农业病虫害远程诊断与知识呼叫中心系统

专家系统在农业上的应用

2010年6月

DOI:10.3969/.jissn.1000 1298.2010.06.030

农业机械学报

第41卷第6期

农业病虫害远程诊断与知识呼叫中心系统

李鑫星 傅泽田 张领先

1

1

2

*

(1 中国农业大学工学院,北京100083;2 中国农业大学信息与电气工程学院,北京100083)

摘要 设计了一套用于远程病虫害诊断的农业知识呼叫中心系统。该系统将呼叫中心技术与传统的专家系统相结合,采用呼叫中心的IVR流程自动调用专家系统知识库的实施方案,并将呼叫中心的CTI服务器和传统的数据库服务器、Web服务器配合使用,实现了借助电话网对农业病虫害进行远程诊断的功能;同时系统提供了知识浏览、案例查询等功能,能够满足不同信息化发展水平地区农民对病虫害防治知识及诊断的需求。

关键词:农业病虫害 远程诊断 呼叫中心 专家系统中图分类号:S431 9

文献标识码:A

文章编号:1000 1298(2010)06 0153 05

CallCenterSystemforAgriculturalKnowledgeBasedon

RemoteDiagnosisofPestsandDiseases

LiXinxing FuZetian ZhangLingxian

1

1

2

(1 CollegeofEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China

2 CollegeofInformationandElectricalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China)

Abstract

Inordertohelpthefarmerstoobtaintheagriculturalknowledgetopreventandcontrolthepestsanddiseasesaswellastocarryontheremotediagnosisbytelephone,acallcentersystemwaspresentedforagriculturalknowledgebasedontheremotediagnosisofpestsanddiseases.Basedontheunionofthecall

centertechnologyandthetraditionalexpertsystem,thissystemadoptedtheimplementationplanofcallcenterIVRflowtransferringtheexpertsystemknowledgebaseautomatically,andcoordinatedthecallcenterCTIserverthetraditionaldatabaseserverandWebservertoprovidethefunctionofcarriedontheremotediagnosisofagriculturalpestsanddiseaseswiththeaidofthetelephonenetwork;thesystemalsoprovidedthefunctionsofknowledgebrowsing,casegainingandexpertconsultation,andcouldsatisfythefarmers needstogaintheagriculturalknowledgeaswellastocarryontheremotediagnosis.

Keywords Pestanddisease,Remotediagnosis,Callcenter,Expertsystem

引言

随着信息技术及互联网的发展,农业病虫害诊断专家系统得到较快推广使用

[1~3]

特别是手机价格的下降和国家对!3G 网络推行的扶持,农村电话网络系统已基本形成。呼叫中心在农业领域方面的应用较少,不过呼叫中心技术本身已经相对成熟。本文基于电话网络系统将呼叫中心技术与农业专家系统结合起来,设计能够提供简单易学、及时快捷的系统服务和农业(包括农作物和养殖牲畜)病虫害远程诊断功能的呼叫中心系统。

。但是,由

于我国大部分农村地区计算机普及程度还较低,致使必须借助于互联网和计算机等基础的专家系统推广应用受到限制。与计算机相比,农村固定电话和手机的普及率很高,且仍在逐年递增;

收稿日期:2009-08-24 修回日期:2009-10-15*

!十一五 国家科技支撑计划资助项目(2006BAD10A07-02)

作者简介:李鑫星,博士生,主要从事农业系统与知识工程研究,E mai:llxxcau@http://doc.guandang.net通讯作者:张领先,,,ai:lzlx131@163.co

专家系统在农业上的应用

154农 业 机 械 学 报 2010年

1 系统设计

1 1 设计目标

将多年来国内专家对于农业病虫害知识的研究成果,与先进的通信网络和呼叫中心技术相结合,旨在提供一种高效的农业病虫害远程诊断手段。同时,满足广大农户能够借助于普及的电话网络系统及时获取病虫害防治知识的需要。1 2 功能模块设计

根据设计目标,设计出专家系统和呼叫中心平台2个功能独立又紧密结合的功能模块。如图1所示,虚线部分为专家系统,实线部分为呼叫中心平台,二者共用相同的知识库。知识库存储的知识决定了呼叫中心所能提供服务的类型,进而决定了整个呼叫中心系统的性质。因此,知识库的设计是整个系统的基础,它包括知识表示规则、存储知识的数据库以及病虫害诊断算法等。

法之一,其诊断结果通常只有2个,即:%成功:从知识库中检索到相同的案例。&失败:未能检索到相同的案例。模糊推理可以对案例检索方法进行有效的补充:计算用户提供的症状组合与知识库中案例

的相似度,只要相似度在一定范围之内,即使没能与案例完全匹配,也可成功作出诊断。相似度 的计算公式为

=

k=1#wW

kk

m

k

(3)

k

w#W

1

k=1

式中 wk 用户提供的症状组合中k个症状的权重

Wk 知识库案例中k个症状的权重

[5]

这样就将诊断结果修正为3个,即:%成功:从

知识库中检索到相同的案例( >0 95)。&成功但不够精确:从知识库中检索到相似案例(0 70 0 95)。(失败:未能检索到相关案例( <0 70)。当诊断结果为成功时,用户即可获得病虫害诊断结果及相关的防治方法。如为成功但不够准确时,系统会提醒用户提供的症状组合不够完整,请用户补充症状后重新诊断,用户也可选择不再补充,同样可获得病虫害诊断结果及相关的防治方法。为失败时,告知用户知识库中没有相关病虫害的案例,但若连续3次诊断都失败,系统将启动专家咨询的功能,将用户提供的症状组合发送给领域专家进行会诊。如专家确诊此组合确为一种病虫害,系统在将专家的诊断结果反馈给用户的同时,会将此案例加入知识库,以便后续诊断所用

[6]

图1 功能模块图

Fig.1Functionmodulestructureofthesystem

1 2 1 专家系统设计

对于诊断类专家系统的设计,诊断算法的优劣直接决定了整个专家系统的效率,因而诊断算法是系统的核心。系统将案例检索与模糊推理相结合,设计出适合呼叫中心系统应用的诊断算法,现以棉花疾病诊断为例介绍此诊断算法。

系统结合农业病虫害知识表示的特点,选择产生式规则表示方法,如在知识库中棉花立枯病的记录为:E={幼苗出土前出现红褐色腐烂W1}and{幼苗萎倒或枯死W2}and{幼茎出现凹陷缢缩W3}and{茎基湿生粉红色黏液W4}THEN立枯病WITHW。其中,Wj(j=1,2,3,4)为第j个症状在这个推断案例的过程中所占的权重,其计算公式为

Wj=P(sj)

4x=1

[4]

。

1 2 2 呼叫中心平台设计

在对专家系统、病虫害知识数据资料分析的基础上,将基于VOIP的呼叫技术应用到农业知识浏览及病虫害防治咨询服务,开发适合于农户应用的病虫害知识呼叫中心系统。

农业病虫害知识呼叫中心系统平台将专家系统模块嵌入,作为后台的知识库。而在病虫害案例检索过程中所需的索引和关键字可直接由用户按键选择,或由座席人员通过用户的语音,手工录入关键字。一旦检索出相应案例,用户可继续根据语音提示,按键选择定位到该病例的防治方法(在设计病虫害诊断过程时,已将每种病虫害的防治方法录入后台数据库)。

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