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1、石河子大学学士学位论文石河子大学信息科学与技术学院毕业论文课题名称：基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统研究学生姓名：学 院：信息科学与技术学院专业年级：计算机科学与技术2007级指导教师：完成日期：二一一年六月五日Ii摘 要【摘 要】随着我国种植业结构的调整，新疆番茄生产面积也迅速增加，尽管我国蔬菜产业有较大发展，但存在的问题也很突出。从作物特点来看，番茄作物本身对水分和养分需要高，但目前很多地区种植番茄生长在低温、弱光照、次生盐渍化及土传病害等严重逆境环境中，与高产优质的生产目标还有很大距离。该系统主要包含了番茄推荐施肥系统的设计思想和实现技术，该系统将Delphi技术、SQL S
2、erver2000数据库技术和人工智能理论有机地结合在一起。是将计算机技术应用于农业专家系统促进精准农业的有益尝试，同时本系统有很强的可扩充性和良好的跨平台性，有良好的应用前景。本系统主要讲述番茄施肥配方系统的主要系统结构和功能模块。此软件主要服务于新疆番茄种植中施肥的各个环节，由该系统对番茄的不同生长期进行施肥决策与推荐，实现科学种田，以达到省水省肥减少用户的投资增加收入的主要目的。【关键词】番茄氮素；精准控制；精准控制系统 Abstract【Abstract】With Chinas cropping structure adjustment, the Xinjiang tomato pro
3、duction area also increases rapidly, despite our vegetable industry have bigger problems existing in the development, but also very outstanding. Judging from crop characteristics, tomato crop itself to moisture and nutrients, but now many need high planting tomatoes grow in low temperature area, and
4、 the weak light, secondary salinization, and soil spread diseases, severe adversity environment with high quality production goals and great distance. This system mainly includes tomato recommend fertilization expert systems design idea and realizing technology, this system will Delphi technology, d
5、atabase technology and artificial intelligence theory together efficiently. Computer technology is applied to promote agricultural expert system of precision agriculture, while the beneficial attempt this system has strong scalability and good cross-platform-ability, have good application prospect.
6、This system mainly about tomatoes fertilization systems main system structure and function modules. This software mainly serves the planting of xinjiang tomatoes fertilization by this system, various links to the different growth of tomato on fertilization decision and recommend, realize scientific
7、farming, achieves the provincial water provinces fat reduce user investment increase income to be the main goal.【Key words】Tomato nitrogen; Accurate control; Precise control system目录目录1 绪论11.1 题目11.2 开发背景11.3 开发目的与意义21.4 设计时间21.5 课题内容及分工21.5.1 课题内容21.5.2 课题分工21.5.3 设计成果32 相关技术原理及开发环境42.1 相关技术原理42.2
8、开发环境52.2.1 系统硬件环境52.2.2 系统开发工具51）Delphi 7介绍52）SQL Sever2000介绍83 需求分析93.1 引言93.2 可行性分析93.2.1 经济可行性分析93.2.2 技术可行性分析103.2.3 操作可行性分析103.2.4 法律上的可行性分析103.3 系统功能需求分析103.4 系统性能需求分析113.5 系统接口需求分析113.6 系统数据流图113.7 人工处理过程123.8 系统总体流程图124 系统详细设计144.1 概述144.2 加工番茄氮素精准控制系统基本原理144.2.1 系统分析144.2.2 知识库的建立154.2.3 推理
9、机制164.3 系统功能结构图174.3.1基本信息管理模块174.3.2施肥推荐模块194.3.3综合查询模块224.3.4系统管理模块234.4 系统功能设计234.4.1 用户接口模块244.4.2 管理员接口模块244.5 接口设计254.5.1 用户接口254.5.2 内部接口254.6 运行模块组合265 系统数据库设计275.1 数据库需求分析275.2 数据库逻辑结构设计275.3 基础数据源描述285.4 数据库物理结构设计315.5 数据库实施315.6 数据库运行和维护316 系统测试报告326.1 编写目的326.2 背景326.3 测试概要326.3.1 测试方法32
10、6.4 出错信息336.5 补救措施336.6 系统维护设计336.7 对软件功能的评价337 开发总结348参考文献35311 绪论1 绪论1.1 题目基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统研究1.2 开发背景随着我国种植业结构的调整，新疆番茄生产面积也迅速增加，不少地方已将蔬菜产业作为当地农村经济发展的支柱产业。据农业部统计，到2004年，我国蔬菜、瓜果类播种面积和总产量分别达197亿吨和62亿吨(中国农业统计资料，2004)。尽管我国蔬菜产业有较大发展，但存在的问题也很突出。从作物特点来看，蔬菜作物本身对水分和养分需要高，但目前很多地区设施蔬菜生长在低温、弱光照、次生盐渍化及土传病
11、害等严重逆境环境中，与高产优质的生产目标还有很大距离。从管理措施上来看，种植体系非常单一，许多地区常年连作一种蔬菜或每年轮作一两种同样作物；高氮、磷、钾养分投入及频繁灌溉带来养分尤其是氨素损失量大，致使环境污染风险高，造成设施土壤养分累积量高，但土壤酸化和次生盐渍化问题突出，适种性下降，十壤“肥力”质量呈降低趋势。这些问题严重地影响着我国蔬菜产业的可持续发展。该系统主要包含了番茄推荐施肥专家系统的设计思想和实现技术，该系统将Delphi技术、数据库技术和人工智能理论有机地结合在一起。是将计算机技术应用于农业专家系统促进精准农业的有益尝试，同时本系统有很强的可扩充性和良好的跨平台性，有良好的应用
12、前景。新疆光照充足，气候干燥，昼夜温差大，得天独厚的自然条件非常有利于番茄可溶性固形物含量的提高和番茄红素的生成，且病虫危害程度较轻，是全世界最适宜种植番茄的区域之一。目前加工番茄成为新疆种植业主要的优势产业之一，在准噶尔盆地南缘和塔里木盆地北缘的大片内陆地区，生产着世界上最优质的加工番茄，种植面积和加工基地生产能力均占全国90%以上。加工番茄膜下滴灌技术为番茄生长提供了一个良好养分和水分环境，增产效果良好，仅在兵团膜下滴灌的加工番茄种植面积达到50多万亩，不仅种植户从这项技术中获得实惠，也为大面积实施精准农业提供了重要手段和基础设施保证，可以称之为大田中的设施农业。本系统主要讲述番茄施肥配方
13、系统的主要系统结构和功能模块。主要包括信息管理、施肥推荐和统计查询以及系统管理四个模块。此软件主要服务于新疆番茄种植中施肥的各个环节，由该系统对番茄的不同生长期进行施肥决策与推荐，实现科学种田，以达到省水省肥减少用户的投资增加收入的主要目的。最终用户为番茄种植的技术人员、各级地方领导。1.3 开发目的与意义本软件是基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统，根据获取的地块信息、计划产量、肥料参数、生长阶段、前茬作物、滴水期等来确定番茄的施肥量，而且用计算出施肥成本和利润的方式向番茄技术以及种植人员提供合理的施肥方案。软件最主要包括农田肥力养分信息管理和番茄施肥配方决策与推荐以及动态输出三个模
14、块；本系统项目完成后，通过地块信息、养分信息，根据番茄氮素模型对番茄不同生长期提供氮素施肥推荐。系统整体结构简介，操作便利，适合广大农业技术人员的使用。此系统可以实现通过输入产量、前茬作物，就能够准确预测加工番茄各发育阶段所需的氮素要求。所引用的模型具有一定的机理性，较高的预测精度，较强的普适性，能够为加工番茄氮素优化管理奠定理论与实际应用基础。开发的氮素推荐管理系统界面友好，操作简便，实用性强。1.4 设计时间该设计题目开始于2011年1月10日，系统完结时间为2011年6月5日。1.5 课题内容及分工1.5.1 课题内容本系统的前台Web 应用程序开发使用微软可视化开发平台Delphi ，
15、远程服务器端以SQL Server 2000 为数据库管理系统。该系统主要包含了番茄推荐施肥系统的设计思想和实现技术，该系统将Delphi技术、数据库技术和人工智能理论有机地结合在一起。是将计算机技术应用于农业专家系统促进精准农业的有益尝试，同时本系统有很强的可扩充性和良好的跨平台性，有良好的应用前景。1.5.2 课题分工组长：XXX，主要负责系统的功能实现，代码编写，数据库设计等。组员：XXX，主要负责需求分析，论文的编写，部分功能实现。共同完成：代码编写，数据库设计，需求分析，论文的编写等。1.5.3 设计成果本系统软件及清单一套包括：1）系统可执行程序一套。2）系统源程序一份。3）系统开
16、发文档一套及毕业论文一份。 4）用户手册和石河子大学信息科学与技术学院毕业设计论文各一份。2 相关技术原理及开发环境2 相关技术原理及开发环境2.1 相关技术原理控制系统是由微控制器、驱动电路、电动执行器、流量传感器、通信部分等组成。在自动控制模式下，施肥机上的GPS 接收机接收来自卫星的定位信息，这个位置信息经串口输入计算机中，此时计算机根据GPS 定位信息，判断施肥机所在的当前位置，通过计算机结合地理信息系统中所存储的信息获得当前位置的施肥量，然后再经USB 接口输入到自动控制电路中，计算出目前施肥量及流量数据，以达到根据位置及其相应土壤条件进行自动变量施肥的目的。本设计主要是在获取了定位
17、信息的前提下，根据当前地块信息，承包户信息，前茬作物等变量进行推荐施肥，变量控制系统的原理图如图2-1所示。驱动电路液肥撒播器流量传感器电动阀液体肥料水液体肥料罐GPS接收机上位计算机接口电路单片机控制图21 变量控制系统的原理图滴灌施肥：膜下滴灌随水施肥是近年随着滴灌技术的普及应用而发展起来的一项综合性技术措施。所谓随水施肥就是将肥料溶入灌溉水并随同灌溉水施入农田（滴灌、渗灌、喷灌等）、作物根区或茎叶的过程。膜下滴灌随水施肥是根据作物生长各阶段对养分的需求和土壤养分的供给状况，准确将肥料补加和均匀施在作物根系附近，并被作物根系直接吸收利用的一种施肥方法。应用膜下滴灌随水施肥技术节本增效显著，
18、环境污染减少，是促进农业可持续发展的重要手段。数据协同：由于客户端上传的数据和数据库中的数据有所不同，但是由于有相同的关键字就能使数据保持一致，以免发生数据库错误。2.2 开发环境2.2.1 系统硬件环境硬件环境：网络版软件需要配置数据库服务器、连接服务器和客户端。（数据库服务器和连接服务器可由一台服务器代替）服务器和客户端必须建立网络连接。服务器操作系统：WINDOWS 2000 SERVER客户端操作系统：WINDOWS xp 或以上版本数据库服务器：SQL SERVER 20002.2.2 系统开发工具开发本系统所选择的前台工具为Delphi 7，数据库为SQL Server2000。1
19、）Delphi 7介绍Delphi是由Borland公司推出的可视化编程环境，它使用了Windows图形用户界面的先进技术，将面向对象的语言功能与方便的可视化开发环境的结合在一起，以其快速的程序开发，强大的数据库处理功能和完善的面向对象表达能力被许多程序员所钟爱。与Visual C+相比，它更加简单、易于掌握，但在功能上却丝毫不逊色；与Visual Basic相比，它功能更强大、更实用。因此，可以说Delphi同时兼备了Visual C+的功能强大和Visual Basic的简单易学。Delphi最初是作为Pascal产品线的修订版出现的，由于在测试期间就表现出许多优秀的特性，Borland公
20、司决定将其作为单独的工具进行开发，最终在1995年3月发布了第一个版本，即Delphi1.0。由于Borland将子公司CodeGear卖给Embarcadero技术公司，现在的最高版本名为CodeGear.RAD.Studio.2010版。但编程人员最常使用的仍然是Delphi7。Delphi的主要特点：（1）可视化集成开发环境 可视化开发环境通常分为三个组成部分:编辑器、调试器和窗体设计器。和大多数现代RAD(快速应用开发)工具一样，这三部分是协同工作的。当你在窗体设计器中工作时，Delphi在后台自动为你正在窗体中操纵的控件生成代码。你还可以自己在编辑器中加入代码来定义应用程序的行为，同
21、时还可以在同一个编辑器中通过设置断点和监控点等来调试程序。（2）编译器的速度和已编译代码的效率 Pascal编译器最著名的特点就是速度快，而Delphi正是建立在这种编译器的基础之上的。事实上，它可能是针对windows的最快的高级语言本地代码编译器。以往速度很慢的C+编译器在近年来取得了很大的进步，增加了链接和各种缓存策略，尤其是在VISua1C+和C+Builder中。但即便如此，C+的编译器还是比Delphi的慢了几倍。Delphi和C+Builder共享同一种编译器后端，是一个公司的产品，因此生成的代码等效于由一个优秀的C+编译器生成的代码。（3）编程语言的功能及其复杂性 C+是非强类
22、型语言，有些错误编译器无法发现。Object Pascal和Java很相似，它们很好地把握住了复杂性和功能性的平衡。它们都采取了这样一种途径，即限制其可用功能以加强开发者的逻辑设计。例如，两者都避免了完全面向对象但却容易被滥用的多重继承的观念，而是实现了一个执行多重接口功能的类。两者都不支持美观却危险的操作符加载。两者都有一些强大的功能，诸如异常处理、运行期类型信息(RTT工)和生存期内存自管理字符串。特别是运行期类型信息(RTTI)，对我们设计仿真培训系统中的操作站与现场站很重要，用它我们可根据组态数据库的数据在运行期自动创建组件和自动识别组件而赋给相应的数据。同时，Delphi使用编程语言
23、是Object Pascal，是面对对象、强类型语言。有利编制稳健的应用程序，减少调试、检错时间以提高开发效率；有利描述真实世界的事物和系统，如控制系统、工艺数学模型。（4）数据库结构的灵活性和可扩展性 由于Borland缺少一种数据库计划，因此Delphi保留了我们认为是所有工具中最灵活的数据库结构。对大多数基于本地、客户服务器和ODBC数据库平台的应用程序来说，BDE的功能都非常强大。如果你对此不满意，可以避开使用BDE以支持新的本地ADO组件。如果你没有装ADO，可以自己创建数据访问类或者购买第三方数据访问解决方案。此外，MIDAS使对数据源的多层访问更易于实现。而Microsoft的工
24、具(ODBC、OLEDB或者其他)从逻辑上来说趋向于支持Mi-crosoft自己的数据库和数据访问解决方案。（5）框架对设计和使用模式的扩充 这是一项经常被其他软件设计工具忽略了的重要功能。VCL是Delphi最重要的组成部分。在设计时操纵组件、创建组件、使用面向对象技术继承其他组件的行为，这些能力都是决定Delphi效率的关键因素。在许多场合，编写VCL组件都采用固定的00设计方法。相比之下，其它基于组件的框架经常过于死板或过于复杂。比如ActiveX控件具有和VCL控件相同的设计期性能，但却不能被继承以创建一个具有其他不同行为的新类。传统的类框架，如OWL和MFC，需要你有大量的内部结构知
25、识，而且如果没有RAD工具的设计期支持，其功能将会受到抑制。（6）无约定编程 与传统的Windows消息机制相比，Delphi的事件处理机制的最大优势在于所有的事件都是无约定的。对程序员而言，无约定就是指可以在事件处理程序中什么都不干。而在传统的Windows消息机制中，就不得不调用基类的消息处理程序，还要把信息回传给Windows。当然，Delphi的事件处理机制的无约定的编程方式可能无法对消息进行直接的灵活有效的处理，你要受制于谁引发了这一事件以及应用程序对这一事件要做出什么响应等。例如，可以在OnKeyPress处理程序中修改和取消击键，但onResize事件处理程序却只能提供这一事件已
26、发生的通知而无法进一步防止或控制尺寸的改变。不过，Delphi仍然允许在事件处理程序中直接处理Windows消息。只是这就不像事件处理机制那么简单，因为消息处理需要程序员对要处理的消息有详细了解。可以通过message这个关键字处理所有Windows消息。使用Delphi开发应用程序的好处是，你既可以用高级的、易于理解的方式来编程，也可以在需要时直接访问低层的信息。（7） Delphi的VCL消息系统 所有的Delphi类有一个处理消息的内置机理，称之为消息处理方法或者Message handlers。Message handlers的基本思想就是:类获取一些种类的消息，然后再分发(dis-p
27、atch)它们，由响应的处理函数或者过程进行处理(调用哪一个处理函数或过程取决于所接受的消息)。对于一个特殊的消息，如果没有一个指定的方法存在的话，则由一个缺省的消息处理。VCL定义了消息分发系统，该系统将所有的windows消息(包括用户定义的消息)传递给相应的对象，由各对象的消息分发系统进行处理。VCL对象用于接收消息的方法叫做MainWndProc()。通过MainWndProc()可以对消息进行任何特殊的处理。不过，一般情况下很少直接调用MainWndProc()来处理消息，除非不想让消息通过VCL的消息系统分发。从MainWndProc()返回后，消息被传递给对象的WndProc()
28、方法，这就是该对象的窗体过程，然后进入VCL的分发机构。分发机构使用Dispatch()方法把消息分发给一个消息句柄。消息到达该消息的处理句柄(Handler)后，经过该句柄的处理，这个消息处理过程就结束了。没有必要改变这个消息分发机理，所要做的只是产生一个消息处理方法或者句柄，即一个消息处理函数。（8）加速原型化 当对Delphi使用了一段时间后，即使你只是一个Delphi新手，你也会发现，用Delphi编写第一个项目就能马上获益:开发周期短、应用程序稳健。设计用户界面(UI)是许多windows程序员头疼的问题，而这恰好是Delphi的长处。用户界面的设计和程序的布局被称为原型化。在非可视
29、化的开发环境中，应用程序的原型化经常比真正实现程序的时间还要长。一个简洁直观、令人愉悦的用户界面是应用程序的一大部分。Delphi能够用它的自定义控件或自己开发的控件来快速建立您需要的用户界面。当你能熟练运用窗口、控件和事件响应方法以后，将发现过去要花很大精力的原型化工作现在大大简化了。同时，用Delphi开发的用户界面丝毫不比用传统的开发工具建立的用户界面逊色。在Delphi中你在设计期看到的往往就是最终的产品。2）SQL Sever2000介绍SQL Server 是一个关系数据库管理系统，它是Microsoft 公司推出的SQL Server 数据库管理系统的一个版本。该版本继承了SQL
30、 Server 7.0 版本的优点同时又比它增加了许多更先进的功能，具有使用方便,可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点，可跨越从运行Microsoft Windows 98 的膝上型电脑到运行Microsoft Windows 2000 的大型多处理器的服务器等多种平台使用。 SQL Server 2000 的特性包括： （1）Internet 集成。SQL Server 2000 数据库引擎提供完整的XML 支持。它还具有构成最大的Web 站点的数据存储组件所需的可伸缩性、可用性和安全功能。SQL Server 2000 程序设计模型与 Windows DNA 构架集成，用以开发 Web 应
31、用程序，并且SQL Server 2000 支持 English Query 和 Microsoft 搜索服务等功能，在Web 应用程序中包含了用户友好的查询和强大的搜索功能。 （2）可伸缩性和可用性。同一个数据库引擎可以在不同的平台上使用，从运行 Microsoft Windows® 98 的便携式电脑，到运行 Microsoft Windows 2000 数据中心版的大型多处理器服务器。SQL Server 2000 企业版支持联合服务器、索引视图和大型内存支持等功能，使其得以升级到最大 Web 站点所需的性能级别。 （3）企业级数据库功能。SQL Server 2000 关系数据
32、库引擎支持当今苛刻的数据处理环境所需的功能。数据库引擎充分保护数据完整性，同时将管理上千个并发修改数据库的用户的开销减到最小。SQL Server 2000 分布式查询使您得以引用来自不同数据源的数据，就好象这些数据是 SQL Server 2000 数据库的一部分，同时分布式事务支持充分保护任何分布式数据更新的完整性。复制同样使您得以维护多个数据复本，同时确保单独的数据复本保持同步。（4）易于安装、部署和使用。 SQL Server 2000 中包括一系列管理和开发工具，这些工具可改进在多个站点上安装、部署、管理和使用 SQL Server 的过程。SQL Server 2000 还支持基于
33、标准的、与 Windows DNA 集成的程序设计模型，使 SQL Server 数据库和数据仓库的使用成为生成强大的可伸缩系统的无缝部分。这些功能使您得以快速交付 SQL Server 应用程序，使客户只需最少的安装和管理开销即可实现这些应用程序。 3 需求分析3 需求分析3.1 引言近年来，基于作物生长模拟模型的农业专家系统研究与应用，逐渐受到人们的重视。基于过程的作物生长模拟模型，针对农作物生理生态特性，能动态模拟作物的生长发育和产量的形成过程，较准确地表达作物生长与环境因子变化之间的关系。传统的农业专家系统具有定性推理决策能力，而作物生长模拟模型较多地利用了系统的深层知识，具有良好的定
34、量计算和动态预测功能。因此，以模型为基础的定量分析与农业专家系统启发性知识的有机集成，能够有效实现专家系统不同知识“粒度”(granularJty)水平推理的相互补充。基于作物生长模拟模型的农业专家系统可充分发挥模拟模型的预测功能和专家系统的决策作用，使栽培管理知识化、定量化和科学化。近年来出现的虚拟植物生长技术，将植物的几何结构模型与具体的生理生态模型有机结合，可以在计算机上逼真地再现植物的生长过程，为探索植物生长机理提供了一个有效而又直观的途径。将虚拟植物生长技术引入农业专家系统，一方面可以利用虚拟植物生长模型的定量计算和预测能力，弥补传统农业专家系统侧重根据经验性知识进行定性推理的不完全
35、性，增强决策结果的有效性，另一方面，还可以利用虚拟植物生长模型的可视化功能，动态表达专家系统决策结果。3.2 可行性分析本课题的可行性分析可从以下四方面进行分析。3.2.1 经济可行性分析番茄是一类在中国广泛种植的经济作物，具有营养丰富、果菜兼用、适应性强以及外观美丽等特点，深受人们的喜爱。番茄的生长周期长，生长过程中受到的影响因素多，因而其栽培过程非常复杂，难于量化管理。另外，不同地区，由于气候的差异，其栽培方式也有所不同。因此，研制开发一套功能齐全、普适性好的基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统十分必要。结合目前国内外农业专家系统的研究现况，本研究尝试了虚拟植物生长模型与农业专家系
36、统知识模型的综合集成，设计并实现了一个基于虚拟植物生长模型的番茄生产管理专家系统原型。此软件主要服务于新疆番茄种植中施肥的各个环节，由该系统对番茄的不同生长期进行施肥决策与推荐，实现科学种田，以达到省水省肥减少用户的投资增加经济效益的主要目的。最终用户为番茄种植的技术人员。协调蔬菜生产的高产、高效和环境友好对水肥投入提出了很大的挑战，合理的养分管理策略是保证我国蔬菜产业可持续发展的重要前提之一。3.2.2 技术可行性分析开发任何一个基于计算机的系统，都会受到时间和资源上的限制。因此，在接受任何一个项目开发任务之前，必须根据客户可能提供的时间和资源条件进行可行性分析，以减少项目开发风险，避免人力
37、、物力和财力的浪费。开发该系统所使用的技术是Delphi和SQL Server 2000系统，这两大技术已发展成熟，基本没有技术上的难点。该系统数据库采用目前比较流行的SQL Server 2000，该数据库系统在安全性、准确性、运行速度方面有绝对的优势，并且处理数据库量大，效率高；开发工具采用Delphi7，Delphi7是目前应用最广泛的数据库系统开发工具，可以快速开发Windows应用程序。该系统具有很高的开发可行性，无论是从技术上或者经济上还是操作上。因此，可以设计基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统的数据流程图，建立数据字典。3.2.3 操作可行性分析该系统设计清晰，有良好的
38、用户界面，操作简洁，有完善的异常处理机制和提示信息机制，用户会感到所见即所得，因此操作方面可行。本系统采用的是基于Windows的图形用户界面，该系统是大家非常熟悉的操作系统，对于软件用户来说，可以非常轻松的上手。而整个加工番茄氮素优化管理精准控制系统采用的都是友好的交互界面，简洁明了，不需要造作人员对数据库进行深入的了解。由此可知该系统的操作是可行的，有必要开发该系统。3.2.4 法律上的可行性分析本系统为个人设计，在开发过程中没有涉及合同、责任等以及与法律相抵触的方面。因此，系统在法律上也是可行的。3.3 系统功能需求分析本软件是基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统，根据获取的地块
39、信息、计划产量、肥料参数、生长阶段、前茬作物、滴水期和肥料价格等来确定番茄的施肥量，而且计算出施肥成本和利润的方式向种植人员提供合理的施肥方案。软件最主要包括农田肥力养分信息管理和番茄施肥配方决策与推荐以及动态输出三个模块，具有较高的可靠性，安全性，可维护性。本软件应用于番茄的配方施肥中，本软件的配方结果供番茄技术人员在施肥过程中参考，由于各地的气候、土壤等会有不同，所以具体施肥方案应由技术人员根据具体情况更正后决定。软件需实现的功能如下：（1）加工番茄氮素优化管理智能推荐； （2）实现数据的导入和导出；（3）基本信息管理、报表打印、施肥推荐、统计查询和系统管理；（4）开发的氮素管理系统界面友
40、好，操作简便，实用性强。3.4 系统性能需求分析由于该软件主要服务于新疆番茄种植中施肥的各个环节，根据番茄的不同生长期进行施肥决策与推荐，从而实现科学种田，以达到省水省肥减少用户的投资增加经济效益的主要目的。该系统的最终用户为番茄种植的技术人员、普通农户和各级地方领导。所以该软件的应该具有良好的交互性，安全性，可靠性，可维护性，适应性，可移植性，从而达到智能决策施肥的效果。3.5 系统接口需求分析（1）用户接口软件使用向导模式和专家模式两种用户界面，提供鼠标输入和键盘快捷键输入如F1帮助、F2施肥推荐、养分平衡施肥推荐、最高用量施肥推荐、测土施肥推荐等。（2）内部接口使用三层结构体系：服务器端
41、使用远程数据模块，进行数据事务的处理，客户端内部使用数据模块，并且调用服务器的远程数据模块的接口进行数据事务的计算和应用。在数据库服务器和应用服务器都提供的连接。3.6 系统数据流图用一览表及框图的形式说明本系统的系统元素（各层模块、子程序、公用程序等）的划分，扼要说明每个系统元素的标识符和功能，分层次地给出各元素之间的控制与被控制关系，如图3-6数据流图所示。施肥推荐模块 . . .信息管理模块地块信息管理提供显示数据第一次滴肥施肥推荐模块地块养分信息管理提供计算数据第二次滴肥施肥推荐模块数据模块提供数据连接单位信息管理、用户和承包户映射管理存储编辑数据第六次滴肥施肥推荐模块施肥方案管理图3
42、-6系统数据流图3.7 人工处理过程在进行施肥推荐前用户必需手工输入自己的相应的地块面积和亩产量并填入前茬农作物。推荐时一定要填入自己的方案代号否则不予推荐，如果保存出现错误必须手工删除。3.8 系统总体流程图系统总体流程图如图3-8系统总体流程图所示。NYNY开始进入系统是否登录进到主界面登录系统是否是管理员进行管理员权限的各种操作进行普通权限的操作操作完成，退出系统结束图3-8系统总体流程图4 系统详细设计4 系统详细设计4.1 概述为改进传统农业的决策性能，动态表达其决策结果，提出了基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统的研究。介绍了系统的总体框架与功能模块，分析了系统实现的若干关
43、键技术，如开发工具、知识表示方法、知识库的构建等。系统综合运用推理、预测、可视化与解释等机制帮助用户设计氮素管理方案，可视化模拟和预测温室番茄的生长发育进程，更适合温室番茄栽培管理的实际需要。4.2 加工番茄氮素精准控制系统基本原理4.2.1 系统分析一个专家系统应该包括知识库、推理机、知识获取、人机交互接口四个方面。本系统以推荐施肥量计算结果作为基本的推理基础，以多年试验的结果作为修正依据，使结果精确实用。推荐施肥系统原理如图4-1所示。准备田块信息目标产量土壤养分信息番茄生长发育模拟模型番茄氮素吸收模型肥料类型选择所需养分总量肥料利用率模型土壤提供的养分需要补充养分量肥料补充的养分量氮素推
44、荐施用量田块信息肥料最佳施用模型施肥方案图4-1 推荐施肥系统原理图4.2.2 知识库的建立知识规则库，主要由当地的农业专家根据多年的经验和实验的结果，整理成一条条的知识。存入数据库中。土壤属性数据库，主要有土壤的类型，土壤的氮、磷，钾、有机质含量和养分吸收率。化学肥料数据库主要包括化肥名称、养分含量、化学性质、反应速度，适应范围，注意事项、酸碱性、化肥价格等。田块信息数据库，主要包括田块编号、面积、所属地、前两年平均产量等。系统总体框图如图4-2所示。系统图形化接口知识库（规则、事实）植物图库用户模型库管理模块生理生态模型库经验模型库知识库管理模块、推理机数据库数据库管理模块形态发生模型可视
45、化模型图4-2 系统总体框图4.2.3 推理机制系统采用正向推理，由用户首先给出一些初始数据，利用推荐施肥公式及参数表计算出原始施肥量。根据施肥规则，推出施肥方法。在此基础上，由用户选择肥料类型，根据各种肥料的化学成分含量，计算相应的需肥量。最后依据当季化学肥料价格和最优化理论得出最佳施肥量。4.3 系统功能结构图系统主要由基本信息管理模块、系统管理模块、施肥推荐模块、综合查询模块和帮助模块构成。系统功能结构图说明了本系统的基本设计概念和处理流程，尽量使用图表的形式。系统功能结构图4-3所示。基于WEB的加工番茄氮素优化管理精准控制系统研究用户登录基本信息管理番茄施肥推荐统计、报表承包户信息地
46、块管理养分信息单位管理密码设置权限设置决策推荐方式决策分析管理员操作员模型管理系统管理数据备份数据恢复实用工具连接设置数据的导入导出图4-3系统功能结构图4.3.1基本信息管理模块主要由承包户信息、地块信息、养分信息、单位信息、方案资料5个子模块组成。基本信息管理如图4-3-1所示。Y开始选择浏览的项目基本信息管理保存打印页面操作完成，退出系统结束图4-3-1基本信息管理承包户信息地块管理养分信息单位信息方案信息是否打印N1)地块信息管理：信息管理中选择地块信息可列出所有本单位基本地块信息，单击其中一条可以查看相应详细信息，在详细信息表单下面可以进行添加、删除、修改、打印和查询的操作并且记录之间的移动，该模块一般用户和管理员用户均可使用。地块信息管理中打印功能如图4-3-1-