發(fā)布時間：2016-08-22 21:14

  本文關鍵詞：基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理若干關鍵技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京郵電大學》 2014年

基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理若干關鍵技術的研究

劉藝  

【摘要】：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)應用的重要發(fā)展方向之一,將物聯(lián)網(wǎng)技術應用在農(nóng)業(yè)領域?qū)�為農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了不可估量的推動力和無可限量的前景。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中,如何對生產(chǎn)過程中采集到的數(shù)據(jù)進行處理、分析和顯示,使其更好的為農(nóng)業(yè)服務是亟需解決的關鍵問題。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理是位于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的信息應用層,其通過對數(shù)據(jù)進行處理、融合和應用來制定科學的管理決策,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的控制。目前,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的研究還處于研究階段,主要面臨著三方面的挑戰(zhàn)：(1)缺乏考慮農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)動態(tài)性特征和歷史農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)影響的預測模型,使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)動態(tài)性和歷史性被忽略；(2)已有的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)中的知識處理與決策模型幾乎都是基于某一種作物、幾種作物或者針對某個方面開發(fā)的,而能夠處理大數(shù)量、多種類農(nóng)業(yè)知識的知識表示與決策模型還未出現(xiàn)；(3)在處理可定制、多類別農(nóng)產(chǎn)品系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制方面缺乏相應的解決方案。 為了解決以上問題,需要對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的預測模型、知識表示與決策模型等進行系統(tǒng)地研究。本論文的研究著眼于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的預測模型、知識處理與決策模型,以及生產(chǎn)過程訪問控制三方面的關鍵技術。本文首先基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)處理服務的需求,設計了基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理服務架構；其次,在預測模型方面,為體現(xiàn)動態(tài)處理信息及歷史數(shù)據(jù)影響,提出了一種基于輸出-輸入反饋機制的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(IOIF-Elman神經(jīng)網(wǎng)絡)預測模型；在知識處理與決策模型方面,通過動態(tài)繼承和建立分層案例推理經(jīng)驗庫,設計了一種基于類、框架和產(chǎn)生式規(guī)則的知識處理與決策模型；在生產(chǎn)控制方面,針對可定制、多類別農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)訪問控制權限管理困難的問題,提出了一種基于屬性和任務的工作流訪問控制模型,給出了其數(shù)學證明,并詳細闡述了其訪問流程。 本文研究中產(chǎn)生的主要創(chuàng)新點有： (1)針對農(nóng)業(yè)預測中廣泛使用的神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型——BP神經(jīng)網(wǎng)絡無法滿足動態(tài)處理信息和歷史數(shù)據(jù)影響丟失的問題,本文提出了 一種改進的輸出-輸入反饋機制的Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(IOIF-Elman神經(jīng)網(wǎng)絡)預測模型。新模型以動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡Elman神經(jīng)網(wǎng)絡為基礎,在其基礎上增加了輸出層反饋以及前一時刻輸出層反饋,通過反饋層的增加,來體現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)對預測的影響,以獲得較為精準的預測結果。仿真結果表明,IOIF-Elman神經(jīng)網(wǎng)絡比Elman神經(jīng)網(wǎng)絡和BP神經(jīng)網(wǎng)絡具有更好的預測性和穩(wěn)定性。而反饋網(wǎng)絡的加入,使得IOIF-Elman網(wǎng)絡處理動態(tài)信息的能力增強,且更符合實際的應用。(第三章) (2)目前國內(nèi)外已有的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)幾乎都是基于某一作物或幾種相似作物開發(fā)的。然而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所涉及的物種類別繁多,為避免重復開發(fā)帶來的工作負擔,開發(fā)具有通用性、可定制的系統(tǒng),即能夠同時處理多種作物信息的系統(tǒng),是目前農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)研究的一個主要方向。開發(fā)通用性系統(tǒng)最大的難題在于如何處理大數(shù)量、多種類的農(nóng)業(yè)知識。本文提出了一種基于類、框架和產(chǎn)生式規(guī)則的農(nóng)業(yè)知識處理與決策模型。該模型的特點在于以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的關鍵控制點為主線對類進行劃分,并通過建立分層案例庫和引入元案例,加快推理決策的速度。該模型在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)處理與服務系統(tǒng)中實際應用表明,基于類、框架和產(chǎn)生式規(guī)則的知識處理與決策模型,能夠很好地解決通用性農(nóng)業(yè)系統(tǒng)面臨的大數(shù)量、多種類農(nóng)業(yè)知識處理和推理決策等問題。與現(xiàn)有知識處理相比,在知識表示方面更加簡潔、完備,且具有較強的語義理解能力和自動繼承能力；分層思想和元案例的引入,能更準確、迅速的實現(xiàn)推理決策。(第四章) (3)為了優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制能力,針對可定制農(nóng)產(chǎn)品系統(tǒng)中訪問控制權限管理困難的問題,本文提出了一種基于屬性和任務的工作流訪問控制模型,并給出了其數(shù)學證明�？啥ㄖ葡到y(tǒng)能夠為所有農(nóng)產(chǎn)品進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理,但已有的工作流訪問模型不適合用于訪問控制權限的管理和分配的問題。基于屬性和任務的工作流訪問控制模型,通過將用戶和任務屬性化,使屬性與任務、任務與權限聯(lián)系起來,實現(xiàn)對權限的動態(tài)管理。較之其他模型,該模型細粒度化,靈活性好,同時減少了管理代價。該模型在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)處理與服務系統(tǒng)中實際應用,驗證了其可行性。(第五章) 本論文的研究內(nèi)容作為“十二五”農(nóng)村領域國家科技計劃課題項目“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與食品質(zhì)量安全控制體系研究”(編號：2011AA100706)的部分成果,已在“農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)處理與服務系統(tǒng)”中應用,為其提供了有效的解決方案和工程實踐指導,幫助其實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所采集數(shù)據(jù)的處理與服務。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.44;TN929.5
【目錄】：

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10 特約撰稿 周洪波 北京同方軟件股份有限公司常務副總經(jīng)理兼CTO;[N];計算機世界;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董新平;物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)成長研究[D];華中師范大學;2012年

2 鄭欣;物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式發(fā)展研究[D];北京郵電大學;2011年

3 周明;物聯(lián)網(wǎng)應用若干關鍵問題的研究[D];北京郵電大學;2014年

4 蒲海濤;物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下基于上下文感知的智能交互關鍵技術研究[D];山東科技大學;2011年

5 孫運雷;物聯(lián)網(wǎng)服務質(zhì)量動態(tài)保障方法研究[D];北京郵電大學;2014年

6 吳亮;物聯(lián)網(wǎng)技術服務采納與個人隱私信息影響研究[D];電子科技大學;2011年

7 王軍平;基于物聯(lián)網(wǎng)的服務提交關鍵技術與系統(tǒng)的研究[D];北京郵電大學;2013年

8 俞磊;基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧醫(yī)院架構及服務訪問研究[D];合肥工業(yè)大學;2014年

9 楊金翠;物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的控制安全關鍵技術研究[D];北京郵電大學;2013年

10 熊大紅;基于本體的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息智能管理機制研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戴蕾;我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈構建研究[D];北京郵電大學;2011年

2 陳帥;廣西物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D];廣西師范學院;2011年

3 吳凌峰;物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對湖南區(qū)域文化傳播的機遇、挑戰(zhàn)及對策研究[D];中南大學;2011年

4 謝范雄;基于生態(tài)鏈的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用商業(yè)模式研究[D];復旦大學;2011年

5 李磊;口岸物聯(lián)網(wǎng)應用解決方案研究[D];大連海事大學;2010年

6 周世杰;物聯(lián)網(wǎng)的應用及產(chǎn)業(yè)鏈分析[D];北京郵電大學;2011年

7 李志遠;物聯(lián)網(wǎng)技術在船用物資貯運系統(tǒng)的應用研究[D];西安工業(yè)大學;2012年

8 袁東亮;物聯(lián)網(wǎng)的研究與應用[D];中國地質(zhì)大學(北京);2012年

9 張偉;武漢市物聯(lián)網(wǎng)技術路線圖研究[D];湖北工業(yè)大學;2012年

10 宋鑫;物聯(lián)網(wǎng)技術下的人本主義訴求[D];南昌大學;2012年

  本文關鍵詞：基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理若干關鍵技術的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：100641