写论文没有思路的时候，经常查阅一些论文范文，小编为此精心准备了《农业专家系统研究论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。摘要：针对中国农业专家系统研究中存在的问题，在消化和吸收国内外先进研究成果的基础上,结合现有的科研工作,对软件自动测试技术进行了一些研究和探索,并开发了一套农业专家系统自动测试工具。
农业专家系统研究论文 篇1：
农业害虫专家系统信息化平台的构建
摘要：在总结农业害虫知识和专家经验的基础上，提出了建立基于网络的农业害虫专家系统设计思路。该平台主体为农业害虫诊断数据库和农业害虫防治措施数据库，系统设计了农业害虫识别、查询、防治和用药指导等较为完整功能体系，可以实现农业害虫的网络诊断和查询功能，可以提供科学防治措施和综合治理农业害虫的专家决策体系。
关键词农业害虫；专家系统；数据库；生物信息学
目前，我国农业正处于传统农业向现代化农业转型的重要时期[1-2]。农业要实现现代化，必须大力发展信息技术这一管理和传播手段。专家系统（Expert System，简称ES）是通过调用知识库和推理机来解决必需有一定领域专家才能解决的问题的信息化系统，而完成这个过程需要的知识库和推理机，可以看作是该领域专家的知识模型[3]。我国专家系统的研究开始于20世纪80年代，1985年10月建成的砂姜黑土小麦专家施肥咨询系统开创了农业专家系统在我国应用的先河。目前专家系统已应用于我国农业的诸多领域，特别是在农业田间管理[4]、动植物病虫害诊断[5-9]、地震预测、气象预报等方面开发的专家系统，取得了明显的经济效益和社会效益[10]。
我国幅员辽阔，受地理位置和气候环境等多种因素的影响，各地农业害虫发生的频率和范围及种类各不相同，每年农业害虫的发生都给农业造成了巨大损失。因此，农业害虫的防治与管理就显得尤为重要。但由于农业害虫种类较多，大部分农业技术人员难以掌握如此多的病虫害资料，不能及时对农业害虫做出及时正确诊断及防治措施，仅仅依据其危害症状和粗略的识别就进行防治很难达到理想的效果。因此，急需建立一套具有服务范围广、诊断准确、防治措施有效且反应快速的网络化专家系统平台。笔者在总结前人经验的基础上，提出了农业害虫专家系统信息化平台的构建思路，为更好地进行农业害虫防治提供参考，也为农业信息化的发展做出贡献。
1平台设计思路
农业害虫专家系统信息化平台主体应该包括农业害虫诊断数据库和农业害虫的防治措施数据库。主要建设步骤包括元数据获取、标本数字化表达、开发害虫诊断系统、录入数据形成农业害虫诊断数据库；获取防治措施、防治措施数字化、录入数据形成农业害虫防治措施数据库。
2平台建设步骤
2.1构建农业害虫诊断数据库
2.1.1农业害虫诊断数据库元数据获取。 在平台中应录入以下元数据。
（1）害虫调查。调查农业产区主要害虫及相应天敌种类，采集农业害虫及天敌标本进行分类鉴定；整理相关调查数据并数字化以备录入农业害虫专家系统网络平台，形成农业害虫信息数据库。
（2）害虫诊断。首先由昆虫分类专家完成种类鉴定工作，完成后对标本进行图像记录，拍摄害虫整体及主要鉴别特征图片，编制物种检索表，将标本进行数字化处理，为农业害虫专家系统网络平台中害虫诊断中多媒体图像查询、检索表式查询等多种查询方式提供相关资料和检索依据，并实现正反双向检索。
2.1.2农业害虫诊断数据库标本的数字化表达。
对害虫种类进行鉴定后，确保物种鉴定和数据来源准确、信息完整齐备，信息录入规范、标准；对采集到的标本进行数字图像采集（尤其是鉴别特征数字图像的采集）；进行数字化表达字段包括害虫名称，引发病症的生物物种名称，害虫种类所在纲、目、科、属、种，害虫的鉴别特征，对农业的危害部位、危害时期，形成危害的害虫发育期，害虫生态图片等；并编制病害虫分类信息检索表及图像鉴定体系，以备录入形成农业害虫诊断数据库，供害虫诊断使用。农业害虫诊断数据库拟数字化表达的内容字段见图1。
2.1.3主要农业害虫的诊断系统的工作模式。
对“农业害虫数据库”的主要字段进行检索，实现害虫的诊断。为保证诊断效果，要实现单一与多条件2种检索模式，并要形成由现象到病症和由病症到现象的双向诊断模式。主要诊断途径设计见图2。
2.2农业害虫防治措施数据库构建
2.2.1防治措施获取。
防治措施的获取主要通过以下途径：①知识积累。对国内外发表的相关害虫防治文献进行归纳、整理和总结，将有关知识抽提并精练，形成规范化的系统知识。②专家经验。通过对相关害虫防治专家及各级害虫防治技术人员咨询，将专家在长期的实践中积累的经验和解决特定问题的推理路线整合，总结一套合理的防治措施。③田间试验。对常见易发害虫的防治技术进行田间试验，进行多种防治方法防治效果及产生经济、社会效益进行对比，优选出害虫防治的较佳措施，针对不同发育时期的不同害虫提出及时有效的防治措施。
2.2.2防治措施数字化。
将获取后的防治措施按如下条目进行整理归纳，录入农业害虫专家系统网络平台，形成农业害虫防治措施数据库，通过“害虫名称”字段与农业害虫数据库进行数据对接，实现诊断—防治一体化服务体系。
2.3两数据库联动形成专家系统平台
将农业害虫诊断数据库和农业害虫的防治措施数据库通过诊断模式联动，形成信息、诊断、防治于一体的农业害虫专家系统信息化平台。其主要工作模式见图3。
3结语
农业害虫诊断的目的无疑是快速、科学、准确地给出诊断结果。传统农业害虫诊断的设计思路大多是首先让用户选择害虫所属的目、科、属，这种设计思路从本质上就是本末倒置的；而另一种设计思路是根据害虫的形态特征，如通过害虫的触角形状、体色、翅型、翅色、足型等特征来诊断害虫[11-12]。笔者认为，设计害虫专家系统时采用后一种思路，采用多种害虫诊断方式，结合农民的认知方式，设计出害虫诊断系统的框架结构、知识库构成和推理机，操作方便简单，更有利于基层人员的使用，也有效地提高了害虫诊断的准确性。建立一套具有专家级知识和经验的网络害虫专家防治系统，对农业害虫进行科学诊断，并实施有效的防治措施，方便农民及从事农业害虫防治的技术人员能准确、快速地推理、诊断农业害虫及查找自己所需要的信息，使农民能及时得到专家的指导信息，解决农业生产中害虫防治技术不到位
的问题，使农业专家的知识和经验得到有效地推广和应用，农业生产水平将会提高一大步，产生巨大的经济效益。
参考文献
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作者：赵路欢 张玉波
农业专家系统研究论文 篇2：
农业专家系统的自动测试
摘要：针对中国农业专家系统研究中存在的问题，在消化和吸收国内外先进研究成果的基础上,结合现有的科研工作,对软件自动测试技术进行了一些研究和探索, 并开发了一套农业专家系统自动测试工具。软件测试工具提供数据库测试、知识库测试、案例自动生成与维护、健壮性测试； 可针对目前在农业专家系统开发中所广 泛使用的面向对象编程技术、软构件技术所开发的一系列功能模块（主要是.EXE和.DLL文件）进行自动化的测试。
关键词：专家系统；自动测试；程序集合
文献标识码：A
0引言
我国农业专家系统的研究始于20世纪80年代初期。随后，许多科研院所开展了各种农业专家系统的研究、开发及推广应用活动。现在已形成5个农业专家系统开发平台，智能应用示范区扩大到23个，各地开发的本地化农业专家系统近200个。目前专家系统的研究正在向广度和深度推进。农业专家系统软件的质量则成为开发者与使用者共同关注的焦点问题。
在农业专家系统软件开发过程中存在不少问题：开发手段、开发方式多种多样，导致软件复杂度急剧上升；开发人员、开发部门的软件开发技术水平参差不齐；测试手段、测试方法严重滞后。进行手动对农业专家系统软件进行测试将极大的降低软件测试的效率，而且测试的质量也难以保证。采用自动测试成为一种必然。
为了更好地测试农业专家系统软件，进一步提高农业专家系统软件测试床的测试效率，本文研制开发了一个软件自
动测试工具，用来衡量农业专家系统软件的质量优劣。
1农业专家系统软件自动化测试
我们主要从软件设计和程序编码的角度对农业专家系统软件进行系统分析，从而确立自动测试的目标，提出相应的自动测试策略，建立农业专家系统软件自动测试的框架。
1.1关于程序集合
农业专家系统软件的开发手段与开发方式多种多样，数据库技术、网络技术、智能模拟技术等都融入了农业专家系统的开发过程中。同时，VC、VB、C#和Java等一大批开发语言正逐渐成为农业专家系统软件开发的主流编程语言。在开发农业专家系统软件的过程中，农业专家系统的通用性、可移植性越来越受到人们的关注;面向对象技术，软构件技术正逐渐成为提高软件开发效率的重要开发手段。
由于农业专家系统软件的复杂程度越来越高，为了缩短开发时间，提高开发效率，软件开发人员经常以模块化的方式进行程序的编码。
采用功能模块这种编程方式进行程序设计与开发，主要是因为程序编码的工作量巨大，必须由多个软件开发人员根据软件设计规范分头实施，这种将一个大的应用程序划分为几个小模块的构建方式，有利于软件开发小组内部成员的分工与合作。
这些功能模块从软件编程的角度看，又可以分为两类:一类直接嵌套在农业专家系统软件中;另一类具有独立性，即:经过软件的代码编写，并对它们进行软件的编译之后，以*.exe或*.dll为后缀的文件形式存在，一般被称为程序集合。
本文主要针对程序集合进行自动测试。下面主要讲述程序集合的特点，以及其在农业专家系统中的应用情况。
图1简单表达了程序调用过程。在程序编码过程中，这种编程方式是大量存在的。在系统运行过程中，用户的输入数据或系统事件产生的输入数据，通过程序集合中提供的接口传入，在程序集合中进行相关的处理，并输出结果。
从农业专家系统软件编程的角度看，这种程序集合的编程方式被广泛地运用在推理机、知识库、模型库的开发过程中，而推理机、知识库、模型库是农业专家系统软件不可或缺的组成部分，发挥着重要的作用。
从推理机、知识库、模型库运行机理进行分析，可以看出:农业专家系统软件一般都包含有推理机、知识库、模型库，它们包含了大量的农业领域的相关知识;并且通过软件编程技术手段，把农业相关领域的知识按照一种合理的表示方法将它们移植到计算机中。当使用者需要使用这些知识处理问题时，一般以发送信息的形式调用相应的功能模块进行运算，并得到一个对应的运算结果。如图2所示。
可以看出,返回结果的正确与否，将直接关系后面继续运行的应用程序的成败，进而导致整个农业专家系统软件运行的成败。返回结果是由推理机、知识库、模型库中相应的数据和算法的逻辑运算实现的。因此，必须对推理机、知识库、模型库进行大量的测试，即:通过发送信息，观察返回结果来发现它们存在的数据和算法的逻辑运算错误。
从软件编程的角度对推理机、知识库、模型库进行分析，可以发现:推理机、知识库、模型库中都包含有大量的处理实际功能的程序集合，大多数的程序集合的开发都遵循面向对象的软件编程技术规范。即:每一个程序集合都包含一个或多个类，每一个类中又包含多个方法，而且具体功能的实现又主要通过这些方法的调用运行去完成。程序集合中信息与数据的交互通过接口(在程序编码中表示为公共属性
例一:
上例简单的展示了程序集合内部实际的程序编码方式。可以看出:一个具体功能的实现，主要通过方法的调用来完成，每一个方法的内部由大量的程序代码组成，通过程序代码的运行完成一个具体功能的运算操作过程。其入口是方法，方法以接口的形式与外界进行联系，这些接口由一个或多个不同类型的参数变量组成，提供给用户向其发送信息，从而进行相关的运算;出口是方法的返回值，用来向调用者返回结果。因此，在这样的层次中，程序集合所包含的类中所有的方法都是需要进行测试的对象单元，即:通过对方法的测试，查找其编程中产生的逻辑算法是否存在错误。
综上所述，为了保证整个农业专家系统软件的安全性、健壮性和可用性，就必须对程序集合进行足量的测试，以保证软件的质量。
1.2程序集合自动测试
农业专家系统软件中程序集合的编程特点决定了测试这种类型软件的难度大，工作量大，需要测试的对象多，测试工作复杂繁重。而对程序集合这种软件系统进行自动测试将有助于达到其提高测试质量，增进测试效率的要求。因为:
1) 自动测试具有一致性和可重复性；
2) 自动测试可以执行一些手工测试困难或者不可能做的测试；
3) 自动测试可以发挥计算机的巨大优势。
软件的自动测试就是要做到在最大限度的减少软件测试人员的负担下，提高测试的效率，提高测试的质量。
1. 3自动测试策略
对程序集合的自动化测试，概括的讲就是根据程序集合接口的特点，向其输入相应的测试数据，并自动运行，对其运行完毕后的返回值进行比较、分析，以发现程序集合中的问题，发现错误、缺陷，便于进行修改。
农业专家系统软件的自动化测试，其最终是要通过建立自动化的测试工具来实现。在研制、开发自动化测试工具的过程中，一定要针对测试的内容，对测试框架进行细致、周密的考虑，使尽可能多的测试过程通过自动测试工具来完成，尽量减少手工测试的步骤、过程，即:实现自动化测试的最大化。
1) 自动获取被测试对象信息
通过对农业专家系统软件的分析，可以发现:农业专家系统软件中包含多个程序集合，每个程序集合中又包含有大量的需要被测试的方法，每一个被测试的方法又由一到多个变量组成数据输入接口;因此，自动测试工具如果能自动捕获这些“关键”测试信息，并以此为依据产生测试案例，将会提高软件的测试效率。这是本论文所要解决的一个关键技术问题。
2) 自动生成测试案例
根据捕获的被测试对象的信息，根据软件测试人员的测试需求，自动产生完整、精确的测试案例。测试案例自动存储在测试工具的案例库中，为被测试程序经过修改后的重新测试提供了大量的数据资料。
3) 自动创建测试脚本
如果为每一个被测试对象、每一个测试案例都编程一个测试脚本，这将大大降低测试的效率，也违背了自动化测试的初衷。因此，根据被测试对象的特点，自动生成测试脚本，而无需软件开发人员手工编程，将会提高软件的测试效率。这是本论文所要解决的另一个关键技术问题。
自动创建的测试脚本应包括以下主要功能:自动连接被测程序集合、根据已经捕获的被测试对象信息自动产生驱动程序编码、自动启动被测试程序集合、在测试过程中，跟踪、监视被测试程序的运行，收集产生的错误信息和实际的返回值。
4) 自动测试策略流程
实现自动测试策略的流程如下：
• 自动获取被测程序集合中的信息；
• 自动产生测试案例；
• 自动生成测试脚本；
• 以测试脚本驱动被测程序集合，进行测试，并进行结果的自动比较与分析。
（1） 被测程序集合提交给自动测试工具之后，自动测试工具具有自动获取被测对象的功能，即:自动测试工具可以自动搜索被测程序集合中所有的方法，并把搜索到的方法的方法名，方法中包含的变量名，变量类型清晰的显示出来，便于下一步的操作和运行；
（2） 测试人员选择一个方法作为被测试对象之后，自动测试工具可针对所选择的对象特点，自动产生测试人员所需要的测试案例；
（3） 之后，自动测试工具根据产生的测试案例，自动创建测试脚本并自动执行测试脚本，对被测对象进行自动化测试；
（4） 在自动测试过程中，测试脚本一方面把测试数据传入被测方法中(通过接口调用的方式)；另一方面，测试脚本时刻监视被测程序集合的运行，并把测试结果输出，显示测试结果，便于查找缺陷；
（5） 自动测试工具可自动存储使用过的测试案例、测试脚本;当进行回归测试时，可直接使用这些以前已经使用、生成的部件，从而提高了测试的效率。
由于需求、规格和代码的不断改变，增加、删除或修改代码都需要测试，代码的改变和进化通常是持续的，有时开发者并不了解发生的所有改变，因此，只有进行测试才能确认代码的改变是否有效，新的或者修改的功能只有通过测试验征后，才能集成到系统中，从而确保这些改变不会导致系统崩溃。例如:对公有类接口和组件接口进行测试，以确保修改后的编码不影响接口协议。
当被测成员不太多时，进行手工测试，手工编码测试脚本还比较容易，但对于有许多类和成员组成的程序集合，手工编码所有的测试脚本将会耗费大量时间，而且，为了精确编码测试脚本，需要研究被测程序集合的每个方法。
测试工具的测试过程不需要人工干预，而是连续执行，并能把揭示的缺陷及时通知测试人员。这对于自动测试过程是非常有用的，而且使回归测试也更易于管理。一方面，测试工具基于存储数据完成单元验证测试;另一方面，基于预定方案，可以重新运行产生的测试脚本，实现回归测试，从而判断修改后的应用程序能否满足需求。
2系统运行实例
2.1新的测试
“新的测试”主要完成以下功能:
(1) 自动获取被测试对象信息(包括:被测试的程序文件名、类名、方法名、变量名)；
(2) 确定每一个变量的取值范围;
(3) 确定需要生成的测试案例的数值;
(4) 确定测试期望值的范围。
2.2测试案例显示
本界面显示“即将”生成的测试案例所包含的内容。软件测试人员可以修改、添加、删除测试数据，从而使测试案例满足测试的需要(如图4所示)。
2.3结果显示
自动测试完毕后，自动测试工具把测试的结果显示出来，便于测试人员进行分析、处理。
3结语
针对农业专家系统软件的特点，提出针对采用面向对象技术开发的程序集合进行测试的测试方法与解决对策；并以自动获取测试对象信息、自动生成测试脚本为本论文的研究重点，在C#.Net开发环境下实现了软件自动测试工具的开发。
通过大量的实际程序测试的实践证明，按照本文提出的软件测试方法使得对农业专家系统软件的软件测试工作由盲
目变为有序，测试目的性强，测试效率高，有效地缩短了软件项目的开发周期。
另外，在实际测试工作中，不应该只“单一”的采用手工测试或自动测试，而应该将它们有机结合起来，取长补短，充分发挥各自的特点。
作者：尹来武
农业专家系统研究论文 篇3：
基于C8051F80X单片机及PC机的节水灌溉与施肥控制管理系统
摘要 基于PC机及C8051F80X单片机的智能化滴灌及施肥管理系统能够监控不同土壤的湿度，并根据农作物对土壤的不同湿度要求，从而实现适量、适时灌溉的目的。在进行灌溉的同时，把测土配方后的肥料通过输水管道输送到植物根部，科学合理的进行水肥供给。单片机和PC机是智能化滴灌及控制施肥的核心部分，对土壤灌水量与湿度的关系、智能滴灌技术、控制系统的硬软件等部分进行了探讨与研究，同时根据不同的作物对各类肥料有不同的需求率和利用率，对不同的植物采用不同的施肥方式，提高肥料利用率。把灌溉和施肥结合起来，可以完成对作物生长期各个阶段的肥料及水分需求进行统计，形成农业专家数据库，真正作到科技兴农。
关键词 C8051F80X;模糊控制
Water-saving Irrigation and Fertilization Control Management System Based on C8051F80XMCU and PC
YANG Jin-hong1， SU Gang2， LIN Yong-hai1 et al
（1. School of Electronic Engineering， Huaian College of Information Technology， Huaian， Jiangsu 223003; 2. School of Media Arts， Huaian College of Information Technology， Huaian， Jiangsu 223003）
Key words C8051F80X; Fuzzy control
作者簡介 杨金红（1980- ），女，江苏淮安人，讲师，硕士，从事仪器仪表与电子测量研究。
收稿日期 2014-10-11
我国人均占有水资源非常贫乏。当前，全国总缺水量超过400亿m3，其中农业是用水大户，约占70%，而灌溉用水是农业用水的90%。采用传统的灌溉模式，全国平均用水量超过实际需要的1～2倍，有些地方是2倍以上。当前，我国灌溉水资源的浪费情况相当严重，节水的潜力十分巨大。
当前制约我国农业发展的因素中，除了水资源的贫乏，还有肥料利用率偏低的问题。我国耕地面积占世界的7%，施肥量却占到了世界施肥总量的30%。不能科学合理地施用化肥也使得农业种植成本增高，造成资源浪费和经济损失，更重要的是对生态环境造成污染，所以必须提高肥料利用率。这样，一方面能降低农业的产品投入，另一方面能保护环境，节约资源。
针对我国施肥不合理和灌溉系统自动化水平较低的问题[1-5]，研究了基于PC机及C8051F80X单片机的智能化滴灌及施肥管理系统，该系统可监控不同土壤的湿度。根据农作物对土壤湿度的不同需要合理灌溉，在进行灌溉的同时，把测土配方后的肥料通过输水管道输送到植物根部，科学合理地进行水肥供给。智能滴管及施肥系统的核心是单片机和PC机。为此，笔者对土壤灌水量与湿度的关系、智能滴灌技术、控制系统的硬软件等部分进行了探讨与研究，同时根据不同的作物对各类肥料有不同的需求率和利用率，对不同的植物采用不同的施肥方式，提高肥料利用率。把灌溉和施肥结合起来，可以完成对作物生长期各个阶段的肥料及水分需求进行统计，形成农业专家数据库，真正作到科技兴农。
1 系统的硬件系统设计
单片机控制由上位机部分和下位机部分组成。上位机同下位机的电平转换功能通过MAX232芯片实现，下位机部分的硬件电路以C8051F80X单片机为核心，外围的硬件电路由信号调理电路、土壤湿度检测电路、控制输出电路、数据显示电路、报警电路组成。采用汇编语言进行编程。上位机和下位机二者通过串行方式通信，故能进行数据的双向传输，通信软件选用具有友好的人机界面的VC编程。系统能够实现的功能有：①土壤的湿度相关参数通过电脑上的人机对话界面来设置;②土壤湿度传感器测到的土壤湿度模拟量可由单片机转换成数字量，LED在显示器上显示湿度值，湿度值通过单片机的串行通信电路传输到PC机上;③所需的灌水量和灌水时间由PC机通过专用程序计算，在界面上显示，灌水信息通过串行口送给单片机，有灌水需要，鸣音报警由单片机系统启动，经驱动放大设备启动电磁阀进行灌水，否则不灌水。该项目还对土壤湿度与灌水量之间的关系进行了试验研究，在对土壤湿度的分析和处理中用到了模糊控制理论，起到了节水灌溉的目的。
“测土、配方、配肥、供应、施肥指导” 是测土配方施肥技术的5个核心环节。该项目主要解决肥料供应的问题，将配好的肥料溶解在灌溉水中，灌水及施肥双管齐下，实现高效农业。另外，利用植物生长的周期较长的特点，把植物生长的各阶段对应的水肥需求信息通过PC机记录，用专门的软件分析计算，得出不同作物生长过程的最佳水肥配比，提高肥料利用率，指导农业生产，起到提高经济效益、节约资源、保护环境的作用。
1.1 滴灌系统
1.1.1 滴头。水流经过滴头的微小的孔隙，成水滴，滴灌进入土壤。
1.1.2 水管系统。水管系统包括毛细管、支管和主管。主管和支管的内径一般为40～100 mm，毛细管的内径大约10 mm，可以选择聚氯乙烯或高压的聚乙烯材料制成。旁通、四通、三通、二通、把毛细管、支管和主管连接上。
1.1.3 前部。前部由过滤器、水泵和化肥罐组成。通过抽水加压同时施入液体肥料（液体肥料灌的容积100～150 L），通过过滤装置滤除杂质;最后水肥液被送进主管。
1.2 单片机控制系统
单片机监测、控制滴灌工程的主要设备并进行各种信息处理，系统结构简图如图1所示。单片机控制系统如图2所示。
1.2.1 单片机的选取。
该系统选用ATMEL标准型单片机C805lF800微控制器系列，该系列微控制器具有快速的电容接触响应功能。电容数字转换器（CDC）集成在C805lF800微控制器上，触摸响应功能可在终端产品中实现。由于高分辨率电容数字转换器获取时间为40 s，中央处理器（C P U）是25MIPS，触摸感应功能既精密又快速，滚轴、机械式按钮及滚轮足以被取代。生产阶段和原型的厚度落差和形状可以由16位分辨率由电容数字转换器和固件补偿，使F800微控制器可以通过设置Threshold值来免除误触，又可以实现高分辨率，终端产品的可靠性得到改善。CPU资源很少被电容数字转换器占用，其他任务被微控制器执行，系统性能进一步提高。
图1 灌溉系统示意
图2 单片机控制系统示意
1.2.2 土壤湿度传感器的选用。
作物生长受土壤水分多少的直接影响，作物在合适的湿度环境下，生长状况好，所以就要选用可以使湿度控制在一定的范围内的土壤湿度传感器，这样农田土壤水分能够被准确、快速地测定，施肥、浇灌和排水措施可以科学地进行。传感器所测土壤水分信息作为该系统的输入信号，因此要合理选择传感器。土壤湿度传感器的测量精度太低，很难精确控制土壤湿度，精度如果太高，会增加支出。综合考虑，以美国生产的AQUA-TEL-TDR便携土壤湿度分析仪作为湿度传感器。它便于携带，可长期放在地下，操作简单，能耗低，其技术参数如下：
①测量土壤水分范围0～100%;
②重复性误差<1%;
③温度范围-60～85 ℃，精度±2 ℃;
④电源12DC±20%，电流40 mA;
⑤输出0～1 mA，可选4～20 mA或0～5 V;
⑥预热时间1 min;
⑦标准电缆30.48 m。
1.2.3 下位机软件编程。
单片机是该系统下位机的核心，汇编语言作为编程语言。汇编语言采用符号地址、指令的助记符、标号等符号进行程序书写，它是单片机软件编程的重要工具。汇编语言能够在系实时控制、智能计算和实时处理等领域中有着十分重要的的地位。单片机的硬件功能可以通过汇编语言被充分实现，程序质量高，软件占用的内存空间小、程序的运算速度很快。而且它和具体单片机合为一体，属于非常通用的低级程序语言设计，使用汇编语言编写的程序，单片机内部的片内RAM单元和工作寄存器可以被用户直接访问，数据的处理过程有针对性。所以，即使如今已经开发很多集成可视化开发环境和高级语言，汇编语言仍然是十分有效的程序设计语言。
1.3 测土配方施肥的研究
以肥料的农田试验和土壤成分测试作为依据，依据土壤的供肥性能、肥料的效应和作物的需肥规律，以肥料合理施用为基础，研究磷、氮、钾和中、微量元素等肥料的配比、施肥方法和施肥阶段。解决和调节作物土壤施肥与土壤需肥之间的差异是测土配方施肥的核心技术。使作物所需的营养元素的补充更有针对性，根据农作物营养元素的缺失情况，有针对性地进行补充和调整，使农作物生长所需营养素达到均衡供给，同时可以使肥料利用率提高，使肥料使用量降低，在使作物增产的同时，提升农作物的品质，实现节约劳力，增加农民收入的目的。
2 系统软件设计
2.1 双机通信
C805lF800单片机和PC机的双机通信软件包括PC机的串行通信软件和单片机的通信软件，PC机的串行通信软件采用VC语言编程，单片机部分采用汇编语言编程。上位机串口通信及可视化界面编程采用VC高级语言編程。
系统工作界面包括土壤湿度下、上限、土壤湿润层深度等参数设置。当用户正确设定了上述参数值，得出需灌水量和灌水时间的数值，上位机将灌水所需时间和土壤湿度下限值通过串行通信口传给单片机。当系统工作正常时，如果土壤湿度值小于或等于土壤湿度下限值被检测到，系统上位机和单片机都可以自动计算出灌溉水量和灌水时间，进行灌水。上位机则对每次灌溉水量和所需养分进行记录，为形成农业专家系统提供基本的数据来源。
2.2 模糊控制灌水
建立于人类思维的模糊性基础之上的模糊控制学与传统自动化控制学有着根本的区别，它可以高效地描述和模仿人的思维方式，反映和总结人的生活经验，能够对复杂系统和事物可进行模糊识别、模糊度量、模糊控制、模糊推理和模糊决策。
模糊控制算法有多种实现形式，常用的方法有通过合成推理发展的合成推理的查表法、关系矩阵法、强度转移法和后件函数法、合成推理的解析公式法等。在对土壤湿度的分析和处理中用到了模糊控制理论，传感器采集到当前的土壤湿度值首先送给控制系统，控制系统对采集到的数据进行处理，系统根据处理后的数据，求出和所设定的土壤的湿度值的偏差E和偏差变化率EC。按照模糊控制理论的要求，偏差E和偏差变化率EC被模糊化处理和规范化，查出模糊控制响应表，得出输出控制量，控制设备的开关。
土壤湿度的控制中引入模糊控制的思想，能够减少水资源的浪费，同时能够根据作物的实际需求合理灌溉，降低农业投入成本，增加农民收入。
参考文献
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作者：杨金红 苏刚 林咏海 洪雪飞