水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)外文翻譯

水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)外文翻譯《Applicationofanexpertsystemtomonitoringandcontrolinaquaculture》外文翻譯專家系統(tǒng)在水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測和控制方面中的應(yīng)用DavidD.Harris,FengZhang,PeterH.Sydenham摘要當(dāng)任何測量任務(wù)接近于所需要的學(xué)科觀點(diǎn)時(shí),我們發(fā)現(xiàn),這個(gè)學(xué)科通常包含一系列的數(shù)據(jù)，而且這個(gè)學(xué)科被解釋為一整套的控制語言?，F(xiàn)在的應(yīng)用程序中,測量和控制水質(zhì)是魚健康育種的基礎(chǔ)。這也是之前所說控制的基礎(chǔ),實(shí)時(shí)提供測量數(shù)據(jù),對于確保魚的健康來說是很重要的在。計(jì)算機(jī)把簡化專家系統(tǒng)的應(yīng)用作為基礎(chǔ)控制，以此來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。這篇文章論述了計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)發(fā)展、分布式監(jiān)測和建立專家控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了啟發(fā)式和實(shí)時(shí)變化的知識，增強(qiáng)了自動(dòng)決策的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)一個(gè)重要的特佂是,僅僅使用簡單的計(jì)算機(jī)技能，直接通過訪問專家系統(tǒng)的創(chuàng)建者,就能改變系統(tǒng)的應(yīng)用程序和操作規(guī)程。并允許陌生的用戶，通過構(gòu)建“傳感器知識”來簡化傳感器的設(shè)計(jì)和操作，或指定所需的傳感器，并通過系統(tǒng)提供的要求來建立它們。測量和儀表系統(tǒng)中心(MISC)是一個(gè)澳大利亞南部大學(xué)的研究中心，它的目標(biāo)是發(fā)展更好的測量方法和設(shè)備。所有項(xiàng)目的基礎(chǔ)方法就是運(yùn)用。最近，這個(gè)研究中心正與澳大利亞南部的漁業(yè)部門開展一個(gè)項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目將把這方面的專業(yè)知識與特定應(yīng)用程序應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖的監(jiān)測和控制當(dāng)中。關(guān)鍵詞專家系統(tǒng)、監(jiān)測和控制、知識庫、用戶交互1背景為了體現(xiàn)該地區(qū)一套以知識為基礎(chǔ)的方法論，有必要開發(fā)一個(gè)基本的應(yīng)用程序。2當(dāng)前的水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)踐從海洋網(wǎng)箱到陸地上的池塘，世界各地普遍存在水產(chǎn)養(yǎng)殖。無論淡水或海洋魚類都是養(yǎng)殖的對象,包括鰭魚、甲殼類和軟體動(dòng)物等。然而一些常見的問題出現(xiàn)在這一課題中：?通常水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施的成本很高。?水產(chǎn)養(yǎng)殖的可行性操作依賴于勞動(dòng)力和運(yùn)營成本。?因?yàn)榈湫凸I(yè)過程的差異和水產(chǎn)養(yǎng)殖情況，傳統(tǒng)工業(yè)過程的方法和控制工程并不能簡單的應(yīng)用,?對魚的生理和行為的了解,尤其是在集約農(nóng)業(yè)的情況下,通常是有限的、局部的。?在魚類生長的實(shí)驗(yàn)和建模過程中，對魚類生長緩慢的原因進(jìn)行監(jiān)測和控制具有一定的難度。?根據(jù)大量有關(guān)養(yǎng)魚類生長的不同數(shù)據(jù)可以得出，魚是非常敏感的，如不能保證水質(zhì)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)造成魚類的大量死亡或絕產(chǎn)。?漁民對計(jì)算機(jī)控制設(shè)備有強(qiáng)烈的依賴，因?yàn)樗鼈兙哂刑幚眙~類養(yǎng)殖相關(guān)的大量數(shù)據(jù)的能力。3水質(zhì)飼養(yǎng)魚的目的是培養(yǎng)健康的魚。毫無疑問，影響魚健康的最重要的因素之一是他們所生活水題環(huán)境。水質(zhì)取決于物理、化學(xué)和生物因素的影響。這些因素影響著水的使用;這些因素影響到魚的生存、繁殖、增長、生產(chǎn)或管理。許多系統(tǒng)參數(shù)相互影響，比養(yǎng)殖人員所了解的復(fù)雜的多?？蓽y量發(fā)揮重要作用的物理參數(shù)包括：需要建立一個(gè)新的界面。在我們的例子中,專家系統(tǒng)方案的選擇很大程度上考慮到這一點(diǎn)。英國使用它是因?yàn)樗啽銓?shí)用,同時(shí)也可以在個(gè)人電腦上運(yùn)行。通過了解接口的布局和簡化界面設(shè)計(jì)的規(guī)則操作。我們發(fā)現(xiàn)它沒有難以使用的電子表格軟件。傳感器設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)結(jié)合魚類生長環(huán)境數(shù)據(jù)，指定傳感器網(wǎng)絡(luò)以及單個(gè)傳感器。MISC集團(tuán)開發(fā)了大量標(biāo)準(zhǔn)化格式的軟件包。給定一個(gè)完全集成的具有強(qiáng)大規(guī)則庫的系統(tǒng)，擁有相對簡單的知識水平就可以獲得。圖2。魚缸水質(zhì)控制系統(tǒng)安裝示意圖指定傳感器的性能和規(guī)則庫的數(shù)據(jù)是有必要的，這是向系統(tǒng)提供產(chǎn)品說明和購買適當(dāng)傳感器簡單的一步。農(nóng)民自己制作產(chǎn)品尚處發(fā)展階段。在這里自己的產(chǎn)品沒有得到進(jìn)一步的發(fā)展，除非農(nóng)民具有很高的才能、低成本的儀器、以及維修農(nóng)場的能力和完整的系統(tǒng)服務(wù)。10測試系統(tǒng)10.1系統(tǒng)描述系統(tǒng)由一臺個(gè)人電腦,一組水質(zhì)傳感器,傳感器信號發(fā)送器,通信總線和水質(zhì)報(bào)警設(shè)備等組成。布局規(guī)律如圖所示2。10.2軟件個(gè)人電腦的核心系統(tǒng)和執(zhí)行所有計(jì)算和數(shù)據(jù)管理等控制操作之外。所需的軟件可以分為兩個(gè)基本類別:實(shí)時(shí)性和實(shí)用性。實(shí)時(shí)軟件包括專家系統(tǒng)和各種用c語言編寫的接口開發(fā)程序。專家系統(tǒng)通過通信總線上的設(shè)備提供接口程序。專家系統(tǒng)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)模型的數(shù)據(jù)響應(yīng)和時(shí)間維護(hù)。在任何時(shí)候這些程序都正常運(yùn)行。實(shí)時(shí)軟件監(jiān)測控制的部分,包括接口,數(shù)據(jù)庫管理器(數(shù)據(jù)庫)。專家系統(tǒng)支持整個(gè)系統(tǒng)模型，按照協(xié)議獲得并響應(yīng)相關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)施還提供初始系統(tǒng)設(shè)置、傳感器替換,校準(zhǔn)傳感器工作范圍和修改操作時(shí)間表等。然而,令人期待的是，用戶將通過直接操作專家系統(tǒng)的規(guī)則實(shí)現(xiàn)這些步驟,而不是通過一個(gè)特殊的接口。這里使用的軟件工程戰(zhàn)略是開發(fā)通用軟件,它可以快速和輕松地定制監(jiān)測和控制任務(wù),以及較為復(fù)雜的各種應(yīng)用程序。11操作規(guī)程小規(guī)模專家系統(tǒng)正在使用一個(gè)溫度傳感器和溶解氧傳感器來控制鮑魚池中的增氧機(jī)和冷水機(jī)組設(shè)備。鮑魚水族館是一個(gè)空調(diào)實(shí)驗(yàn)室,所以,水溫22°C,這對鮑魚太熱。顯然沒有晝夜變化的效果。系統(tǒng)并不局限于這種小規(guī)模的操作,它可以擴(kuò)展到數(shù)以萬計(jì)的傳感器和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn),并且每一個(gè)都具有攜帶大量設(shè)備的能力。監(jiān)測溶解氧讀數(shù)為例:?統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間表查詢一個(gè)需要的時(shí)間，?通信系統(tǒng)發(fā)送信號指令，打開傳感器數(shù)字傳輸功能?系統(tǒng)在預(yù)定時(shí)間等待傳感器讀數(shù)穩(wěn)定然后再接收數(shù)據(jù)。?在閱讀溫度的同時(shí),系統(tǒng)還會使用一個(gè)內(nèi)部規(guī)則推導(dǎo)出數(shù)據(jù)表格。?當(dāng)系統(tǒng)接收到的讀數(shù)低于設(shè)定的值時(shí)。?系統(tǒng)啟動(dòng)充氧裝置。?同時(shí)不斷監(jiān)測數(shù)據(jù)。?當(dāng)溶氧量讀數(shù)超過90%飽和度時(shí)，增氧機(jī)關(guān)掉,如此反復(fù)進(jìn)行。注意,用戶可以改變這些規(guī)則不需要任何編程,只需對芯片進(jìn)行編輯。12數(shù)據(jù)庫操作與數(shù)據(jù)庫接口一起建立了數(shù)據(jù)日志記錄功能。所有從傳感器讀取的參數(shù)和系統(tǒng)響應(yīng)和采樣時(shí)間和日期都存儲在數(shù)據(jù)庫中。如果一個(gè)參數(shù)的限制程序在注解字段寫著“**”字樣，那是為了吸引用戶的注意力。日期索引允許從一個(gè)用戶輸入的日期和時(shí)間開始掃描，可以按照日期/時(shí)間順序(向前或向后)排序。但進(jìn)一步提供索引記錄是不可取的。當(dāng)然,用戶也可以構(gòu)建其他指數(shù)數(shù)據(jù)庫。13芯片實(shí)現(xiàn)如上所述,我們使用芯片,是因?yàn)槲覀兏杏X使用簡單，懂電腦的人只要經(jīng)過小小的訓(xùn)練就能夠使用。為了其內(nèi)部規(guī)則開發(fā)和最后的演示,它也有一個(gè)良好的用戶界面,它可以給用戶開發(fā)專家系統(tǒng)。通過數(shù)字總線傳感器，實(shí)現(xiàn)芯片溝通。使用I2C系統(tǒng),是因?yàn)轱w利浦所有必要的功能是提供智能芯片。傳感器上攜帶傳感器信號調(diào)節(jié)電路。是為了向用戶提供一系列的新功能。14測試和結(jié)果系統(tǒng)模擬用戶數(shù)據(jù)輸入傳感器輸出過程已經(jīng)大約三個(gè)月了。該系統(tǒng)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)與傳感器相結(jié)合，并且能夠完整的按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行操作。表明該系統(tǒng)能夠監(jiān)測和控制鮑魚的整個(gè)生長環(huán)境15傳感器接口雖然原理簡單,但專家系統(tǒng)的接口和總線接口之間出現(xiàn)了許多問題I這主要與使用c語言編寫的接口程序有關(guān)。這是由于C語言編譯器選擇的局限性越來越復(fù)雜。一旦解決，這些問題將不再發(fā)生。操作界面有兩個(gè)方面的用戶界面,操作界面和接口界面。操作使用界面是用戶簡單地使用該系統(tǒng),而不修改它。晶芯片為系統(tǒng)建設(shè)者提供了一個(gè)用戶界面,這個(gè)用戶界面很好的使用了圖形和顏色。用戶界面包括信息、數(shù)據(jù)輸入、菜單、幫助和簡單的圖形。16用戶操作規(guī)則用于設(shè)置規(guī)則庫和修改它的接口規(guī)則，雖然很容易被使用,但也有一些未經(jīng)訓(xùn)練的“陷阱”。接口允許用戶生成一個(gè)規(guī)則結(jié)構(gòu),但并不控制該結(jié)構(gòu)的形成。系統(tǒng)操作尤其是更新,極大地促進(jìn)了用戶創(chuàng)建一個(gè)混亂的規(guī)則網(wǎng)絡(luò)。不幸的是,清理這樣的規(guī)則是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù),因此了解更多的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比創(chuàng)造一個(gè)良好的結(jié)構(gòu)更重要。這樣用戶訪問規(guī)則結(jié)構(gòu)當(dāng)然是可能的,甚至是簡單的,用戶經(jīng)訓(xùn)練創(chuàng)建解決非常復(fù)雜的問題的規(guī)則它也同樣容易。17計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)存需求在這個(gè)應(yīng)用程序中,芯片有兩個(gè)接口程序,運(yùn)行數(shù)據(jù)庫接口和總線接口,這兩個(gè)接口同時(shí)常駐內(nèi)存。這使得個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量要有巨大需求。提供相應(yīng)的預(yù)警信號可以使其擴(kuò)展。當(dāng)然,克服640kb的限制很容易被實(shí)現(xiàn)。18摘要和結(jié)論這項(xiàng)研究表明,使用一個(gè)很可行的專家系統(tǒng)作為一個(gè)監(jiān)測和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),有許多重要的潛在的好處。這些好處在一定程度上為實(shí)現(xiàn)良好的用戶界面上提供了直接的參考信息。原則上,系統(tǒng)可編程邏輯控制器和微處理器的功能可用好幾年，這些功能只有在專業(yè)人員那里可以實(shí)現(xiàn)。漁場很少有這種能力。我們相信使用一個(gè)易于使用的專家系統(tǒng)克服這一障礙,提供這種技術(shù)的域用戶技術(shù)技能是在較低的水平。19致謝戴維哈里斯是由澳大利亞研究委員會的國家研究獎(jiǎng)學(xué)金贊助,馮張?jiān)谀习拇罄麃喆髮W(xué)工作期間由中華人民共和國山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所贊助。南澳大利亞漁業(yè)在水族館的供應(yīng),動(dòng)物,海水和飼料,以及整個(gè)項(xiàng)目的建議和幫助。20參考文獻(xiàn)1Tyss0,Arne'Computeraidedmodelingofaquacultureplants'Modeling,IdentificationandControlVol7No4(1986)pp189-1982Bjordal,~,Fioen,S,FosseidengenJE,Totland,B,Ovredal,JT,Fern￠,AandIluse,I'Monitoringbiologicalandenvironmentalparametersinaqua-culture'Modeling,IdentificationandControlVol7No4(1986)pp209-2183TropaquaAquacultureServicesInformationon'Oxyguard'dissolvedoxygensensor.Townsville,4Plaia,WilliamC'AcomputerizedenvironmentalmonitoringandcontrolsystemforuseinaquacultureAquaculturalEngineeringVol6(1987)pp27-375Hansen,Erik'Computeraidedcontrolandmonitoringofaquacultureplants'Modeling,IdentificationandControlVol8No1(1987)pp27-386Losordo,ThomasM,Piedrahita,RaulHandEbeiing,JamesM'Anautomatedwaterqualitydataacquisitionsystemforuseinaquacultureponds'AquaculturalEngineeringVol7(1988)pp265-2787MaeKinlay,DD'Computerassistedsalmonhatcherydesignsystem'AmericanSocietyofAgriculturalEngineers,summermeeting,MichiganStateUniversity,8Anon.'Newon-farmmonitor'FishFarmerUK,May/June(1989)p519Cobb,JD'Flexibilityforfieldbusmessaging'ProcessandControlEngineering(October1989)pp110-11210MeNamara,A,LockLeeLGandTeh,KC'Experiencesindevelopinganintelligentoperatorguidancesystem'Proc.ofAustralianJointArtificialIntelligenceConferenceAdelaide(1988)11Barber,TJ,Marshall,GandBoardman,JT'Tutorial-aphilosophyandarchitectureforarule-basedframesystem:RBFS'EngineeringApplicationsofArttficialIntelligenceVol1No2(1988)pp67-8612Houvenagbel,GTandHuertT'Computer-aidedproductionmodellinginfishfarmingappliedtotheeel'IFACAutomationandDataProcessingin