智能農業論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能農業論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ

英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ

1“數字農業”的內涵…………………………………………………………1

2國外“數字農業”關鍵技術發展與應用……………………………………………1

2.1美國………………………………………………………………………………………1

2.2英國………………………………………………………………………………………2

2.3德國………………………………………………………………………………………2

3我國發展“數字農業”的緊迫性…………………………………………………2

4“數字農業”的發展趨勢………………………………………………………………3

4.1農業生產全流程智能化將逐步成為現…………………………………………………3

4.2農產品流通電商化發展將更加迅猛……………………………………………………3

4.3農業多元化公共服務將更加完善………………………………………………………4

5 “數字農業”的實踐策略……………………………………………………………4

5.1實現農業農村業務數字化和可視化……………………………………………………4

5.2推動數字農業技術創新…………………………………………………………………5

5.3提高農業農村經營管理數字化水平…………………………………………………5

結語…………………………………………………………………………………………6

致謝………………………………………………………………………………………7

參考文獻……………………………………………………………………………………8

摘 要

數字農業是將信息作為農業生產要素，用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合，對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。本文總結了國外“數字農業”關鍵技術發展與應用,結合我國發展數字農業的緊迫性與當前數字農業的發展趨勢,對我國“數字農業”的發展提出了幾條實踐策略。

關鍵詞：數字農業；農業信息化；發展策略

Abstract

Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.

Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy

淺析“數字農業”發展趨勢與策略

1“數字農業”的內涵

“數字農業”是農業數字經濟的重要實踐。當前，學術界和工業界尚未能夠對數字農業形成統一的定義。通用名稱包括信息農業，精確農業，“ Internet + 農業”等等。本文中提到的數字農業基于農業信息化，在農業鏈的所有環節中都強調了下一代信息技術的重要作用，代表了農業產業的新視野?，F代農業與信息化的緊密結合使可以充分利用數字技術。數字技術在促進農業發展方面發揮著重要作用，并且不斷的提高現代農業產業的數字化水平，支持農村戰略的實施。

2國外“數字農業”關鍵技術發展與應用

2.1美國

美國完善的農業產業基礎和數字技術體系促進農業發展。美國數字農業發展建立在農業生產高度專業化、規?；?、企業化的基礎上，已經建成了完善的現代農業技術應用與管理系統。自20世紀90年代起，美國已開始應用數字農業技術，包括應用遙感技術對作物生長過程進行檢測和預報、在大型農機上安裝GPS設備、應用GIS處理和分析農業數據等，對大田作物進行生產前、中、后期的全面監測與管理。在21世紀初已經實現“3S”技術、智能機械系統和計算機網絡系統在大農場中的綜合應用，智能機械已經進入商品化階段。如JohnDeere公司的“綠色之星”精準農業系統，基于物聯網技術與“3S”技術搭建的新型精準農業管理系統，用以進行精細農作、農機管理、農藝管理和計劃管理，可繪制農場產量的“數字地圖”，在機械化生產大農場中的市場占有率達到了65％以上。在大數據、物聯網等數字技術飛速發展的助推下，美國數字農業技術已與農業生產的產前、產中、產后形成緊密銜接，應用范疇覆蓋從作物生長的微觀監測到宏觀農業經濟分析。此外，美國也已形成完善的技術服務組織網絡，美國服務類企業與公益機構可為經營主體提供較為完善的技術服務，例如美國農業技術服務組織（FSA）為農民提供豐富的信息。

2.2英國

英國信息化技術應用助推精準農業。信息化技術推動英國農業向數字化、智能化、精準化的方向發展。英國農村地區信息化基礎設施完備，互聯網、4G信號已實現基本覆蓋。在此基礎上，精準農業技術得以實現在農業的全方位應用，如借助遙感技術進行作物生產監測與產量預報、農業資源調查、農業生態環境評價和災害監測等；英國Massey Ferguson公司研發的“農田之星”信息管理系統，借助傳感識別技術和GPS技術能夠更為精準地進行種植和養殖作業、數據記錄分析和制定解決方案；智能機械已基本裝備衛星定位系統、電腦控制和軟件應用系統，能夠根據不同位置、不同質量的地塊情形實現自動化、精準化、變量化作業，同時可以采集作物信息用以制作電子地圖和調整生產策略。2013年英國啟動《農業技術戰略》，提出了應用大數據、物聯網技術和智能技術進一步發展精準農業，從而提升農業生產效率，如借助GateKeeper專家系統提供輔助決策和農場管理、LELY擠奶機器人等智能化設備在養殖場中的應用、自動感知技術在施肥施藥機械上的應用、二維碼技術在農產品產銷環節的廣泛應用等。

2.3德國

德國關鍵技術與設備的積極研發與推廣。在歐盟農業共同政策對數字農業的支持下，德國積極發展高水平數字農業，在農業生產高度機械化的基礎上，建立完善的計算機支持和輔助決策系統，提供數字農業綜合解決方案。德國投入大量資金與人力支持數字農業核心技術與智能設備研發，并由大型企業牽頭，如德國拜耳公司投資2 億歐元支持數字農業布局，已在60多個國家提供數字化解決方案，并旗下Xarvio品牌推廣數字農業，通過XarvioScouring識別系統高效識別和分析作物生長和病蟲害信息，幫助農民優化田塊單獨管理和農田統籌優化。擁有百年歷史的德國農業機械制造商CLAAS集團結合第四代移動通信技術和傳感器技術，實現收割過程的全面自動化。

3我國發展“數字農業”的緊迫性

今年雖然受到疫情影響，但我國大部分農產品仍然是一個“大年”，怎樣解決需求下降、部分市場關閉、物流受阻等難題，把農貨順利賣出去，讓農民實現豐產又豐收？加速數字農業發展是不二法門。

農業長期保持著傳統形態，技術進步一直較慢，特別是進入信息化時代后，農業技術滯后帶來的產業發展差距愈發顯著。隨著數字經濟的興起，越來越多的領域引入互聯網、大數據、人工智能等技術，實現了智能化、數字化重塑，生產率大幅度提高。2019 年，我國服務業、工業數字經濟滲透率分別為 37.8%、19.5%，但農業只有 8.2%，數字化改造的空間很大，需盡快趕上信息社會的發展步伐。

農業數字化轉型是農業現代化的必然選擇，也是破解目前農業難題的一劑良方，瞄準這個主攻方向，無疑將為農業高質量發展提供新動能，給予農民更多獲得感。對廣大農民來講，農產品銷售難的問題最頭疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尷尬?？梢哉f，農業數字化水平滯后，農產品質量不穩定、難以標準化、產銷信息不對稱等是導致農產品銷售難的主因。顯然，加快技術與傳統農業的融合，打造數字農業，對產業鏈進行全方位的數字化改造，使得傳統農業脫胎換骨，插上科技的翅膀騰飛，已成為農業發展新趨勢。

4“數字農業”的發展趨勢

4.1農業生產全流程智能化將逐步成為現實

物聯網技術在現代農業生產設施和設備領域中的應用極大地提高了現代農業生產設施和設備的數字和智能水平，實現了整個農業生產過程的數字化控制，實現了農業智能化生產和管理。它可以解決由托管服務流程引起的一系列問題。在種植業中，重點是如何精確控制生產環節，例如育苗，播種，施肥，灌溉和病蟲害防治。當前，荷蘭，日本，以色列和其他國家正在使用大數據，人工智能和信息技術來促進數字化，精確化和智能化作物種植的發展。

4.2農產品流通電商化發展將更加迅猛

電子商務的飛速發展為農產品流通提供了新的平臺和基礎。例如，美國著名的新鮮食品電子商務公司LocalHarvest是一個平臺，該平臺整合了有機農業的上下游，并連接了中小型農場和消費者。LocalHarvest平臺基于從相關農場收集的基本信息來支持地圖搜索系統，使消費者能夠搜索本地社區周圍的農場并購買難以保存的新鮮農產品，例如蔬菜和禽蛋。農產品在快速物流系統下，可以快速送到消費者家中，從而大大提高農產品物流的效率和質量。

值得欣喜的是，近年來，全國各地與各大電商平臺紛紛投入大量資源，重構產業鏈，培植人才，發力促進農產品上行。以河北省為例，近年來積極引入農業電商龍頭企業，與阿里巴巴、京東、拼多多等電商平臺開展合作，持續在直播助農、農產品品牌孵化、新農商人才培養等領域，合力打造河北數字農業“新基建”?？梢钥吹剑么髷祿头植际饺斯ぶ悄芗夹g匹配優化資源，將需求傳導給供給端，有效緩解了供需信息不對稱造成的產銷脫節。在互聯網科技力量的加持下，傳統農業的“痛點”也得到有效解決，進一步打開了農產品從田間到餐桌的通路。

隨著電商農產品銷量的快速增長，廣大農民亦受益匪淺，農業生產模式發生重大變化，以需求引導生產、訂單式農業逐漸成為主流，精準種植、數字營銷提升了農民收入水平，促進更多農民融入數字農業的場景里。以往很多滯銷農產品位于貧困地區，數字農業重塑產業鏈，幫助貧困戶掌握技術、融入市場，實現了造血扶貧。實踐證明，此種創新扶貧模式具有很強的活力。比如，拼多多的“農地云拼”模式得到國務院扶貧辦的肯定，榮獲了今年的“全國脫貧攻堅組織創新獎”。截至 2019 年底，拼多多平臺直連的農業生產者超過 1200 萬人，累計帶貧人數超百萬。

4.3農業多元化公共服務將更加完善

通過將移動互聯網和大數據等頂尖技術運用在農業公共服務，農業服務也更加便利和靈活。這也是數字農業發展的重要趨勢。一些國家為了促進數字農業的發展，在農業信息化和農業公共服務方面做出了很多努力。

5 “數字農業”的實踐策略

5.1實現農業農村業務數字化和可視化

加快建立涵蓋農業資源，農村產業，生產管理，產品質量，農業機械設備和農村治理的數據庫。利用地理空間信息技術和遙感技術整合空間數據，獲取耕地資源，漁業水資源，糧食生產功能區，現代化農業園區，特色農產品優勢區，特色鮮明的農業村莊，生產經營實體，村莊分布等數據。地圖存儲在數據庫中，使農業和農村資源數據立體化。通過集成的農業調度系統，現場定點監控系統，集成的遙感信息，無人機觀測和地面傳感器網絡，可以建立農作物的空間分布。通過農作物的空間分布，重大自然災害和其他動態空間圖，形成了一個一體化的全域地理信息圖，為農業生產和管理的科學指導奠定了堅實的數據基礎。

5.2推動數字農業技術創新

創新，始終是鄉村振興的內生動力。要實現鄉村振興，離不開“數字農業”助力。手機變成新農具、直播成了新農活、數據成為新農資，隨著農業新業態新模式競相涌現，數字經濟發展紅利惠及三農必將更加給力，而農業信息技術已然成為數字農業發展的關鍵支持。未來依靠農業科學院和大學等農業科學研究和技術開發機構來充分發揮農業科技企業作為創新主題的作用，促進數字農業領域的“產學研”合作，并著重于先進技術和核心技術。為了提高對關鍵技術的了解和研發，精確操作和智能決策的數字化管理，智能設備的變量修改和應用，農產品的靈活處理，區塊鏈等技術，3S 加速，智能識別，模型仿真，智能控制和其他軟件和硬件產品數字農業的綜合應用，了解數字農業技術標準和規范體系的建立，數字農業技術創新以及應用服務系統的持續改進。

5.3 提高農業農村經營管理數字化水平

當前，就中國電子政務項目的發展而言，農業部門中的電子政務服務水平不能完全滿足領導決策應用程序和公共商務應用程序的功能要求。農業信息服務的總體水平有待進一步提高。同時，這意味著中國農業信息服務具有巨大的發展和利用空間。因此，有必要進一步擴大移動互聯網技術，云計算，大數據等先進技術在農業信息服務領域的應用，并通過建立靈活，便捷，高效，透明的農業生產經營管理體系，為農民提供更多便捷和信息服務。在信息公開，政府公共關系，信息服務，辦公室工作等方面，充分利用農民信箱和便攜式農業和農村地區的服務功能，提高了園藝，畜牧，水產品，田間管理和智能化管理水平。著眼于整個農業產業鏈的要求，以提高勞動生產率，研究和推廣適用于不同地形和環境的農業機械，并進一步促進農業“機器換人”。

結 語

數字農業的發展實現了對農業生產的自動，精確控制，智能和科學管理，提高了農業的可控性，降低了生產成本，并減少了環境污染，使農業向精準，環保和可持續的方向發展。此外，農村電子商務的發展可以有效克服農業產業化經營的不利因素，可以簡化交易聯系，提高交易效率，降低成本，消除農民對庫存余額的擔憂，并縮短生產周期。努力為農民提供更多的商機。由于時間和空間的限制，內容的選擇空間也越來越廣，這對于提高農業生產經營管理人員的科學文化素養具有重要意義。

致 謝

在這篇論文的撰寫過程中，我遇到了很多的困難和障礙，但都在老師、領導、同事、同學和朋友的幫助下順利解決了。尤其要強烈感謝周波老師在千里之外給我們線上授課進行指導和幫助，不厭其煩地為我們解答疑問、傳授知識，讓我非常感動，在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝!

同時也要感謝這篇論文所涉及到的各位學者，本文引用了數位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發，我將很難完成本篇論文的寫作。

同時也要感謝我的領導、同事、同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供給我很大的幫助。由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友不吝批評與指教。

參考文獻

[1] 周清波 , 吳文斌 , 宋茜 . 數字農業研究現狀和發展趨勢分析 [J].中國農業信息 ,2019,30(01), 第 5-13 頁 .

[2] 施威 , 曹成銘 .“互聯網 + 農業產業鏈”創新機制與路徑研究 [J].理論探討 ,2019(06), 第 110-114 頁 .

篇(2)

 

就硬件來說，自主導航涉及高運算能力，測距法，傳感技術(譬如：全球定位系統，激光測距儀，超聲波，紅外傳感技術)和3D地圖。從軟件的角度看，自主導航涉及圖像識別、色彩、特征、形狀、障礙物信息收集以及為判斷制定提供持續的統計分析。而這種技術未來在醫療、制造、能源、農業、環境或空間探索等領域都將起到主要作用。

 

在醫療領域，人工智能和圖像處理會成為醫療診斷和外科手術的關鍵工具。計算算法能幫助識別受損的組織器官，并預測在一個生命周期中可能會出現什么情況。機器在處理大量的信息時表現會更好，在健康醫療領域提供多一種診斷方法可能會成為“實際上的標準”。隨著機器人的敏捷度和準確性的提高，及其在高難度手術中可以輔助外科醫生，未來手術治療的效果將變得更好。

 

在制造業，圖像處理技術將會重新構造現有的生產方案。隨著計算機視覺的敏捷度變得更高，有望誕生新的生產模式和組裝線/拆卸線。這些新的模式很可能補足工廠的勞動力，對于工廠的工作內容，機器人更適合從事生產類的工作，而人類更適合做質量檢驗、管理、產品設計和創新。

 

在能源領域，計算機技術也能發揮很多作用。隨著可再生能源成為現實，我們同樣需要在全球范圍內為發電/能源轉換和配電網建設基礎設施。這里應用的概念是分散化(從更多不同的來源收集更多不同種類的能源)。我們將應用人工智能，模式識別和決策算法控制能量流，并解決發電商和用戶之間信息不對等的問題。這種高效的能源管理方式(智能電網)有可能擴大能源的來源，最終降低發電/能源轉換/用電的成本。

 

農業是另一個受人工智能影響很大的領域。隨著世界人口的不斷增加，我們需要尋找新的食物生產方式。舉個例子，自動駕駛車輛的技術可以轉化為能應用在農業領域的自動行走車。人工智能和圖像處理技術能幫助實現拖拉機的自動控制，令其不間歇地在農場根據農作物生產情況執行灌溉、施肥、投放農藥等任務。播種和灌溉將會成為自動農用機器的日常工作，同理，無人飛行器(UAVs)將在未來應用于農業檢查、處理和制圖。這些技術進步將促使農業的成本下降，從而降低糧食價格。

 

在航天機器人方面，太空探索的自動化程度將提高，這將使軌道機器人得以協助宇航員完成更多任務，譬如發射衛星，開啟/關閉艙門或設備清洗等。

 

同樣，機器人也可能成為廢料收集和回收利用的重要工具。應用機器人和人工智能技術將使公園、甚至是海洋或其他區域的清潔成為現實，這樣的功能會對環境產生積極影響。

 

看到這里，大家應該知道，當我們進行自主導航的研究時，受益的不僅是自動駕駛汽車，實際上，也在推動機器人和人工智能技術延伸到人類生活的其他方面。

 

作者：Antonio Espingardeiro 來源：計算機世界 2013年38期

篇(3)

〔關鍵詞〕知識圖譜；專家系統；發展軌跡

DOI：10．3969／j．issn．1008－0821．2012．02．040

〔中圖分類號〕G250.71 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008－0821（2012）02－0159－08

Knowledge-based Expert System Development Overview MapLiao Yi

（Political Department，National University of Defense Technology，Changsha 410073，China）

〔Abstract〕Artificial intelligence expert system is the most important and most active areas of an application,which implements the artificial intelligence research from theory to practice,turning from the general reasoning strategies of a major breakthrough in the use of expertise.This chronological order,the expert system into the 1980s before the 1980s,1990s,2000,after four stages.Articles using bibliometric methods,analysis of the expert system development process,development and trends,pointing out that the current phase is the development of expert systems,expert systems into a variety of commercial operation,need to address the knowledge acquisition bottleneck,matching conflicts and other issues for expert systems to understand and master the subject structure,evolution,development and so provide an unique perspective and knowledge.

〔Key words〕knowledge maps;expert systems;the development trajectory

專家系統作為人工智能的一個重要分支，發展已經超過50年，在很多應用領域都獲得了廣泛使用，取得了豐碩成果。本文運用文獻計量這一獨特視角對專家系統進行了再回顧和再分析，將智能科技劃分為初創期、成長期、低谷期、發展期，利用詞頻分析、共引分析、作者共現分析等方法揭示專家系統的學科結構、影響程度、關鍵節點與時間點等重要而獨特的知識，為了解和掌握專家系統的發展與演化過程提供了獨特視角。

1 數據來源

SCI（Science Citation Index）是美國科學情報研究所ISI（Institute for Science Information）出版的期刊文獻檢索工具，所收錄的文獻覆蓋了全世界最重要和最有影響力的研究成果，成為世界公認的自然科學領域最為重要的評價工具。本文以Web of Science中的SCI數據庫為數據來源，選用高級檢索方式，以“Expert System/Experts System”作為主題詞，于2011年5月在Web of Secience中進行檢索，一共檢索到14 500篇相關文獻記錄。獲得的年度分布如圖1。所示。雖然，專家系統研究從20世紀五六十年代就開始了，但是從圖1可以看出直到1982年才有主題詞與專家系統相關的論文出現。圖1表明1991年左右，專家系統相關論文達到了峰值，但隨后呈逐年下降的趨勢。到1999年，只有494篇。但21世紀開始，專家系統相關論文又出現了增加的趨勢，并維持在一個穩定的水平中。圖1 專家系統在SCI數據庫文獻發表年度變化情況

2012年2月第32卷第2期基于知識圖譜的專家系統發展綜述Feb.，2012Vol.32 No.22 專家系統前40年的發展

本文利用基于JAVA平臺的引文分析可視化軟件Citespace，首先設定時間跨度為1950-1991年，時間切片長度為1年，聚類方式為共被引聚類（Cited Reference），閾值選擇為（2，2，20）、（3，3，20）、（3，3，20）。Citespace得出這些引文的時間跨度為1950－1990年，可以繪制出該時間段的專家系統論文時區分布圖，如圖2所示。我們以年代先后為序，將20世紀80年代以前作為第一階段，80年代至90年代作為第二階段。圖2 1950-1991年各年度專家系統論文之間的時區分布圖

2.1 專家系統起源時期

根據圖2顯示，這段時期有7個突出節點，既有7位代表人物。第一個節點代表的是“人工智能之父”――英國著名科學家阿蘭?麥席森?圖靈（Alan Mathison Turing），他于1950年在《心靈》雜志上《計算機器與智能》，提出了著名的“圖靈測試”，探討了機器智能的可能性，為后來的人工智能科學提供了開創性的構思［1］。

第二個節點代表的是美國工程院院士、加州大學扎德（LA.Zadeh）教授，他于1965年在《信息與控制》雜志第8期上發表題為《模糊集》的論文，提出模糊集合理論，給出了模糊性現象定量描述和分析運算的方法，從而誕生了模糊數學。1978年，扎德教授提出了“可能性理論”，將不確定性理解為可能性，為模糊集理論建立了一個實際應用上的理論框架，這也被認為是模糊數學發展的第二個里程碑。同年，國際性期刊《International Journal of Fuzzy Sets and System》誕生，這使得模糊理論得到普遍承認，理論研究高速發展，實際應用迅速推廣。

第三個節點代表的美國兩院院士、卡內基-梅隆大學教授艾倫?紐厄爾（Allen Newell），1972年，他出版了《人怎樣解題》（Human Problem Solving)一書，書中描述了他和西蒙試圖建立一個計算機化的“通用問題求解器”的歷程：20世紀50年代，他們發現，人類的問題解決，在一定知識領域內可以通過計算機實現，所以他們開始用計算機編程來解決問題，1956年，他們研發出了邏輯理論家和通用問題求解器（General Problem Solver），并建立了符號主義人工智能學派。我們可以看出，這本書是對他以前所作工作的總結與歸納，而邏輯理論家和通用問題求解器正是專家系統的雛形，為專家系統的出現奠定了堅實的基礎。

但是艾倫?紐厄爾的嘗試無法解決大的實際問題，也很難把實際問題改造成適合于計算機解決的形式，并且對于解題所需的巨大搜索空間也難于處理。為此，美國國家工程院院士、斯坦福大學教授費根鮑姆（E.A.Feigenbaum）等人在總結通用問題求解系統成功與失敗的經驗基礎上，結合化學領域的專門知識，于1965年研制了世界上第一個專家系統dendral，可以推斷化學分子結構。專家系統進入了初創期，其代表有dendral、macsyma（數學專家系統）等，第一代專家系統以高度專業化、求解專門問題的能力強為特點，向人們展示了人工智能應用的廣闊前景［2］。

第四個節點代表人物是美國麻省理工學院著名的人工智能學者明斯基（Minsky）。1975年，他在論文《表示知識的框架》(A Framework for Representating Knowledge，McGraw-Hill)中提出了框架理論，框架理論的核心是以框架這種形式來表示知識。理論提出后，在人工智能界引起了極大的反響，并成為了基于框架的專家系統的理論基礎，基于框架的專家系統適合于具有固定格式的事物、動作或事件。

第五個節點代表人物是美國普林斯頓大學教授格倫謝弗（Glenn Shafer），他在1976年出版了《數學理論的證據》（A mathematical theory of evidence）一書，介紹了由他和Dempster于1967年提出的D-S理論（即證據理論）。證據理論可處理由不知道因素引起的不確定性，后來，該理論被廣泛應用于計算機科學和工程應用，是基于D-S證據理論的專家系統的理論基礎。

第六個重要節點代表是美國斯坦福大學愛德華?漢斯?肖特利夫（Shortliff EH）教授，他于1975年在著名雜志《數學生物科學》上發表《A model of inexact reasoning in medicine》（《在醫學模型的不精確推理》）一文，他結合自己1972－1974年研制的世界第一個醫學專家系統――MYCIN系統（用于診斷和治療血液感染及腦炎感染，是第二代專家系統的經典之作），提出了確定性理論，該理論對專家系統的發展產生了重大影響。

第七個節點代表人物是美國麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室的戴維斯（Randall Davis）教授，他于1976年提出元知識的概念，并在專家系統的研制工具開發方面做出了突出貢獻――研制出知識獲取工具Teiresias，為專家系統獲取知識實現過程中知識庫的修改和添加提供了工具［3］，關Teiresias，他于1977年在《Artificial Intelligence》雜志上中進行了詳細介紹，而這也為本時期專家系統的快速增多和廣泛應用奠定了堅實基礎。

20世紀70年代后期，隨著專家系統應用領域的不斷開拓，專家系統研發技術逐漸走向成熟。但同時，專家系統本身存在的應用領域狹窄、缺乏常識性知識、知識獲取困難、推理方法單一等問題也被逐漸暴露出來。人們從各種不同類型的專家系統和知識處理系統中抽取共性，人工智能又從具體研究逐漸回到一般研究。圍繞知識這一核心問題，人們重新對人工智能的原理和方法進行探索，并在知識的獲取、表示以及知識在推理過程中的利用等方面開始出現一組新的原理、工具和技術。

2.2 專家系統發展的黃金時期

20世紀80年代是專家系統突飛猛進、迅速發展的黃金時代，根據圖2顯示，這段時期共有論文982篇，有7個突出節點。

1980年，出現了第一個節點代表――美國斯坦福大學計算機科學系系主任尼爾森（NILS J.NILSSON），他出版的《人工智能原理》（《Principles of artificial intelligence》）一書，表明了拉近理論和實踐的距離的目標，書中對基于規則的專家系統、機器問題解決系統以及結構對象的代表等都進行了具體的論述。

1981年，出現了第二個節點代表――英國赫特福德大學教授Clocksin，威廉F，他出版的《PROLOG語言編程》一書，引起了計算機科學界的極大興趣，并已被證明是一個重要的編程語言和人工智能系統的新一代基礎，是專家系統的重要編程語言。

1982年，出現了第三個節點代表――美國匹茲堡大學教授米勒（Miller RA），他在《英格蘭醫藥分冊》上發表了《基于計算機的醫學內科實驗診斷顧問》（An Experimental Computer based Diagnostic Consultant for General Internal Medicine.N Engl J Med,307,468-76,1982）一文，屬當時診斷專家系統的代表力作，書中介紹了著名的內科疾病診斷咨詢系統INTERNIST-1，之后將其不斷完善成改進型INTERNIST-2，即后來的CADUCEUS專家系統，其知識庫中包含了572種疾病，約4 500種癥狀。

1983年，出現了第四個節點代表――美國的海斯羅斯（Hayes-Roth，F）教授，他于1983年發表著作《建立專家系統》，對專家系統建立的原則和要素、開發的生命周期等重要問題進行了詳細講解，為研究與開發各種類型的專家系統提供了理論依據。

1984年，出現了第五個節點代表――美國匹茲堡大學計算機科學、哲學和醫學教授布魯斯?布坎南（Bruce G.Buchanan），他于1984年發表著作《規則的專家系統：斯坦福啟發式編程項目Mycin實驗》（《Rule Based Expert Systems:The Mycin Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project》，這是有史以來關于醫療診斷系統MYCIN的實驗規則庫公布。基于規則的專家系統MYCIN是專家系統開發過程中一個里程碑，研究其開發思路與方法具有非常重要的意義。

1985年，出現了第六個節點代表――美國人工智能專家、加州大學教授哈蒙（Harmon P），他出版了《專家系統：人工智能業務》（《Expert systems：artificial intelligence in business》）一書。書中闡述了專家系統如何解決問題，代表知識，并得出推論，并介紹了人工智能的具體制度，確定了專家系統的市場。

1986年，出現了第七個節點代表――著名的專家系統學者沃特曼（Waterman DA），他出版了《專家系統指南》一書，該書對專家系統的概念、組成、建立過程、建立工具、應用領域等做了深入淺出的系統介紹與論述，是當時全面介紹專家研發與應用的經典書籍。

20世紀80年代初，醫療專家系統占主流，主要原因是它屬于診斷類型系統且容易開發。80年代中期，出現大量投入商業化運行的專家系統，為各行業帶來了顯著的經濟效益。從80年代后期開始，大量新技術成功運用到專家系統之中，使得專家系統得到更廣泛的運用。在這期間開發的專家系統按處理問題的類型可以分為：解釋型、預測型、診斷型、設計型等。應用領域擴展到農業、商業、化學、通信、醫學等多個方面，成為人們常用的解決問題的手段之一。

然而，與此同時，現有的專家系統也暴露出了自身嚴重的缺陷，使不少計算機界的知名學者對專家系統產生了懷疑，認為專家系統存在的問題有以下幾點：（1）專家系統中的知識多限于經驗知識，極少有原理性的知識，系統沒有應用它們的能力；（2）知識獲取功能非常弱。為了建造專家系統，必須依賴于專家獲取知識， 不僅費時， 而且很難獲取完備性和一致性的知識；（3）求解問題的方法比較單一，以推理機為核心的對問題的求解尚不能反映專家從認識問題到解決問題的創造性過程；（4）解釋功能不強［4］。等到學者們回過頭重新審視時，20世紀90年代的專家系統理論危機已然爆發。

3 90年代專家系統向多個方向發展

由于20世紀80年代專家系統研究迅猛發展，商業價值被各行各業看好，導致90年代大批專家系統從實驗室走出來，開始了它們的工程化市場化進程。從圖1看以看出，在20世紀90年代，專家系統的相關論文不增反減，進入一個局部低谷期，這期間以“Expert System/Experts System”為主題詞的論文共7 547篇。本文利用Citespace軟件，設置參數為（4，4，20）（4，3，20）（4，4，20），獲取了該時期論文的引文聚類圖（如圖3所示）。圖2 專家系統1990－2000年的論文引文聚類圖

從圖3中我們可以看出，全圖的節點比較分散，沒有形成大的聚類，這表示該階段沒有形成重點研究方向，也沒有重大科研成果和標志性著作產生，專家系統的市場化進程嚴重牽引了研究者們的注意力，這是專家系統研究陷入低谷期的重要原因。

這段時間專家系統的研究工作大致分以下幾個方面：第一個研究方向依舊是建立在扎德（LA.Zadeh）教授模糊理論上的模糊專家系統，它同樣是該年代專家系統研究的重點方向。

第二個研究方向是骨架專家系統，代表人物有美國斯坦福大學的愛德華?漢斯?肖特利夫（Shortliff EH）教授。1974年末，MYCIN系統基本建成后，MYCIN的設計者們就想到用其它領域的知識替換關于感染病學的知識，可能會得到一個新的專家系統，這種想法導致了EMYCIN骨架系統的產生。EMYCIN的出現大大縮短了專家系統的研制周期，隨后，AGE、OPS5、KEE、KBMS、GESDE等骨架系統應運而生，它們在20世紀90年代專家系統的研究進程中，發揮著重要作用。

第三個研究方向是故障診斷專家系統，代表人物有美國麻省理工學院的蘭德爾?戴維斯（Randall Davis）教授。他于1984年在《人工智能》雜志上發表了《基于結構和行為的診斷推理 》（《Diagnostic Reasoning Based on Structure and Behavior》）一文，該論文描述了一個利用知識結構和行為，在電子電路領域進行故障診斷排除的專家系統。之后，故障診斷專家系統在電路與數字電子設備、機電設備等各個領域已取得了令人矚目的成就，已成為當今世界研究的熱點之一。

第四個研究方向是基于規則的專家系統，布魯斯?布坎南（Bruce G.Buchanan）的著作對基于規則的專家系統在這個時期的發展仍有著積極的指導作用。多種基于規則的專家系統進入了試驗階段。傳統基于規則的專家系統只是簡單的聲明性知識，而目前，規則的形式開始向產生式規則轉變，并趨向于提供較完善的知識庫建立和管理功能。

第五個研究方向是知識工程在專家系統中的運用。代表人物是美國斯坦福大學的克蘭西教授（Clancy W J），他于1985年在《人工智能》雜志上發表了重要論文《啟發式分類》（《Heuristis classification》），啟發式分類即對未知領域情況的類的識別過程。它是人類思維解決問題的重要方法，在人工智能、專家系統中可常用啟發式設計計算機程序，模擬人類解決問題的思維活動。

第六個研究方向是機器學習在專家系統中的運用。代表人物是機器學習領域前輩、澳洲悉尼大學著名教授John Ross Quinlan。他于1986年在《機器學習》（《Mach.Learn》）雜志上發表《決策樹算法》（《Induction of Decision Trees》）一文，文中他詳細描述了決策樹算法的代表――ID3算法。之后，有大量學者圍繞該算法進行了廣泛的研究，并提出多種改進算法，由于決策樹的各類算法各有優缺點，在專家系統的實際應用中，必須根據數據類型的特點及數據集的大小，選擇合適的算法。

第七個研究方向是神經網絡專家系統，代表人物有人工智能專家Stephan I.Gallant和美國加利福尼業大學教授巴特?卡斯科（Bart Kosko）。Gallant于1988年在《ACM的通信》上發表了《連接主義專家系統》（《Connectionist expert systems》）一文，文中講述Gallant 設計了一個連接主義專家系統（Connectionist expert system），其知識庫是由一個神經網絡實現的（即神經網絡知識獲取），開創了神經網絡與專家系統相結合的先例。

第八個研究方向是遺傳算法在專家系統中的運用。代表人物是遺傳算法領域著名學者、美國伊利諾伊大學David Goldberg教授和人工智能專家L.Davis。1989年，Goldberg出版了專著《搜索、優化和機器學習中的遺傳算法》，該書系統總結了遺傳算法的主要研究成果，全面而完整地論述了遺傳算法的基本原理及其應用；1991年，Davis編輯出版了《遺傳算法手冊》，書中包含了遺傳算法在科學計算、工程技術和社會經濟中的大量應用實例，該書為推廣和普及遺傳算法的應用起到了重要的指導作用。這些都推動了基于遺傳算法的專家系統的研發推廣。

第九個研究方向是決策支持系統在專家系統中的運用，代表人物是美國加利福尼亞大學伯克利分校教授埃弗雷姆?特班（Efraim Turban）。他于1990年出版了《決策支持和專家系統的管理支持系統》（《Decision support and expert systems:management support systems》）一書。20世紀80年代末90年代初，決策支持系統開始與專家系統相結合，形成智能決策支持系統，該系統充分做到了定性分析和定量分析的有機結合，將解決問題的范圍和能力提高到一個新的層次。

第十個研究方向是各種理論知識在專家系統中的綜合運用，代表人物是美國加利福尼業大學教授巴特?卡斯科（Bart Kosko）和美國伊利諾伊州研究所教授Abdul-Rahman K.H。卡斯科（Kosko）于1992年出版《神經網絡和模糊系統：一個擁有機器智能的動力系統方法》（《Neural networks and fuzzy systems:a dynamical systems approach to machine intelligence》）一書，這是第一本將神經網絡和模糊系統結合起來的讀本，也是神經網絡與模糊理論綜合應用于專家系統建設的經典著作；Abdul-Rahman K.H教授于1995年，在美國電氣和電子工程師協會的《電力系統及自動化》（《Transactions on Power Systems》）會議刊上發表了《人工智能模糊無功負荷的最優VAR控制方法 》（《AI approach to optimal VAR control with fuzzy reactive loads》）一文，論文提出了一個解決無功功率（VAR）控制問題，這個方法包含了專家系統、模糊集理論和人工神經網絡的重要知識。

雖然專家系統大量建造，但投入實際運行的專家系統并不多，且效率較低，問題求解能力有待進一步提高。原因之一就是專家系統主要是模擬某一領域中求解特定問題的專家的能力，而在模擬人類專家協作求解方面很少或幾乎沒有做什么工作。然而在現實世界中，協作求解具有普遍性，針對特定領域、特定問題的求解僅僅具有特殊性，專家系統雖然在模擬人類專家某一特定領域知識方面取得了成功，但它仍然不能或難以解決現實世界中的問題。其次，開發的專家系統的規模越來越大，并且十分復雜。這樣就要求將大型專家系統的開發變成若干小的、相對獨立的專家系統來開發，而且需要將許多不同領域的專家系統聯合起來進行協作求解。然而，與此相關的分布式人工智能理論和實用技術尚處在科研階段。只有分布式系統協作求解問題得以解決，才能克服由于單個專家系統知識的有限性和問題求解方法的單一性等導致系統的“脆弱性”，也才能提高系統的可靠性，并且在靈活性、并行性、速度等方面帶來明顯的效益［5］。

4 21世紀專家系統進入穩定發展時期

進入21世紀，專家系統開始緩慢發展，這期間以“Expert System/Experts System”為主題詞的論文共5 964篇。本文利用Citespace軟件，設置參數為（6，6，20）（5，5，20）（5，5，20），獲取了該時期論文的引文聚類圖（如圖4所示）。圖4 專家系統2000－2010年的論文引文聚類圖

這個時期專家系統有3個主要研究方向：第一個是研究方向是節點明顯的基于模糊邏輯的專家系統研究方向。90年代以來，模糊控制與專家系統技術相結合，進一步提高了模糊控制器的智能水平。基于模糊邏輯的專家系統有以下優點：一是具有專家水平的專門知識，能表現專家技能和高度的技巧以及有足夠的魯棒性（即健壯性）；二是能進行有效的推理，能夠運用人類專家的經驗和知識進行啟發性的搜索和試探性的推理；三是具有靈活性和透明性。

第二個是研究方向是Rete模式匹配算法在專家系統中的應用，代表人物是美國卡內基―梅隆大學計算機科學系的Charles L.Forgy教授，1979年，他首次提出Rete算法。專家系統工具中一個核心部分是推理機，Rete算法能利用推理機的“時間冗余”特性和規則結構的相似性，并通過保存中間運算結果的方法來提高推理的效率。1982年，他在《人工智能》雜志上發表《Rete算法：許多模式／多對象的模式匹配問題的一個快速算法》（《Rete:A Fast Algorithm for the Many Pattern/Many Object Pattern Match Problem》）一文，該文解釋了基本算法的概念，介紹了詳細的算法，描述了模式和適當的對象交涉算法，并說明了模式匹配的執行操作。

第三個是研究方向是專家系統在電力系統中的運用。世界各國的專家們開始熱衷于在電力生產的各個環節使用專家系統，代表人物有日本的福井賢、T.Sakaguchi、印度的Srinivasan D、美國伊利諾伊州研究所的Abdul-Rahman K.H、希臘雅典國立技術大學的Protopapas C.A、和中國的羅旭，他們在美國電氣和電子工程師協會的《電力傳輸》（《IEEE transactions on power delivery）會議刊及《電源設備系統》會議刊（《On Power Apparatus and Systems》）上發表了多篇有影響力的論文，內容涉及系統恢復、電力需求預測、變電站故障診斷和報警處理等多方面。

這十年間，專家系統的研究不再滿足于用現有各種模型與專家系統進行簡單結合，形成基于某種模型的專家系統的固有模式。研究者們不斷探索更方便、更有效的方法，來解決困擾專家系統的知識獲取瓶頸、匹配沖突、組合爆炸等問題，而這也推動了研究不斷向深層次、新方向發展。但是，由于專家系統應用的時間長、領域廣，他們遭遇的瓶頸問題一時得不到有效解決，導致了這一時期末，專家系統研究呈現出暫時的下滑現象。

5 專家系統發展趨勢分析

圖一發展曲線上第二個時間節點是1992年，從該年起專家系統相關論文呈下降趨勢，然后在2002年又開始緩慢增長，近一年多來又開始下降，這標志著專家系統研究在布滿荊棘的道路上前行，前景是光明的，但道路是曲折的。本文以5年為一個單位，統計了1990－2009年20年期間專家系統相關論文中高頻詞的變化情況，如表1所示，從該表可以獲得這個時期專家系統研究的一些特點。

（1）在1990-1999年期間，人工智能出現新的研究，由于網絡技術特別是國際互連網技術發展，人工智能開始由單個智能主體研究轉向基于網絡環境下的分布式人工智能研究，使人工智能更加實用，這給專家系統帶來了發展的希望。正因為如此，我們從詞頻上可以看出，人工智能（artificial intelligence）一詞在這十年一直位居前兩位，在專家系統研究中處于主導地位，而與其相關的知識表示（knowledge representation）、知識獲取(knowledge acquisition)等，也成為了學者們研究的重點方向。

（2）該時期的第二個特點是神經網絡研究的復蘇。神經網絡是通過模擬人腦的結構和工作模式，使機器具有類似人類的智能，如機器學習、知識獲取、專家系統等。我們從詞頻上可以看出神經網絡（neural network）一詞得以快速增長，1995年時位列第一，進入21世紀也是穩居第二位，神經網絡很好地解決了專家系統中知識獲取的瓶頸問題，能使專家系統具有自學習能力，它的出現為專家系統提供了一種新的解決途徑［6］，同時也顯示出他獨有的生機與活力。

（3）該時期是模糊邏輯的發展時期。模糊理論發展至今已接近三十余年，應用范圍非常廣泛，它與專家系統相結合，在故障診斷、自然語言處理、自動翻譯、地震預測、工業設計等方面取得了眾多成果。我們從詞頻上可以看出，模糊邏輯（fuzzy logic）一詞，除在1990－1994年期間位居第六位外，之后都位居前三甲，2000-2004年期間更是位列第一。模糊控制與專家系統技術相結合，進一步提高了模糊控制器智能水平，這種控制方法既保持了基于規則的方法的價值和用模糊集處理帶來的靈活性，同時把專家系統技術的表達與利用知識的長處結合起來，能處理更廣泛的控制問題。

（4）故障診斷成為專家系統研究與應用的又一重要領域。故障診斷專家系統的發展起始于20世紀70年代末,雖然時間不長,但在電路與數字電子設備、機電設備等各個領域已取得了令人矚目的成就,已成為當今世界研究的熱點之一。這從高頻詞分布可以開出，故障診斷（fault diagnosis）從1995-1999年間的最后一位攀升至2005-2009年間的第一位，足見其強大的生命力。在專家系統己有較深厚基礎的國家中，機械、電子設備的故障診斷專家系統已基本完成了研究和試驗的階段，開始進入廣泛應用。

（5）遺傳算法的應用逐漸增多。20世紀90年代，遺傳算法迎來了發展時期，無論是理論研究還是應用研究都成了十分熱門的課題。尤其是遺傳算法的應用研究顯得格外活躍，不但應用領域擴大，而且利用遺傳算法進行優化和規則學習的能力也顯著提高。進入21世紀，遺傳算法的應用研究已從初期的組合優化求解擴展到了許多更新、更工程化的應用方面。這在高頻詞分布中可以看出，以2000作為臨界點，遺傳算法（genetic algorithms）從20世紀90年代的10名之后，到位于高頻詞前六強之中，充分反映出它發展的良好勢頭。

6 小 結

專家系統是20世紀下半葉發展起來的重大技術之一，它不僅是高技術的標志，而且有著重大的經濟效益?！爸R工程之父”E.Feignbaum在對世界許多國家和地區的專家系統應用情況進行調查后指出：幾乎所有的ES都至少將人的工作效率提高10倍，有的能提高100倍，甚至300倍［7］。

專家系統技術能夠使專家的專長不受時間和空間的限制，以便推廣稀缺的專家知識和經驗；同時，專家系統能促進各領域的發展，是各領域專家專業知識和經驗的總結和提煉。

專家系統發展的近期目標，是建造能用于代替人類高級腦力勞動的專家系統；遠期目標是探究人類智能和機器智能的基本原理，研究用自動機模擬人類的思維過程和智能行為，這幾乎涉及自然科學和社會科學的所有學科，遠遠超出了計算機科學的范疇。

隨著人工智能應用方法的日漸成熟，專家系統的應用領域也不斷擴大。有人類活動的地方，必將有智能技術包括專家系統的應用，專家系統將成為21世紀人類進行智能管理與決策的工具與助手。

參考文獻

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［3］路耀華.思維模擬與知識工程［M］.北京：清華大學出版社，1997．

［4］趙致琢.專家系統研究［J］.貴州大學學報：自然科學版，1990，（6）：40-48.

［5］鄒光宇.專家系統發展現狀及其應用前景［J］.電力勘測，1994，（3）：21-26.

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【關鍵字】智能化樓宇，安防，自動監控，報警系統，研究

中圖分類號：TB381 文獻標識碼：A 文章編號：

一．前言

智能樓宇(Intelligent Building)目前的提法很多，日本、美國、歐洲、新加坡等國家。以及國際智能工程學會的提法都不盡相同。我國與日本的情況比較相近．日本機電工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為：綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術，使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調性的工作。實現建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA)，將這三種功能結合起來的建筑，就是智能化樓宇。

二．智能化樓宇安防自動監控報警系統的必要性

1．隨著計算機技術的不斷發展．新觀念和新技術不斷更新．這些將對智能化樓宇的發展有了更高和更新的要求．也要求在智能樓宇的建設中要不斷地增加新的目標和功能。樓字自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuidingAutomationSystem，BAS)，是智能樓宇建筑不可缺少的一部分，其任務是對建筑物內的能源使用、環境及安全設施進行監測、控制．以提供一個既安全可靠、節約能源、舒適宜人的工作或居住環境。

2．特別是隨著我國國民經濟的迅速發展，安防系統的相對滯后已經嚴重阻礙了我國國民經濟的發展。伴隨著我國各個行業的智能樓宇化。這種矛盾越來越突出嘲。因此，強調把安防自動報警系統納入到建筑智能化樓宇系統中、提高樓宇自動化水平，迎合當前通過樓宇自控技術實現更多、更高要求的需要。是符合世界發展潮流的．也是當前發展的緊迫問題。

3．本研究的安防自動監控報警系統應用了現代化的控制部件與設備，查詢了人們無法實時檢查的環境．將樓宇建筑物中的重要場景傳輸到一個或多個監控系統并顯示。使在無人值守的各類情況下及時觀察、了解災情、監控盜情、記錄竊情與相關的暴力犯罪行為。它可以通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺、門禁、防盜探頭等)直接觀看被監視場所的情況。同時，監控系統還可以與消防報警等其他安全技術防范體系聯動運行，使防范能力更加強大。該監控系統的另一個特點是可以把被監視場所的圖像及聲音全部或部分地記錄下來，為日后對某些事件的處理及分析提供了方便條件及重要依據。

三．自動監控報警系統組成介紹

1．系統的組成

系統主要由前端信息采集系統、信息傳輸控制系統、遠程拓展系統信息管理系統和自動報警系統組成，如圖l所示。

圖一 控制中心設計原理框圖

(一)前端信息采集系統：主要由圖像信息采集和探頭信息采集兩部分組成。圖像信息采集部分是監控系統的主要部分，是整個系統的“眼睛”．它把監視的內容變為圖像信號傳送到控制中心的監視器上顯示并實時存儲。探頭信息采集通過各種監控探頭(如紅外線防盜探頭、消防探頭、門禁探頭等1實時監控各個探頭信息點的實時狀態，通過信息傳輸控制系統送達信息管理系統判斷處理。包括攝像機、鏡頭、云臺、智能球形攝像機探頭、紅外探頭．玻璃破碎感知器或門磁開關等。

(二)信息傳輸控制系統：主要傳輸前端各信息監視點的實時狀態信息．并對所采集系統中各數據采集點控制，包括傳輸線纜、光纖傳輸、同軸電纜傳輸、網線傳輸、無線傳輸。

(三)遠程拓展系統：包括IP監控、遠程監控、網絡監控、視頻會議等技術交流。

(四)信息管理系統：負責處理由前端監視攝像采集系統采集的信息數據。通過信息管理系統，將傳送過來的圖像信息顯示在監視器上，記錄所有的圖像及監控信息。計算并生成對所采集監控信息的信息處理結果，受理臺顯示發生警情的用戶的相關信息。系統包括dvr硬盤錄像系統、視頻矩陣、畫面處理器、切換器、分配器、報警主機。

(五)自動報警系統：對信息管理系統得出的警報事件．將需要處警的報警事件轉發到1 10指揮中心或有關的處警單位。

2．設備配置

(一)控制中心需對前端監控探頭等進行實時監控和記錄?？紤]到監控效果要求比較高、圖像質量要求清晰穩定，控制中心采用3臺全實時(回放、監視都是25幀，秒)的16路的嵌入式硬盤錄像機進行實時監控、錄像，嵌入式硬盤錄像機是完全脫離PC平臺設計的，徹底杜絕了病毒的入侵，啟動迅速、性能穩定，系統參數及程序在斷電時也不會丟失。

(二)硬盤錄像機本身不帶硬盤，為了能夠保存一段時間內的錄像資料．至少需給每一臺硬盤主機配備2塊500G硬盤(硬盤占用空間按0．15G／小時／路來計算)。

(三)可以自選配備l臺音視頻矩陣，由至少8臺監視器組成電視墻．可以多點監控、指定監視器監控等。嵌入式硬盤錄像機的輸出信號首先輸入到視頻矩陣，然后通過視頻矩陣輸出到監控電視墻上。

(四)要實現同一時間硬盤錄像機的錄像功能和電視墻的監視功能。需將輸入信號一分為二．選配音視頻分配器4臺。

(五)為了實現視頻控制矩陣、主控計算機能夠并行控制前端的攝像頭和云臺．需要一個系統協議轉換器(BL—D322C)。

(六)考慮到多個用戶同時訪問網絡將帶來流量瓶頸等問題，使用視頻服務器來進行中轉。讓視頻服務器提供強大的負載能力。

3．報警功能

報警功能包括：防盜防火防燃氣泄漏；遠程監聽、布防與撤防；10秒鐘錄音及緊急求助；切斷通話，優先報警；后備電源可達24小時等。一旦住宅辦公室、倉庫或機房等有人非法進入。以及有其他緊急求救時，通過探測器的感應，系統會自動撥通事先設定的報警電話，用事先錄入的語言報告發警地點和名稱、電話號碼等警情信息(見圖2)。防盜防入侵報警系統一般由報警主機及報警探頭組成．而探頭分為紅外、微波雙探測器及閃光報警器等。

圖二 報警中心設計原理圖

4．實現過程

警報接收與處理主機也稱為防盜主機．是報警探頭的中樞．負責接收報警信號、控制延遲時間、驅動報警輸出等工作嗍。將某區域內的所有防盜防侵入傳感器組合在一起．形成一個防盜管區，一旦發生報警就可在防盜主機上一目了然地反映出區域所在。防盜主機目前以多回路分區防護為主流。優越的系統更可顯示出警報來源是該區域內的哪一個報警傳感器及所在

位置。以便采取相應的接警對策?，F代的防盜主機都采用微處理器控制，內有只讀存儲器和數碼顯示裝置，普遍夠編程并有較高的智能，主要表現為：

（一）以聲光方式顯示報警，以人工或延時方式解除報警：

（二）對所連接的防盜防侵入傳感器，可根據需要而設置成布防狀態或撤防狀態．也可用程序編寫控制方式和防區回路性能：

（三）可接多組密碼鍵盤，可設置多個擁護密碼，以進行保密防竊：

（四）遇有警報時，其報警信號可以經由通信線路。以自動或人工干預方式向上級部門和保安公司轉發．以快速溝通信息或組網：

（五）可程序設置報警連動動作，即遇有報警時，防盜主機的編程輸出端可通過繼電器接點閉合執行相應的動作。

（六）電話撥號器同警號、警燈一樣，都是報警輸出設備?？赏ㄟ^電話線把事先錄好的聲音信息傳輸給某個人或某個單位。

四．結束語

智能化樓宇安防自動監控報警系統對于樓宇的安全十分重要，因此對于這方面的研究具有重要的意義和價值。

參考文獻：

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[5]潘興華 魏東 基子LonWorks技術的樓宇自控系統開發 (被引用 1 次) [期刊論文] 《儀器儀表標準化與計量》 -2006年2期

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精確林業以3S技術、信息技術、智能化決策技術、可變量控制技術等為技術支撐體系，以生態學、造林學、工程學、系統學、控制學、測繪學為指導，能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要，它的建立依賴于地球空間信息基礎理論及其它高新科學技術的發展。

1.1全球定位系統

全球定位系統(GPS)是＿種可供全球享用的空間信息資源，具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋范圍廣、定位速度快、抗干擾性強和自動化程度高等特點。在精確林業中，它主要實現對采集的林間信息進行空間定位，實時、快速地提供包括各類傳感器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業車輛、飛機等)目標的空間位置，輔助作業機械完成處方實施.

1.2地理信息系統

地理信息系統(GIS)可以在計算機硬件、軟件系統的支持下，存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數據，把地理位置和相關屬性有機地結合起來，根據用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出。在精確林業中，它主要實現對多種來源的時空數據進行存儲、分析和處理，根據數據繪制電子地圖，作為新的集成系統的基礎平臺。

1.3遙感

遙感(RS)是一種多平臺、多波段、高分辨率和全天候的對地觀測技術，主要通過遙感器獲取地球表面(層)自然界目標的波譜特征信息及對這些信息進行加工、處理，從而達到認識自然界的目的。在精確林業中，它主要用于實時地獲取樹木生長環境、生長狀況和空間差異的大量時空變化信息，及時對GIS進行數據更新。

1.4數據庫管理系統

數據庫管理系統(DBMS)使存儲和查找數據最優化，實現了﹁體化存儲和初步的一體化查詢，具有很好的完整性，避免了數據過于瑣碎帶來的不便。在精確林業中，它主要用于建立包含林木長勢、自然條件和歷史數據等信息的數據庫，同時，它使GIS軟件能充分利用商用數據庫已經成熟的眾多特性，如快速索引、數據完整性和一致性保證、安全和恢復機制及分布式處理機制，明顯提高GIS軟件管理空間數據的能力。

1.5決策支持系統

決策支持系統(DSS)綜合了專家系統(ES)和模型系統(SS)，它根據專家在長期生產中積累的知識，建立作物栽培模型、統計趨勢分析與預測模

1.6可變量控制技術

可變量控制技術(VRT)就是根據不同位置及要求自動改變施用比率的技術。它通過計算機控制，對林木所需用的水、肥料、農藥等變量的類別和數量進行判斷，根據需要調控如植保機械向林間噴灑這些變量的速率，使系統能在特定時間對特定目標進行操作規劃，以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的，體現了“對癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則，它的實施可有效避免傳統粗放型林業生產活動中造成的資源浪費和伴隨的環境污染問題。在精確林業中，它主要實現對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖，生成林木長勢情況分布圖，分析此圖，獲得林區內樹木長勢的差異程度一根據該圖，對影響樹木成長的各項因素進行分析，將地形、土質、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發生情況空間數據輸入計算機，利用樹木生長發育模型、相關作業的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統，確定產生長勢差異的原因，生成林木管理處方圖一根據處方圖，生成響應林業機械的智能控制軟件，按照按需投入、區別對待的原則，利用可變量控制技術實施施肥、噴藥等操作一對其執行效果進行評估。

2、精確林業的基本操作過程

精確林業的出現，使定量獲取影響樹木長勢情況的因素及最終生成的空間差異性信息，實施可變量投入，達到低成本、低消耗、高效率、環保好等目標成為可能。圖1是精確林業基本操作過程的示意圖，其實施過程可描述為：帶GPS和實時傳感器的作業機械隨時間和空間變化自動采集林間定位及對應林班的樹木長勢情況數據一通過型、空間分析與技術經濟分析模型，通過用戶選擇最優模型，輸入模型的參數，獲得仿真運算結果，從而為決策提供輔助支持的依據。在精確林業中，它主要實現對樹木長勢、病害、蟲害的發生趨勢進行分析模擬，針對林木生長環境和生長條件的時空差異性，生成處方圖，提供各林班施肥噴藥方案，對精確林業的實施效果、經濟效益進行評估。

3、精確林業的研究現狀

3.1國外研究動態

一些發達國家在精確林業相關技術的研究方面發展較快，如在森林土壤類型分析、林地適應性評價、森林生態環境模擬、林木育種以及生長監測和森林收獲等領域已有成熟的應用。

美國林務局為每個林管局和林業研究所配備了資源級GPS接收機，主要用于災害監測和防治的飛機導航、林相圖的自動更新和林區作業的定位服務。

美國林務局和伊利諾大學聯合開發的SmartForest軟件，實現了森林景觀的可視化，以DTM三維顯示技術為基礎，使用GIS作為決策支持媒介來考察景觀尺度的資源狀況，在林業信息的支持下，可以從不同視角模擬觀察森林景觀及其變化。

美國太空成像公司對原有的利用衛星RS數據監測火災的技術和方法進行了歸納、整理和合并，形成了一套基于Internet影像查詢系統的、實用的火災探測算法，該算法具有自適應和區域性敏感的特點，所以適合于區域和全球火災監測，可以實時獲取火災位置等信息。

Reid等人(2001)研究開發了FIAMODEI。來存儲和分析林業數據，主要具有森林現狀分析、發展趨勢預測、森林生態景觀分析、觀光風景區內的森林布局等功能，同時，它還可提供林道、河流、邊界等數據的查詢。

Dimitru和Olson運用空間信息系統集成和衛星數據來確定森林覆蓋率。技術路線是，通過像素尺寸的變化來判別樹種是否有所增加，對比LandsatTM和SPOY—XS遙感衛星攝像2、3、4波段得到的數據，可以得到林區內較為準確的信息。美國克羅拉多大學研究開發了一套航空錄像的自動配準和校正系統，它是實時獲取資源信息的RS工具，克服了影像配準與幾何校正的時間太長、費用太高、與精確GIS匹配能力有限的缺點，在不增加過多硬件的基礎上，極大降低了人為干預的操作，主要用于監測森林病蟲害。

3.2國內研究動態

福建農林大學交通學院研究開發了基于GIS的木材運輸決策支持計劃系統，它綜合運用線形規劃和GIS技術，可以協助計劃者確定最小費用集運材路徑、確定最佳楞場空間位置和木材流分配，目標是在需材單位定貨和森林資源條件的約束下，木材集運綜合成本最低。

東北林業大學完成了基于WEB和3S技術的森林防火智能決策支持系統的研究，實現了林火數據庫、林火預報預防、林火蔓延模型、撲火指揮決策等方面的智能化、網絡化管理，使系統能夠在互聯網上實現運行和信息傳輸，自動優化系統參數和自動修正模型參數，形成撲火指揮決策支持專家系統。

南京林業大學機電學院開展了利用以機器視覺、圖像處理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT為代表的高新技術從事精確林業的構成、實現、應用等研究，開發了基于機器視覺的室內農藥自動精確施用系統。該系統以實驗室環境中所建的試驗模型為研究對象，模擬農藥施用的真實情況，用總結出的一套算法進行圖像處理，并以此為依據做出決策控制噴頭實現農藥的精確施用，分析和探索了在自然環境中基于實時視覺傳感技術的農藥精確施用的可行性和效果。在實驗室內開展了一系列的試驗和研究，對施藥過程中的運動模擬、樹木圖像采集、圖像分割、施藥決策、數據交換、噴霧執行等主要問題和技術難點做了較為深入的探討和研究，涵蓋了基于實時視覺傳感技術的農藥精確施用的主要技術要點。實驗室測試表明，該系統運行良好并有很好的戶外應用前景，特別適用于路旁樹木的病蟲害防治，林木栽植株距較大時，和常規施藥方法相比，可節省50%以上的用藥量。

此外，該學院還開展了農藥精確噴霧機時空數據分析與融合研究，目標是建立集CCD攝像頭、GPS、GIS為一體的移動式農藥精確噴霧系統，圖2為該系統的技術路線圖，它的設計思路是：將CCD實時立體攝像系統、GPS、GIS在線地安裝在高射程噴霧機上，隨著噴霧機的行駛，所有系統均在同一時間脈沖控制下進行實時工作，把GPS精確定位數據和CCD獲取的林木數字圖像通過處理隨時送人GIS中，而G1S中已經存儲有電子地圖信息和林班圖，在GIS平臺上有效集成時空數據、屬性數據以及歷史數據，根據歷史上病蟲害發生情況和植物保護專家在長期生產中獲得的知識，進行病蟲害統計趨勢模型和技術經濟分析，建立農藥使用技術專家系統，并根據實時數據分析、圖像處理、噴霧目標特征和病蟲害防治目標閾值，建立智能決策支持系統，從而可針對當時當地的森林病蟲害防治實際需要確定農藥投入的種類、數量等，指導自動執行變量投入決策，控制可變量噴頭實現農藥精確定量噴霧。根據不同林業生產情況及病蟲害發生類型、程度，利用此系統來對應控制特定區域做出可變量控制決策而實現農藥精確對靶噴霧，在最大程度上杜絕非目標農藥沉積，減輕環境污染。

4、精確林業在我國的發展前景

我國已經進行了一定規模的精確農業試點工作，部分技術、產品已趨成型，如由北京農業信息技術中心承擔的北京市小湯山精確農業示范工程已進行了谷物測量、水分在線測量、田間信息采集、RS監測作物長勢、水分、病蟲草害、防治環境監測、GPS采樣定位、導航、農業ES分析、農業機械的實時在線控制等試驗。林業與農業相比有諸多不同，如森林資源類型多、區域差異大、周期長、干擾多、變化快、條件復雜，決定了精確林業實現的難度要比精確農業大。

在我國，精確林業的理論框架逐步完善，技術體系初步建立，應用領域進一步擴大，產業部門逐漸形成。3S技術及其它高新技術現已經廣泛應用于森林資源清查、林地面積實時測量、林界劃分、護林防火、飛播造林、荒漠化監測等方面。目前，北京市精確林業示范地建設已經啟動，2001年，國家高新技術發展計劃(863計劃)批準了精確林業課題立項，這標志著精確林業的研究進入了系統集成與平臺建立階段。隨著一些經濟發達地區精確林業示范地的建立，我國精確林業將由實驗轉向生產，由技術形成產業，必將擁有廣泛的應用前景和強大的生命力。

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關鍵詞 微信 農業科技 傳播中圖分類號：G206 文獻標識碼：A

0引言

當前，農業科學技術不斷迅速的發展，越來越多的新的科技產品取代了舊一代落后的產品。雖然新的科技和產品出爐，但是沒有被日常農業生產廣泛的應用，農業整體生產效益不高。其中一個重要的原因是由于農業科技傳播效率不高。農業生產具有很多特點，比如說農作物的數量繁多、土壤構成比較復雜、農業生產收到季節以及地域的限制、耕作土地面積大，但是耕作效率不高等特點。農業生產活動對農業科技有著較高的要求，但是指導和傳播農業科學技術的人員遠遠不夠，造成供求遠小于需求的局面的發生。

為緩解農業科技供求遠小于其需求的局面，本文提出利用新興手機軟件――微信來進行農業科技傳播。當前，農業科技信息建設主要依托電視、計算機以及開一些農業科技的講座來滿足農民需求。雖然傳統的傳播方式獲取信息比較方便，而且費用節省。但是存在一定的不足，比如說電視節目有一定的時間限制，而且所講的知識也不一定適用于當地的農業生產問題；農村地區的電腦覆蓋率不廣，并不是家家戶戶都有電腦或者網絡；且農業科技性的講座不會經常性地召開，農民獲取農業科技就不及時。

在這一大背景下，采取什么樣的措施將最新研究出來的農業科學技術或者農業科技產品推廣并且廣泛被農民所應用成為燃眉之急。本文提出將最新的手機軟件應用到農業科技傳播中來，是因為目前移動互聯網下的手機正逐步成為這一信息終端的典型代表。而微信作為近兩年的熱門新興軟件，普及面廣，基于微信的農業傳播的應用研究具有重要的學術價值和現實意義。

1基于手機軟件――微信的農業科技傳播模式

基于手機軟件微信的農業科技傳播是指通過手機應用軟件――微信與互聯網有機結合進行的農業傳播，它是無線通信技術和科技傳播技術的有機統一體；微信軟件作為新興廣泛應用的手機軟件，它的優點在于可以綜合使用圖片、文字、音頻、小視屏等多種形式來展示和傳播農業信息。

1.1農業科技傳播主體多元化

農業科技傳播主體主要包括政府、農業教科研單位、媒體、非政府組織等。他們互相分工協作，組成多元化的農業科技傳播體系。其中，政府主要通過制定農業科技傳播政策、為農業科技傳播行為提供經費支持以及建設各類無線通信設施等。農業教科研單位作為農業科技傳播的核心主體，通過日常的科學研究，生產和創造了農業科技知識，可通過手機微信軟件上的公眾平臺向農戶傳播信息。電視臺、 廣播電臺等作為媒體組織，既是農業科技傳播的渠道，也是主體之一，他們可通過制作農業節目，以微信視頻、微信通知等形式來傳播最新的農業科技知識。非政府組織，比如社區、自發成立的農業協會等，他們可以通過平時的一些種植所得出的經驗，將自己的經驗拿出來跟大家分享，促進共同發展。

1.2微信的農業科技傳播內容

眾所周知，伴隨著微信軟件的不斷升級，現在可以通過微信平臺，發送實時語音、實時小視頻、視頻對話、語音通話等。傳播主體可以構建微信公眾平臺，例如政府公眾平臺可以最新的農業科技政策；高?？蒲袡C構可以最新研發的農業科學技術或者農業科技產品，推薦給農民最適合他們生產所用的技術或者產品等。通過綜合的傳播技術途徑，全方位地展示和傳播農業科學技術和產品，讓農民可以較好地使用并應用。

1.3整合式的農業科技傳播渠道

補償性媒介理論的代表萊文森認為：任何一種后繼的媒介，都是一種補償措施，都是對過去的某一種媒介或某一種先天不足的功能的補救和補償。微信傳播作為手機媒體，是繼紙質媒體、廣播媒體、電視媒體、網絡媒體后產生的一種媒介；根據補償性媒介理論的觀點，手機媒體功能相較之前幾種媒介做出了一定的補充和完善。微信作為本文所研究的手機軟件對象，隨著微信版本的不斷更新升級，功能在不斷地發展完善強大。通過微信不僅只是簡單的收發文字或者語音信息，還可以分享網頁，查看新聞，現在還可以拍小視頻發送，通過微信觀看視頻，更可以隨時隨地跟平臺后臺人員交互信息，后臺人員還會解答農民的疑問。

1.4農業科技傳播對象廣泛

通過微信軟件進行農業科技傳播，所有接觸微信這一手機軟件的群體均成為潛在傳播對象。隨著經濟的快速發展，電子技術的不斷更新，智能手機的價格不斷走低，在農村用戶中微信軟件較其他手機軟件具有較高的占有率，用戶可以根據自身文化程度、農業技術需求等因素，選擇關注合適的微信公眾號學習，互動交流。此外，微信軟件作為手機媒體，它可以在群眾需要的任何時候提供在線幫助，比如說，農民在種植之前，想咨詢什么時候種怎么種合適，平臺可以安排人員解答；在農作物生長過程中，要施什么肥料，什么時候施肥料，平臺可以安排專業技術人員告訴你最新的合適的肥料，怎么施肥可以大大提高農作物的產量等。微信不會占用其他時間，在需要的時候，它可以無時不刻地幫助用戶解答。

1.5農業科技傳播效果精準

微信平臺根據受眾的需求，只發送用戶所需要的農業科技信息至微信平臺，同時，微信平臺可以根據群眾的需求，實時發送集成了語音、視頻、文字等手段的傳播內容，更加生動具體地解答群眾的問題。這些途徑都能夠極大地提升農業科技傳播的精準性。

2基于微信的農業科技傳播實施的可行性

隨著科技的快速發展，移動互聯網技術不斷成熟；手機應用軟件的不斷更新以及智能手機價格不斷走低。且微信作為近兩年穩定迅速發展的上網應用軟件，基于微信的農業傳播成為農業傳播框架下的可行性選擇。

2.1技術可行性分析

移動網絡和手機互聯網交互性能的提升促進了移動通訊媒介技術條件的成熟，并逐步被運用于農業科技傳播媒介的內容制作、傳輸與接收等各個核心環節，為農業科技傳播模式的轉變奠定了堅實的物質基礎。微信平臺的可以集語音、視頻、實時信息交流等傳播途徑，傳播聲像并茂的農業科技知識，使得農民更容易接受。

2.2用戶可行性分析

通過微信平臺傳播農業科技，用戶主要是現在在使用智能機，使用微信的這一群體，不單單是局限于在農村的農民，因為有些農民雖然自身文化素質不高，但是其家人或者子女，可以向他們傳播最新的農業科技和產品。而且現在智能機越來越普及，幾乎每人都有一款智能手機，加之現在農民的文化素質不斷提高，接受新興事物的能力也越來越強，所以基于微信平臺來傳播農業科技知識變得十分可行。

2.3政策可行性分析

農業部的《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》指出，在國家統籌布局新一代移動通信網、下一代互聯網、數字廣播電視網、衛星通信等設施建設的背景下，推進農村信息化基礎設施建設。另外，國家對各大電子制造廠商和移動通信廠商發展智能終端市場、推廣和普及中低端智能機型給予了一定的政策和資金支持。這些都將極大地提升微信在農業科技傳播中的可行性。

2.4傳播實踐可行性分析

隨著電子信息技術的發展，農業手機應用逐漸豐富，為微信傳播農業科技提供了借鑒和參考。以前，由于手機功能沒有現在那么強大，而且網絡信號沒有現在覆蓋率這么廣泛，以前只能是收到文字短信啦傳播農業科技。但是現在隨著技術的不斷發展，尤其是微信軟件的日益更新，不再是以往的文字短信模式，可以通過微信收發實時語音信息、實時拍攝小視頻傳播等。微信軟件可以集語音、視頻、文字、圖片、實時交互等多功能于一體，更好地向用戶傳播農業科學技術。

3微信應用于農業科技傳播的建議

3.1 政府

政府要制定切實相關政策法規，使微信有效地應用到農業科技傳播過程中。同時，加大對手機通信網絡的基礎設施建設，鼓勵相關部門在微信上提供與農業科技相關的信息。隨著電子科技的不斷發展，智能機幾乎已經人手必備，但是由于有部分使用群體的自身文化素質不夠，所以沒有廣泛地應用其功能，尤其是手機微信這一類軟件，更別提通過手機軟件來學習農業科技知識。政府及農業相關部門應該拿出經費，派農技員下鄉，深入農村，傳播農業科技知識，教農民學會使用微信，通過微信公眾平臺與專家互動，獲取最新的農業科技知識。

3.2農民

由于現在農村農民的文化程度參差不齊，老一輩的農民對新興事物的接受應用能力遠不如年輕一代。但是，永遠要保持一顆好奇的心，多問幾個為什么，碰到村里舉行的學習講座，或者農技傳播人員下鄉傳播技術的時候，要積極參加，將新的農業科學技術應用到平時的農作中來，受益自己。

3.3微信平臺

微信作為近幾年發展勢頭迅猛的熱門軟件，雖然帶來了一定的便捷性，但是，微信中也存在著一些問題，比如：信息不道德、安全性問題、不符合社會發展等。所以要出臺相應的法規制度規范微信平臺上的信息以及一些個人行為，對信息進行監督，加強對用戶身份的審核，最好實施賬號實名制，對利用微信進行不良消息散播等一系列不正當的行為進行打擊，為大家提供一個安全放心的微信交流環境。

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