作物病害識別系統架構與實現

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摘要：互聯網深度學習技術不斷發展，AI圖像識別參透到各行各業，農業管理軟件方面技術需求越來越大，國家也大力支持，本文就解決柑橘、葡萄作物病蟲害識別，如何搭建架構軟件系統進行設計實現。

關鍵詞：農業;作物;病害

國家農業種植戶占用人口比例依然龐大，種植出好的葡萄、柑橘需要一定的農業經驗、需要對病害處理，現在大部分農作物人員面對作物病害束手無策，只能問身邊有經驗的人怎么處理、農藥店只負責賣藥也不知道治什么，高級點就上網問查，整個過程耗費時間，收獲甚小，人工檢測方法效率低、成本高，鑒于農民文化技術有限，如何讓沒有技術人也能像有技術一樣處理作物病害問題，通過人工智能技術結合大數據技術自主學習，代替農業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，設計與實現作物病害識別系統。

一、特征、概念

隨著互聯網信息技術不斷發展，微信小程序普遍應用，農作物人員只要通過小程序拍照上傳圖片，發送圖片到后臺管理系統，后臺管理系統保存圖片記錄，再拿圖片去識別系統識別，得到結果保存到數據庫，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。本系統主要提供病害的危害，防治方法，形態特征等信息。

1.發展狀況

圖像識別、深度學習、AI技術應用大部分投入在工業和服務行業上、比如無人車、地圖導航、車牌設備等，應用在農業，服務農業比較少，圖像識別技術在農用領域會有怎樣表現，目前有（見蟲）識別是什么蟲子，（見花）識別是什么花，（數果）識別果子數量，本系統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器、服務器自動識別保存圖片記錄和識別結果，關聯當前相機前端小程序或APP端。監控模塊：用戶通過小程序關注相機，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，實現識別歷史記錄查看。個人中心：實現個人信息的完善，客服咨詢。專家問答：實現葡萄、柑橘作物方面技術的專業咨詢。圖片識別：實現用戶自主拍照上傳圖片到后臺管理系統，后臺管理系統保存數據庫，順便去識別系統識別，得到結果保存數據庫并返回給前端用戶。

3.后臺管理系統

權限管理：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。大數據分析：統計每天識別量、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：實現專家與用戶的交流咨詢，解決客戶問題?？头柎穑簩崿F系統使用、問題反饋問題解決。設備管理：相機設備統計，在線狀態查看，上傳的圖片列表，使用的時間端，拍照的時間端，關注的用戶量等。

4：識別系統

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，利用深度學些技術，開發出圖片處理算法和深度學習技術框架，不斷優化神經網絡原型，以提高識別準確和效率，最終開放接口給（后臺管理系統）調用，后臺管理系統不需要知道識別過程，只需要傳入識別圖片，識別系統就返回識別結果。

二、數據庫設計

數據庫字典本文設計數據字典主要包括：前臺用戶表，相機上傳的圖片，圖片識別結果。下面羅列出表字典結構，數據處理邏等。

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.圖片識別結果表：圖片識別結果說明：用戶關聯相機，相機關聯圖片，圖片關聯病害識別結果，最終實現用戶查看識別結果

三、開發環境部署

數據庫用PowerDesigner設計，最終應用到SqlServer，后臺管理系統才有微軟.Net Core架構API，阿里云部署服務。

四、系統推廣

加入積分功能，加入葡萄，柑橘農具商品銷售功能，通過積分購買留住客戶。首先系統開發完成，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。穩定好用的系統是推廣的基礎。通過媒體、展會、公司官網、網絡社交隧道發布平臺信息。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，繼續開展產品優惠、折扣、促銷活動，鼓勵用戶參與。在平臺發展過程中，還要不斷吸引相關的網絡信息人才和電子商務人才，建立完善的客服、專家系統，解決農業人員問題，服務做好了客戶就多了，在擴大平臺影響力的同時，也要加強維護平臺系統的安全性和穩定性，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。為用戶提供更加優質、便捷的農產品交易服務，在上林、馬山、隆安等貧困地區建立示范基地，安裝識別相機，識別系統，互利共贏，宣傳產品和系統。