作物病害识别系统架构与实现

何家海　张玉国　冯军

摘要：互联网深度学习技术不断发展，AI图像识别参透到各行各业，农业管理软件方面技术需求越来越大，国家也大力支持，本文就解决柑橘、葡萄作物病虫害识别，如何搭建架构软件系统进行设计实现。

关键词：农业;作物;病害

国家农业种植户占用人口比例依然庞大，种植出好的葡萄、柑橘需要一定的农业经验、需要对病害处理，现在大部分农作物人员面对作物病害束手无策，只能问身边有经验的人怎么处理、农药店只负责卖药也不知道治什么，高级点就上网问查，整个过程耗費时间，收获甚小，人工检测方法效率低、成本高，鉴于农民文化技术有限，如何让没有技术人也能像有技术一样处理作物病害问题，通过人工智能技术结合大数据技术自主学习，代替农业专家自动诊断识别病虫害，并提出防治决策，本文就如何解决上述问题，设计与实现作物病害识别系统。

一、特征、概念

随着互联网信息技术不断发展，微信小程序普遍应用，农作物人员只要通过小程序拍照上传图片，发送图片到后台管理系统，后台管理系统保存图片记录，再拿图片去识别系统识别，得到结果保存到数据库，最后返回给前端小程序用户，对用户来说简单方便就能知道拍摄的作物图片有什么病害。本系统主要提供病害的危害，防治方法，形态特征等信息。

1.发展状况

图像识别、深度学习、AI技术应用大部分投入在工业和服务行业上、比如无人车、地图导航、车牌设备等，应用在农业，服务农业比较少，图像识别技术在农用领域会有怎样表现，目前有（见虫）识别是什么虫子，（见花）识别是什么花，（数果）识别果子数量，本系统是见作物图识别病害，各有不同。

2.功能分析

前端识别相抓：通过摄像头抓图、SD卡流量远程传输图片到服务器，太阳能电板供电，在田地、大棚等安装简单方便，可配置定时拍照上传服务器、服务器自动识别保存图片记录和识别结果，关联当前相机前端小程序或APP端。监控模块：用户通过小程序关注相机，既用户和相机建立管理，可配置相机识别时间，识别的角度，查看相机图片和识别图片记录列表，实现识别历史记录查看。个人中心：实现个人信息的完善，客服咨询。专家问答：实现葡萄、柑橘作物方面技术的专业咨询。图片识别：实现用户自主拍照上传图片到后台管理系统，后台管理系统保存数据库，顺便去识别系统识别，得到结果保存数据库并返回给前端用户。

3.后台管理系统

权限管理：不同用户拥有不同的管理菜单、用户分为普通用户、管理员、专家、客服

图片识别记录：展示前端相机上传的图片，汇总查看。大数据分析：统计每天识别量、用户活跃量、用户反馈信息量、用户菜单留存量等，精准把握用户爱好。专家问答：实现专家与用户的交流咨询，解决客户问题。客服问答：实现系统使用、问题反馈问题解决。设备管理：相机设备统计，在线状态查看，上传的图片列表，使用的时间端，拍照的时间端，关注的用户量等。

4：识别系统

制定作物病虫害样本库采集标准，制定作物病虫害样本归一化处理标准，利用深度学些技术，开发出图片处理算法和深度学习技术框架，不断优化神经网络原型，以提高识别准确和效率，最终开放接口给（后台管理系统）调用，后台管理系统不需要知道识别过程，只需要传入识别图片，识别系统就返回识别结果。

二、数据库设计

数据库字典本文设计数据字典主要包括：前台用户表，相机上传的图片，图片识别结果。下面罗列出表字典结构，数据处理逻等。

1.前台用户表：前台用户表说明：微信小程序用户自带微信名和Open ID代表微信用户。

2.相机上传的图片表：相机上传的图片说明：记录相机拍视上传的原始图片，后面拿去识别。

3.图片识别结果表：图片识别结果说明：用户关联相机，相机关联图片，图片关联病害识别结果，最终实现用户查看识别结果

三、开发环境部署

数据库用PowerDesigner设计，最终应用到SqlServer，后台管理系统才有微软.Net Core架构API，阿里云部署服务。

四、系统推广

加入积分功能，加入葡萄，柑橘农具商品销售功能，通过积分购买留住客户。首先系统开发完成，部署后，安排人员进行测试使用，评估好平台功能，站在用户的角度提高用户体验。稳定好用的系统是推广的基础。通过媒体、展会、公司官网、网络社交隧道发布平台信息。前期开展活动注册送积分吸引更多用户体验，随着时间推移用户量增加，继续开展产品优惠、折扣、促销活动，鼓励用户参与。在平台发展过程中，还要不断吸引相关的网络信息人才和电子商务人才，建立完善的客服、专家系统，解决农业人员问题，服务做好了客户就多了，在扩大平台影响力的同时，也要加强维护平台系统的安全性和稳定性，平台，最终让更多人知道葡萄、柑橘作物识别功能并推广使用。为用户提供更加优质、便捷的农产品交易服务，在上林、马山、隆安等贫困地区建立示范基地，安装识别相机，识别系统，互利共赢，宣传产品和系统。