基于計算機Web 3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機信息系統(tǒng)

陳亞莉

(洛陽職業(yè)技術學院 信息技術與城建學院,河南 洛陽 471000)

0 引言

農(nóng)機管理系統(tǒng)包括農(nóng)機綜合信息和農(nóng)機綜合監(jiān)管兩大服務,通過建立農(nóng)機監(jiān)理、農(nóng)機管理、農(nóng)機推廣和農(nóng)機化服務等農(nóng)機業(yè)務管理信息系統(tǒng),使農(nóng)機業(yè)務管理和社會服務完成有效融合,能夠實現(xiàn)包括對農(nóng)田、農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)機專業(yè)合作社、維修服務站、農(nóng)機大戶及培訓機構等的數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、查詢分析,實現(xiàn)政府部門對農(nóng)機組織的快速管理。本文采用計算機Web3D和Java程序相結合的方式,設計了農(nóng)機信息系統(tǒng)。

1 計算機Web 3D技術

1.1 Web 3D技術概述

隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)和軟件技術的快速發(fā)展,虛擬技術也快速發(fā)展起來,未來也將會有更多的3D技術改變?nèi)藗兊娜粘Ｉ?。Web 3D技術是一種能夠在網(wǎng)頁中進行虛擬實現(xiàn)的技術,人們可以通過該技術感知新的世界。作為一種能夠實現(xiàn)可視化的技術,Web 3D必須要能夠解決場景內(nèi)多個物體的碰撞問題,而采用普通Web 3D的矩陣模型可以很好地避免這種界址溢出情況。矩陣模型主要采用圖論和笛卡爾距離能方法進行理論計算和處理。

計算機Web 3D技術采用XML(可擴展標記語言)作為配置文件,啟動一個Web項目時,WEB容器會去讀取它的配置文件web.xml,讀取和兩個結點,實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化。計算機Web 3D技術文件框架如圖1所示。

Web 3D的核心是進行可視化場景(Scene)的設計和搭建,主要包括場景、派生場景,以及Appearance和Sphere兩個節(jié)點,如圖2所示。

圖2 Web 3D可視化場景框架Fig.2 Web 3D Visualization Scene Framework

1.2 Web 3D技術體系結構

Web 3D通常采用3層B/S數(shù)據(jù)傳輸結構,即Client、數(shù)據(jù)Server和通信介質的應用Server等。實現(xiàn)Web 3D的可視化農(nóng)機管理系統(tǒng),一般是采用兩層或者多層的瀏覽器/Sever體系架構。

1)兩層B/S體系架構。兩層B/S體系架構比較簡單,也是目前Web 3D應用最多的體系結構?，F(xiàn)在較多的三維可視化都采用VRML(虛擬現(xiàn)實模型)進行設計,可視化場景應用中一般會采用3DMAX等軟件畫圖,然后將其以VRML格式保存在Sever端;客戶端在進行訪問的時候需要利用VMRL插件進行解析以后,才能正常顯示。兩層B/S體系架構如圖3所示。

采用兩層B/S架構的三維可視化模型,開發(fā)比較簡單,重點主要在三維模型的搭建,然后將模型保存在Server端即可。Client端首次進行訪問時,需要先安裝插件,然后便可以顯示三維環(huán)境。在該模式下,Server只是簡單地充當Web Sever,而對網(wǎng)絡連接和數(shù)據(jù)下載請求要求較低;Client端則是通過渲染插件實現(xiàn)三維場景逼真展現(xiàn),無法實現(xiàn)過多的交互功能。

2)多層B/S體系架構。多層B/S體系架構是最主流的網(wǎng)絡服務架構,應用最廣的是3層體系架構,較多的大型應用都采用這種模型。多層B/S體系架構如圖4所示。

圖4 多層B/S體系架構圖Fig.4 The multilayer B/S architecture diagram

由圖4可以看出:3層B/S架構是在兩層基礎上,添加了數(shù)據(jù)下載和查詢等交互應用。在3層B/S架構基礎上,通過VRML實現(xiàn)Web的可視化操作,實現(xiàn)用戶下載和查詢功能,只需要采用Java語言,即可實現(xiàn)和VRML場景的交互。因此,為了實現(xiàn)農(nóng)機信息系統(tǒng)的開發(fā)和設計,本文采用計算機Web 3D和Java程序開發(fā)將結合的方式。

2 農(nóng)機管理系統(tǒng)架構與設計

2.1 農(nóng)機管理系統(tǒng)總體架構設計

本文研究的農(nóng)機管理系統(tǒng),主要是基于互聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)對人機、作業(yè)、調度、農(nóng)機綜合信息等管理,實現(xiàn)農(nóng)機數(shù)據(jù)信息的共享,并利用共享信息,使多方用戶對農(nóng)機進行高效的管理,實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的農(nóng)機管理時代?；谟嬎銠CWeb 3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機信息系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 農(nóng)機信息系統(tǒng)總體架構圖Fig.5 The overall architecture of agricultural machinery information system

2.2 農(nóng)機管理系統(tǒng)網(wǎng)絡架構設計

農(nóng)機管理系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)多用戶、多網(wǎng)絡間的數(shù)據(jù)信息共享,核心是實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊模塊。農(nóng)機管理系統(tǒng)網(wǎng)絡架構如圖6所示。

圖6 農(nóng)機管理系統(tǒng)網(wǎng)絡架構Fig.6 The network architecture of agricultural machinery management system

本系統(tǒng)以農(nóng)機信息管理系統(tǒng)為研究方向,整合多個用戶群切實交互和查詢需求,通過平板、手機、筆記本電腦及臺式機電腦等多種終端對農(nóng)機信息進行智能化管理和查詢。

2.3 農(nóng)機管理系統(tǒng)功能結構框架設計

農(nóng)機管理系統(tǒng)功能多且復雜,本文采用模塊法的設計方法,將基于計算機Web 3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機信息系統(tǒng)分為人機、作業(yè)、綜合信息和調用4個管理子系統(tǒng),其結構框架如圖7所示。在實際的研究和實現(xiàn)中,每個子系統(tǒng)又會被分為多個不用的管理模塊,每個管理模塊又會被分為多個功能應用模塊。這種模塊化的設計方法可以大大加大開發(fā)速度,也方便后期的升級、移植等,用戶體驗感也會明顯加強,完美地展示了系統(tǒng)開發(fā)中框架設計和系統(tǒng)優(yōu)化的高效思維。

圖7 農(nóng)機管理系統(tǒng)功能結構框架Fig.7 The functional structure framework of agricultural machinery management system

3 農(nóng)機管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 人機管理子系統(tǒng)的設計

農(nóng)機管理系統(tǒng)人機管理子系統(tǒng)主要包括人員信息、農(nóng)業(yè)機械設備信息和系統(tǒng)管理等3個子模塊,如圖8所示。將每個子模塊繼續(xù)細分,則人員信息管理包括農(nóng)戶、機主、機手、維修人員、企業(yè)、專家和管理部門等多個小單元;農(nóng)機管理系統(tǒng)包括包括農(nóng)業(yè)機械設備的基本信息、維修與故障信息及政府補貼信息等;系統(tǒng)管理包括用戶、數(shù)據(jù)保存及系統(tǒng)記錄等信息管理單元。

圖8 人機管理子系統(tǒng)功能框架Fig.8 The functional framework of man-machine managementsubsystem

3.2 作業(yè)管理子系統(tǒng)的設計

農(nóng)機管理系統(tǒng)作業(yè)管理子系統(tǒng)的功能框架如圖9所示。該模塊主要是對農(nóng)機的作業(yè)信息和農(nóng)業(yè)機械設備運行狀況等進行檢測和管理。作業(yè)管理子系統(tǒng)主要針對作業(yè)信息、農(nóng)業(yè)機械設備和系統(tǒng)管理等進行監(jiān)測和管理。其中,作業(yè)信息包括詳情和統(tǒng)計管理兩方面;農(nóng)業(yè)機械設備包括運行參數(shù)監(jiān)測和歷史運行狀態(tài)等參數(shù)信息的查看和檢測;系統(tǒng)管理包括用戶、數(shù)據(jù)保存及系統(tǒng)記錄等信息管理單元。

圖9 作業(yè)管理子系統(tǒng)功能框架Fig.9 The functional framework of job management subsystem

3.3 綜合信息管理子系統(tǒng)的設計

農(nóng)機管理系統(tǒng)綜合信息管理子系統(tǒng)的功能框架如圖10所示。該模塊共有電子商務、培訓、公共信息和系統(tǒng)管理4個子模塊。其中,電子商務包括整機和零配件的銷售和推薦,方便企業(yè)、經(jīng)銷商和用戶銷售購買;在線培訓是主要是對視頻和文檔等培訓資料的管理,方便新型農(nóng)業(yè)機械設備的推廣;公共信息管理主要由新聞、政策法規(guī)、科技信息和新產(chǎn)品推薦等等子單元;系統(tǒng)管理則包括用戶、數(shù)據(jù)保存及系統(tǒng)記錄等信息管理單元。

圖10 綜合信息管理子系統(tǒng)功能框架Fig.10 The functional framework of integrated information management subsystem

3.4 調度管理子系統(tǒng)的設計

農(nóng)機管理系統(tǒng)綜合調度管理子系統(tǒng)的功能框架如圖11所示。該模塊共有作業(yè)信息詳細和統(tǒng)計分析兩個子模塊,可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械設備當前作業(yè)和歷史運行狀態(tài)參數(shù)信息的查詢、管理和分析,以及對調度管理子系統(tǒng)還具有增、刪、改、查和打印的功能。

圖11 調度信息管理子系統(tǒng)功能框架Fig.11 The functional framework of scheduling information management subsystem

4 系統(tǒng)測試與分析

為了驗證基于計算機Web3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和準確性,針對數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計分析、在線監(jiān)測對系統(tǒng)進行了實際的測試。由于系統(tǒng)龐大、模塊較多,本文只簡單舉例對測試內(nèi)容進行分析說明。

1)農(nóng)戶信息管理。以農(nóng)戶信息管理為例,用戶進行管理系統(tǒng)后,可以根據(jù)農(nóng)戶的姓名、性別、聯(lián)系方式等條件進行模糊查詢,而管理員則可以對數(shù)據(jù)信息進行增加、刪除、修改、查詢,農(nóng)戶信息管理界面如圖12所示。

圖12 農(nóng)戶信息管理界面Fig.12 The farmer information management interface

2)農(nóng)機信息管理。該子系統(tǒng)具有訪問全選的用戶,可以根據(jù)姓名、車牌號、聯(lián)系方式等對農(nóng)機信息進行查詢,并可以采用模糊搜索的方式進行查詢,管理員則具有對農(nóng)機信息進行增加、刪除、修改、查詢的權限。農(nóng)機信息管理界面如圖13所示。

圖13 農(nóng)機信息管理界面Fig.13 Agricultural machinery information management interface

測試結果表明:基于計算機Web3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機信息系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和準確性,能夠實現(xiàn)對農(nóng)戶信息、農(nóng)機信息、維護保養(yǎng)信息等數(shù)據(jù)參數(shù)的管理和維護(增加、刪除、修改、查詢),且可以提供移動終端和電腦終端的數(shù)據(jù)信息共享,對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。

5 結論

基于互聯(lián)網(wǎng)技術,采用Web 3D和Java程序開發(fā)相結合的方式,設計了農(nóng)機管理系統(tǒng),實現(xiàn)了對人機、作業(yè)、調度、農(nóng)機綜合信息等管理功能,能夠利用共享信息,使多方用戶對農(nóng)機進行高效的管理。測試結果表明:系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和準確性,能夠實現(xiàn)對農(nóng)戶信息、農(nóng)機信息、維護保養(yǎng)信息等數(shù)據(jù)參數(shù)的管理和維護(增加、刪除、修改、查詢),且可以提供移動終端和電腦終端的數(shù)據(jù)信息共享,對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。