺發(fā)展過程中，還要不斷吸引相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息人才和電子商務(wù)人才，建立完善的客服、專家系統(tǒng)，解決農(nóng)業(yè)人員問題，服務(wù)做好了客戶就多了，在擴大平臺影響力的同時，也要加強維護平臺系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，平臺，最終讓更多人知道葡萄、柑橘作物識別功能并推廣使用。為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、便捷的農(nóng)產(chǎn)品交易服務(wù)，在上林、馬山、隆安等貧困地區(qū)建立示范基地，安裝識別相機，識別系統(tǒng)，互利共贏，宣傳產(chǎn)品和系統(tǒng)。