精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文/熊大平　鄧文佶

圖1　

1　引言

1.1　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是一種通過(guò)智能移動(dòng)終端，采用移動(dòng)無(wú)線通信方式獲取業(yè)務(wù)和服務(wù)的新興業(yè)務(wù)，包含終端、軟件和應(yīng)用三個(gè)層面。終端層包括智能手機(jī)、平板電腦、電子書(shū)、MID等；軟件包括操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)和安全軟件等。

隨著4G通訊等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，也包括像農(nóng)業(yè)這樣的傳統(tǒng)領(lǐng)域。雖然中國(guó)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)有前景廣闊，但是農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)相對(duì)與其它行業(yè)還是相對(duì)落后，在互聯(lián)網(wǎng)的大潮中，隨著手機(jī)、平板電腦等智能移動(dòng)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)概念正在不斷的沖擊著人們的傳統(tǒng)思維方式，中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)必須開(kāi)拓創(chuàng)新，加快信息化建設(shè)，以適應(yīng)政府提出建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的要求。農(nóng)業(yè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以幫助農(nóng)業(yè)企業(yè)商家整合資源、提高效率，率先布局農(nóng)業(yè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，是農(nóng)業(yè)企業(yè)商家站穩(wěn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的捷徑。

1.2　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，我們正越來(lái)越多地將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展科技化、智能化、信息化的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式。

以智能終端為載體，融合GPS、遙感、地理信息系統(tǒng)、人工智能、專家決策系統(tǒng)等技術(shù)和服務(wù)，改造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幫助我們實(shí)現(xiàn)集感知、傳輸、控制、作業(yè)為一體的農(nóng)事管理信息系統(tǒng)，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，從而提高農(nóng)事生產(chǎn)效率，提升品質(zhì)控制能力，完善農(nóng)事服務(wù)體系。

2　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)種植項(xiàng)目簡(jiǎn)介

光明米業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)與水稻“產(chǎn)加銷”物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)、田塊農(nóng)事信息填報(bào)（APP）、農(nóng)資管理、查詢管理等功能，利用手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)作業(yè)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)輸入。示范推廣覆蓋上海光明長(zhǎng)江現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司6000畝糧田。

3　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1　系統(tǒng)總體架構(gòu)

光明米業(yè)精準(zhǔn)種植系統(tǒng)由三部分組成：精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)、精準(zhǔn)種植移動(dòng)管理APP、水稻“產(chǎn)加銷”管理系統(tǒng)（舊有）?？傮w架構(gòu)如圖1。

3.1.1精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)

為滿足光明米業(yè)農(nóng)業(yè)種植精準(zhǔn)、及時(shí)、完整的數(shù)據(jù)上報(bào)要求；農(nóng)資合理配置及領(lǐng)用管理需求；管理層和技術(shù)中心對(duì)農(nóng)事操作的技術(shù)指導(dǎo)、監(jiān)管等需求，開(kāi)發(fā)農(nóng)事管理平臺(tái)。該平臺(tái)收集的農(nóng)事作業(yè)數(shù)據(jù)將同步至光明米業(yè)原有的水稻“產(chǎn)加銷”管理系統(tǒng)。

管理平臺(tái)，基于現(xiàn)在主流J2EE多層體系架構(gòu)：

（1）農(nóng)事操作監(jiān)管。

（2）技術(shù)指導(dǎo)和作業(yè)計(jì)劃維護(hù)。

（3）情況反饋處理。

（4）統(tǒng)計(jì)分析。

3.1.2精準(zhǔn)種植移動(dòng)管理APP

光明米業(yè)精準(zhǔn)種植管理APP部分（以下簡(jiǎn)稱種植管理APP），基于掌務(wù)通平臺(tái)配置及二次開(kāi)發(fā)構(gòu)建。既提供了上報(bào)內(nèi)容的靈活配置，又通過(guò)二次擴(kuò)展開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)填報(bào)信息的校驗(yàn)監(jiān)管以及其他功能擴(kuò)展。

3.1.3水稻“產(chǎn)加銷”管理系統(tǒng)（舊有）

光明米業(yè)原建有水稻“產(chǎn)加銷”管理系統(tǒng)，其中農(nóng)事操作填報(bào)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)種植需求，但其中基礎(chǔ)資料維護(hù)模塊較為完善且能滿足當(dāng)前要求，同時(shí)為其他系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.2　主要業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

3.2.1田塊農(nóng)事信息填報(bào)

田塊農(nóng)事信息填報(bào)流程如下：

（1）光明米業(yè)技術(shù)中心錄入并下發(fā)作業(yè)指導(dǎo)。

（2）由生產(chǎn)大隊(duì)通過(guò)種植管理APP接收作業(yè)指導(dǎo)，并填報(bào)田塊農(nóng)事信息。

（3）信息由種植管理APP通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至APP服務(wù)平臺(tái)。

（4）種植管理APP服務(wù)平臺(tái)存儲(chǔ)并管理田塊農(nóng)事信息，提供查詢服務(wù)。

（5）種植管理APP服務(wù)平臺(tái)定期將田塊農(nóng)事信息同步至精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)。

（6）精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)定期將田塊農(nóng)事信息同步至水稻“產(chǎn)加銷”管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)田塊農(nóng)事信息跨系統(tǒng)共享。

3.2.2農(nóng)資采購(gòu)

農(nóng)資采購(gòu)流程如下：

（1）由農(nóng)業(yè)技術(shù)中心通過(guò)系統(tǒng)填寫(xiě)農(nóng)資采購(gòu)信息（種子、化肥、農(nóng)藥等）。

（2）信息通過(guò)系統(tǒng)同步至精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)。

（3）由精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)匯總后進(jìn)行農(nóng)資采購(gòu)。

3.2.3農(nóng)資領(lǐng)用

農(nóng)資領(lǐng)用流程如下：

（1）由各分部技術(shù)人員通過(guò)系統(tǒng)對(duì)領(lǐng)用農(nóng)資進(jìn)行錄入。

（2）由各分部審核人員對(duì)農(nóng)資錄入進(jìn)行審核。

（3）將農(nóng)資領(lǐng)用信息和審核信息同步至精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)。

（4）由精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)進(jìn)行申領(lǐng)、審核和收貨確認(rèn)。

3.3　系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

3.3.1作業(yè)指導(dǎo)

（1）作業(yè)計(jì)劃維護(hù)。技術(shù)人員在光明米業(yè)精準(zhǔn)種植管理平臺(tái)中錄入和維護(hù)水稻作業(yè)計(jì)劃。并可通過(guò)附件方式上傳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)意見(jiàn)。

（2）作業(yè)計(jì)劃下發(fā)。計(jì)劃、技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)，根據(jù)各生產(chǎn)分部和大隊(duì)不同種植情況、可選擇下發(fā)到具體分部或則下發(fā)到具體生產(chǎn)大隊(duì)，達(dá)到精準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)和提供針對(duì)性生產(chǎn)技術(shù)意見(jiàn)參考。

（3）作業(yè)計(jì)劃和生產(chǎn)技術(shù)意見(jiàn)同步到種植管理APP。作業(yè)計(jì)劃同步到種植管理APP，各生產(chǎn)隊(duì)長(zhǎng)可根據(jù)作業(yè)計(jì)劃安排和填報(bào)作業(yè)內(nèi)容。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)意見(jiàn)，通過(guò)下發(fā)通知的方式，下發(fā)到手機(jī)APP，供各生產(chǎn)大隊(duì)作技術(shù)參考。

3.3.2田塊農(nóng)事信息管理

農(nóng)事操作人員可通過(guò)種植管理APP選擇作業(yè)田塊（可多選）后，選擇所屬作業(yè)指導(dǎo)（生產(chǎn)大隊(duì)可根據(jù)實(shí)際情況，自行安排農(nóng)事操作）；錄入相應(yīng)作業(yè)數(shù)據(jù)。

種植管理APP系統(tǒng)功能包括：

（1）農(nóng)機(jī)作業(yè)。安排農(nóng)機(jī)作業(yè)并記錄農(nóng)機(jī)耕種、農(nóng)機(jī)播種記錄。

（2）肥料運(yùn)籌。對(duì)農(nóng)事作業(yè)中用肥情況進(jìn)行管理，包括：肥料品類、用量、效果等。

（3）化學(xué)除草。記錄化學(xué)除草的防治類型、農(nóng)藥品類、用量等。

（4）病蟲(chóng)防治。記錄病蟲(chóng)防治類型和效果，同時(shí)記錄所用農(nóng)藥品類和用量。

（5）生育進(jìn)程。記錄各階段、作物生長(zhǎng)情況，以及與上階段的對(duì)比。

（6）收獲記錄。記錄各農(nóng)作物收獲情況。

3.3.3農(nóng)資管理

對(duì)光明米業(yè)農(nóng)業(yè)種植中使用的農(nóng)資（種子、化肥、農(nóng)藥）進(jìn)行監(jiān)管管理，包括：

（1）農(nóng)資采購(gòu)。農(nóng)業(yè)技術(shù)中心將種子、化肥、農(nóng)藥的采購(gòu)訂單、入庫(kù)單錄入系統(tǒng)，并通過(guò)系統(tǒng)管理農(nóng)資庫(kù)存數(shù)量。

（2）農(nóng)資分發(fā)。根據(jù)各分部的需求將采購(gòu)的種子、化肥、農(nóng)藥分發(fā)到各農(nóng)業(yè)分部。

（3）農(nóng)資領(lǐng)用、農(nóng)資領(lǐng)用確認(rèn)。分部技術(shù)人員在線錄入種子、化肥、農(nóng)藥領(lǐng)用單。各分部管理人員，對(duì)申領(lǐng)進(jìn)行審批。

（4）農(nóng)資庫(kù)存統(tǒng)計(jì)。實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)各分部農(nóng)資庫(kù)存、各大隊(duì)領(lǐng)用記錄，并與實(shí)際使用量進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)比。

4　核心關(guān)鍵技術(shù)說(shuō)明

4.1　Spring MVC

該系統(tǒng)基于開(kāi)源的Spring框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)中使用了Spring MVC框架，Spring MVC屬于Spring Frame Work的后續(xù)產(chǎn)品，已經(jīng)融合在Spring Web Flow里面。Spring框架提供了構(gòu)建Web應(yīng)用程序的全功能MVC模塊。

4.2　MyBatis

MyBatis是一款優(yōu)秀的持久層框架，它支持定制化SQL、存儲(chǔ)過(guò)程以及高級(jí)映射。MyBatis避免了幾乎所有的JDBC代碼和手動(dòng)設(shè)置參數(shù)以及獲取結(jié)果集。MyBatis可以使用簡(jiǎn)單的 XML或注解來(lái)配置和映射原生信息，將接口和Java的POJOs（Plain Old Java Objects，普通的Java對(duì)象）映射成數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。

4.3　Ajax

Ajax（即異步JavaScript和XML）是一種Web應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的手段，它采用客戶端腳本與Web服務(wù)器直接交換數(shù)據(jù)，不必采用會(huì)中斷交互的完整頁(yè)面刷新，就可以動(dòng)態(tài)地更新Web頁(yè)面，從而打破頁(yè)面重載的范式。使用Ajax，可以創(chuàng)建更加豐富、更加動(dòng)態(tài)的Web應(yīng)用程序用戶界面，其即時(shí)性與可用性甚至能夠接近本機(jī)桌面應(yīng)用程序。

5　結(jié)語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日益擴(kuò)展到了我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化的核心技術(shù)，已經(jīng)逐步被應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)種植、生產(chǎn)加工、倉(cāng)儲(chǔ)、銷售等各個(gè)領(lǐng)域。如何更好地運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，成為我們研究和發(fā)展的重要方向。

本文通過(guò)介紹光明米業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在次項(xiàng)目中的應(yīng)用，重點(diǎn)講述了系統(tǒng)功能、流程、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)架構(gòu)及應(yīng)用，希望本文能給從事農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員提供參考。