互聯網+嵌入式移動4G教學終端
——農業病蟲害特征提取系統的研究

文/宋陽

1 嵌入式軟件系統介紹

系統發展環境和應用：

隨著人們能夠掌握的計算系統更加先進快速，人類擁有了過去從未掌握的計算深度和速度，研究人員將這一優勢利用到研究領域，通過利用計算機高速器上的優勢和信息網絡快速傳遞的技術，可以將之前人力所不可及的一些任務在技術轉化下完成，進而幫助研究工作向深一層推進。研究工作最為核心的內容就是對比和分析，這一過程在之前是由研究人員以人力的形式完成的，但是由于研究人員的精力時間有限，所以能夠照看的研究對照組和其他與研究相關的因素總是控制在一個數量級很低的水平，雖然人類在數10年前就已經掌握了傳感器，但是由于缺乏信息傳遞技術，傳感器所收集到的信息內容無法在短時間內統一匯總到控制中心，這也就造成了當時研究人員在進行相關實驗研究工作時難以對海量的試驗對象進行同步的研究和觀察；而隨著近些年移動互聯網終端的發展和相關信息技術的扎實推進，人們擁有了非常高準確度的傳感器終端，同時也有了能夠將這些傳感器接收到的信息，在極短時間內傳遞到控制中心的信息傳輸網絡的能力，這使得研究人員在一個控制中心就能夠同一時間照看多個研究對象，照看的廣度和能夠對其進行操作和分析的速度非常快。

信息化技術的發展，另一個優勢在于它能夠很大程度的減少研究人員日常工作的強度，使工作人員能夠將更多的注意力和時間集中在自己的研究分析工作中，而將繁雜的查看、檢查工作留給計算機系統。計算機系統可以通過計算，將簡單邏輯的工作內容以高準確性地完成，大幅度降低了工作人員的工作壓力，有效提升了工作效率。隨著信息時代的到來，人們需要收集和面對的信息數量越來越大，人們就需要掌握相應的技術來適應和改變這樣的問題，大數據的研究恰恰有助于研究工作，讓數據更加真實準確。通過大數據對比，能夠讓研究人員或操作人員以更加真實的角度去理解和觀察事物發生的規律，當然想要解決大數據計算和大數據傳輸，還需要有另外兩門技術的支持，那就是移動互聯網終端的基礎能力和信息傳輸通路的傳遞能力；另外，在技術層面解決的問題還需要將其與研究方向和應用方式進行有機的結合，使這兩種技術能夠在實用領域發揮最大的價值。目前，人類掌握的云計算系統已經越來越適應于去處理海量的信息數據，它可以幫助人類在面對海量研究對象時，能夠具備短時間內處理的能力；對于教學工作而言，想要較好地完成相關工作內容，就需要教學人員和非教育者能夠掌握一系列典型的特征對象，以達到更好的學習效果。

應用軟件是面對操作人員的窗口和實際操作介質，通過應用軟件的內容填充，給操作者信息反饋，通過各種媒體媒介讓操作者借助直觀的方式了解到操作所達成的效果和狀態；同時，用戶可以根據具體的使用環境、使用方式、使用對象、使用需求，對軟件內容進行不斷的更新和精簡，使其能夠更符合實際應用的各種要求，并針對最新出現的硬件支持和軟件升級來進行不定期的修正，以達到保證系統操作過程穩定安全的效果。由于大數據時代越來越多的海量數據處理能夠依賴于云計算這一新型技術得以實現，所以在實際的軟件內容中，基本上都是以微核心為主，其具體的計算過程和操作過程都是由中央處理器或云計算系統來完成的，對于單一個體所使用的互聯網終端性能以及計算能力要求并不高，同時也能夠大幅度的減少軟件所占據的儲存體積。該軟件還能夠適配更多不是很優秀的終端設備，以此來提高軟件的使用范圍和適應性，提高其普及效果，增加軟件的使用次數，并在使用次數增加的前提下，不斷檢測軟件穩定性和應用的適應性，使軟件能夠更加趨于穩定和安全，并且能夠接入更多的系統和接口。由于很多傳感器的中心控制單元，并沒有集成非常高效的中央處理系統和相應的硬件，但是在互聯網+嵌入式移動終端的大系統中，又需要這些傳感器的加入和反饋，所以就需要對軟件的硬件適配性進行優化和調整，使其能夠與更多制式標準的硬件進行適配，并且要有目的性地降低對硬件的設計門檻，能夠更方便地接入更多數量、更大范圍的硬件體系。在這樣的背景下，該軟件能夠進入到一個更加廣泛的應用范疇，與更多的硬件產生交集，完成更多獨立或組成的功能。農業病蟲害的種類非常繁多，在以往根據傳統人工經驗去面對農業病蟲害時，首先需要病蟲害反映出相應的發育特征后，才能夠被發現并進行干預，但這樣一來，病蟲害已經對植物的生長產生了一定的干預，而且這僅僅是理想狀態，事實上想要在大規模農業種植過程中及時發現潛在的病蟲害情況是非常困難的，如果所面對的病蟲害在發育初期，僅僅是在少數植株上有所反應，研究人員在面臨大型農業耕種面積時，研究人員的數量與耕種規模相比是微不足道的，想要僅僅依靠人力來完成發現和干預是遠遠不夠的。于是，在后續的研究工作中，研究人員又采用了傳感器加入系統中，希望通過傳感器在大面積范圍內布置監控點來幫助相關從業人員對相應的情況進行及早的告警和匯報；但是傳感器首先需要能夠對病蟲害發生的特征值有高度的敏感度，能夠及時有效的發現這些問題，并且為了真正實現傳感器的使用價值，在使用過程中需要有一套與之搭配的高效可靠的信息傳遞系統能夠將發現的各類病蟲害情況準確的發送給控制中心，提醒相關人員病蟲害出現的可能。在現代關于病蟲害教育過程中，我們已經有了很多經典的案例可以幫助師生更好的去了解整個病蟲害發生和防治的過程，這個過程是沒有規律的，如果僅僅是靠之前的案例，很難在新時期面對新型病蟲害發生時及時做出反應，所以就需要現代病蟲害教育研究工作中能夠及時有效地獲取最新的素材，師生共同去研究和分析；如果將工作在第一線的傳感器所傳輸的系統與研究教育工作相連接，就能夠幫助有需要的人員在短時間內獲取最新的信息并對最新的病蟲害發生規律和方向有一個提前認識。

2 互聯網+嵌入式移動終端技術給農業病蟲害教學帶來的新方向

長期以來，農業發展對于社會穩定和發展都有著基礎作用，而農業病蟲害問題也是一直制約著農業發展和產量上限的一個重要影響因素，對于農業病蟲害的研究工作從未停止。現代社會隨著多學科齊頭并進，我們對于農業病蟲害的研究已達到一個更加深入的狀態，但是對于一個涉及范圍廣泛、內部系統復雜多變的體系進行研究時，我們首先需要做到的是能夠在一定程度上掌握這個復雜多變系統的具體變量情況。簡單來說就是對這個體系整體施加一個變量，我們要能夠觀測到這個變量對于整個系統所造成的具體影響。由于農業病蟲害特征反饋和信息調查所需要投入的人力、物力數量巨大，僅僅依靠傳統的人工研究的方式，很難在短時間內獲取大量真實有效的信息，而如果不能保證時效性，那么一個反饋所產生的變化，又可能受到更多未知影響因素的干擾，讓最終產生的變化情況的造成原因變得模糊，不利于研究的繼續進行。在進行病蟲害研究和教學過程中，需要有大量的數據支持來幫助學習者和研究者初步掌握變化趨勢和規律，而在病蟲害研究教學過程中，這種數據特征的提取尤為重要。由于初學者對于整個病蟲害研究和學習的過程以及掌握的知識內容尚且需要一定的典型數據特征變化情況對其進行訓練，而過去通過人工方式所獲取的病蟲害相關特征信息，由于采集的過程是人工進行的，所以整體進度較慢，相應的采集效率低，準確性有待商議并且能夠支持的、信息采集范圍有非常明確的限制，信息采集在空間性上也有非常明確的限制，一旦超過了一個極限值，后續所收集的數據在時間上就具備不連貫性的特點，從而無法形成一個閉環相應的數據信息，也就缺乏真實性和準確性。要想解決這一問題，就需要相關的研究者和學習者能夠掌握一種技術，能夠在最短的時間內，對一個極大范圍內的眾多信息變量進行同步提取，并且整個提取過程的相關數據處理收集以及計算工作都不能出現誤差，很明顯采用人工方式是根本無法完成這一工作的，而通過加入移動媒體終端的嵌入式，這個問題就能迎刃而解了。我們可以通過移動終端在多個位置方向進行信息的收集和提取并且只需要對這些移動終端設置一個統一的指令標準，在某一時間下達這一指令就能夠對所有范圍類的終端產生操作，使其在同一時間進行所處位置的信息采集，就能夠完成在極短時間內對大范圍研究對象進行信息采集的目標。

3 實際使用形式

對于農業病蟲害教學而言，由于病蟲害發生時，它所受到的自然環境、天氣變化等情況，蟲群的繁衍特點，以及不同種類病蟲害發生時間節點特征都有較大的區別，想要能夠真正研究透徹相關內容，就需要對所有存在的無論是已知的還是未知的，是已確定的還是未確定的因素，都要進行定性且定量的研究過程，而這一過程就必須有大量數據的準確支持，這些數據的時效性、準確性、真實性，都要有一個非常嚴格的標準篩選，并且所有參與研究和教學的數據信息都要能夠在實際的環境中得到再現，只有這樣才能保證研究結果具有普遍性，并且能夠在后期得到應用。而這些信息數據的采集和整理工作，以目前的技術水平而言只有嵌入式軟件與互聯網+技術的相結合才能夠得以實現。在過去，人們并不是不掌握同時采集數據信息的技術，傳感器的產生發展時間也很長，在這一過程中針對特定信息進行采集的專用傳感設備層出不窮，在專業性和準確性上已經完全能夠符合農業病蟲害研究工作的精度和廣度。但是由于當時缺乏互聯網技術，人們無法對這些海量的數據信息進行統一的調取，無法在同一時間對眾多的終端設備下達指令，更無法在極短的時間內對這些終端傳感器反饋提交的信息進行傳輸和處理，而在互聯網信息技術發展到一定水平的今天，互聯網+能夠非常自然協調的與眾多研究應用系統相兼容并且通過應用互聯網+的相應思路，對于原來出現的復雜問題進行簡單化處理，對原來出現的龐大問題進行單元化處理。在互聯網+的解決思路中，我們不需要一口氣把所有的問題全部解決，而只需要將所有問題的集合體進行拆解，根據其不同的特征對其進行分類，先由專業專項的處理軟件系統對其進行加工處理，然后再通過互聯網移動信息技術在極短的時間內對這些分開處理的信息內容進行匯總整理，最后再傳至教學者和研究者的終端上，就能夠使其掌握必要的、準確的相關數據信息內容。

互聯網+思路的出現，對于解決很多過去的復雜問題，提供了新的解決方案，其巧妙的避開了之前解決問題的痛點和難點。利用互聯網的強大信息傳輸能力和目前性能強勁的計算機處理能力，通過將復雜問題的相關數據進行對應的分類和處理，這一思路和系統的應用，對于解決生活、工作、學習研究領域的諸多問題，都有非常重要的啟發效果，并且在實際應用過程中也取得了非常不錯的效果。同樣，在農業病蟲害研究工作中，我們依然可以利用這一思路的優勢，對原有問題存在的難點進行一一地克服，并且能夠將獲得非常準確的數據信息作為教學和研究工作的內容支持。未來，這一思路能夠應用的場景將會更加廣泛，而隨著使用時間的增加和接觸內容的增加，該系統在面臨處理過去的問題時，系統內部的處理效率將會進一步提高。近幾年來，AI技術也得到了較大的發展，如果將AI技術應用到該場景中，對現有的信息內容進行深度學習，就可以使系統更加熟練的掌握和應用過去已經處理過的一些問題所總結出的內容，這樣一來，系統處理類似問題的效率將會更高，并且通過深度學習溶解了相關經驗并結合大數據信息特征，也能夠對一些還未出現或未解決的問題提前創新一個獨特的解決思路。

4 結束語

互聯網+嵌入式移動終端教學對于研究和教學而言，能夠為其提供最真實的數據，而且數據庫的更新頻率非常快，只要教學人員愿意，可以隨時通過控制終端來查找最新的數據更新情況，有助于被教育者在教育期間就能接觸到最新、最真實的數據來進行研究和分析。