農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

劉劍橋　孫剛　劉佳　魏夢雪

摘 要：現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)航空技術已成為各國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的關鍵技術，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有很大比重.在我國由于土地流轉等原因，高效的無人機植保在農(nóng)業(yè)上應用前景廣闊，但價格昂貴和配套服務滯后，導致無人機的推廣受阻.所以，設計并且實現(xiàn)經(jīng)濟高效的農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)，顯得尤為重要.本系統(tǒng)采用現(xiàn)如今流行的B/S架構，后臺運用開源免費的Java語言編寫業(yè)務代碼，并結合Mysql數(shù)據(jù)庫.前端運用JavaScript以及jQuery并且整合Spring Boot、Spring Security、Mybatis和Redis框架;根據(jù)實際應用情況，從各個方面分析開發(fā)出具有用戶管理、檔案管理、作業(yè)管理和日志管理等功能的系統(tǒng).

關鍵詞：無人機;植保;信息管理;Java

中圖分類號：S252? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）11-0085-03

目前，在我國糧食農(nóng)作物的生產(chǎn)過程中，病蟲害防治仍然是人工為主.相關的分析和預測表明中國農(nóng)業(yè)航空業(yè)是一個尚未完全啟動的大型產(chǎn)業(yè).中國作為一個農(nóng)業(yè)大國擁有一個安全和高效的現(xiàn)代化生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設的必然目標.面對日益增長的農(nóng)用植保無人機使用頻率，建設農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)就顯得很有必要[1].我們設計和實現(xiàn)了一個農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)，能夠有效地管理無人機作業(yè)信息，為農(nóng)用植保無人機的發(fā)展提供非常廣大的平臺.使用該軟件系統(tǒng)，可以直觀地查看在本系統(tǒng)登記的設備工作狀況，包括設備當前以及歷史運行路線，不同單位管轄下的各個設備工作情況.

2 系統(tǒng)分析

2.1 數(shù)據(jù)流圖

數(shù)據(jù)流圖是結構化分析方式中使用的工具，一般由外部實體、數(shù)據(jù)流、處理邏輯以及數(shù)據(jù)存儲組成[2-3].這里的外部實體有設備、組織和系統(tǒng)管理員，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖如圖1所示.

2.2 數(shù)據(jù)模型

根據(jù)農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求，系統(tǒng)應有組織、設備、位置信息、用戶、角色和權限等實體[4]，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型如圖2所示.

3 系統(tǒng)設計

3.1 功能設計

農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)主要有系統(tǒng)管理、檔案管理、作業(yè)管理和日志管理等功能模塊[5-6]，功能結構圖如圖3所示.

3.1.1 用戶管理

本系統(tǒng)用戶分為三類，系統(tǒng)管理員、組織用戶和普通用戶.普通用戶和組織用戶統(tǒng)一由系統(tǒng)管理員進行管理，包括用戶的創(chuàng)建、刪除、密碼修改和用戶權限控制.普通用戶和組織用戶具體信息可以在用戶登錄系統(tǒng)之后進行修改和添加.由于不同類型用戶權限不同，因此，系統(tǒng)管理員和其他用戶登錄之后的功能視圖不同.

組織用戶對應多個普通用戶，每個普通用戶對應一臺設備.

由于本系統(tǒng)的特殊性，系統(tǒng)管理員會創(chuàng)建其他的用戶，其他用戶只能用系統(tǒng)管理員提供的賬號密碼進行登錄，然后使用本系統(tǒng).

3.1.2 檔案管理

通過檔案管理，可以查看本系統(tǒng)內(nèi)所有的用戶，以及每個用戶擁有的設備數(shù)量以及詳細信息.

3.1.3 作業(yè)管理

通過作業(yè)管理，可以對本系統(tǒng)內(nèi)的所有設備進行作業(yè)監(jiān)控，查看設備的運行路線.

3.1.4 日志管理

通過日志管理，可以查看所有在本系統(tǒng)登錄的用戶登錄情況.

3.2 數(shù)據(jù)庫設計

根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，需要建立用戶表、角色表、權限表、用戶角色中間表、角色權限中間表、設備表、設備用戶表、組織表、設備定位信息表、設備定位信息索引表等[7]，主要數(shù)據(jù)庫表如表1至表5所示.

5 系統(tǒng)實現(xiàn)

農(nóng)用植保無人機信息管理系統(tǒng)采用現(xiàn)如今流行的B/S架構，后臺運用開源免費的Java語言編寫業(yè)務代碼，并結合Mysql數(shù)據(jù)庫.前端運用JavaScript以及jQuery并且整合Spring Boot、Spring Security、Mybatis和Redis框架[8-9].

當系統(tǒng)管理員進入該系統(tǒng)時，可以在功能菜單欄查看和使用系統(tǒng)功能，系統(tǒng)后臺首頁如圖4所示.

系統(tǒng)管理員的權限最大，可以在首頁通過快捷搜索框，方便的搜索查看任意設備的運行情況.

在設備管理界面可以查看已經(jīng)添加的設備，并且可以根據(jù)名稱查找相應的設備，設備管理頁面如圖5所示.

在組織管理界面可以查看已經(jīng)創(chuàng)建的組織，并且可以根據(jù)名稱查找相應的組織，組織管理頁面如圖6所示.

作業(yè)操作是所有用戶都可以進行操作的，包括對設備進行實時監(jiān)控、當日記錄查看、歷史記錄查看等，作業(yè)管理頁面如圖7所示.

選中其中的某一條記錄點擊查看，跳轉到地圖界面，在地圖查看設備運行軌跡，設備運行軌跡位置信息如圖8所示.

系統(tǒng)管理員可以查看日志，查看日志頁面如圖9所示.

6 結束語

該農(nóng)用植保無人機管理信息系統(tǒng)采用瀏覽器/服務器的架構，它可以直接添加模塊和增加系統(tǒng)的功能，而不改變系統(tǒng)架構.只要在可以上網(wǎng)的計算機上就可以進行客戶端的安裝和維護.如果用戶想要更多的模塊添加到系統(tǒng)中，可以使用其他模塊為模板，因此，該系統(tǒng)的擴展是很容易的.該系統(tǒng)本身存在著一些不足之處，在下一階段，我們將進一步美化人機交互界面，豐富頁面樣式，使用戶使用更加方便快捷;進一步優(yōu)化數(shù)據(jù)結構，減少代碼運行時間，降低計算機占用資源.

參考文獻：

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