基于動態(tài)云的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)探討

尹 麗

衡水學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，河北 衡水 053000

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得云計算得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前，云計算的架構(gòu)一般為強(qiáng)數(shù)據(jù)中心、弱客戶端的模式，其中，云平臺（強(qiáng)數(shù)據(jù)中心）要對各種各樣的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，因此就產(chǎn)生了許多的問題[1]。智慧農(nóng)業(yè)包括了農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、運輸、銷售、售后等各個環(huán)節(jié)，其中包含了海量的數(shù)據(jù)信息，處理起來較為麻煩[2]。因此，可以將動態(tài)云架構(gòu)合理的應(yīng)用到智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)的建設(shè)過程中，在需要的時候把智慧農(nóng)業(yè)的客戶端資源信息加入云中心里面，在其他的情況下，把智慧農(nóng)業(yè)的客戶端作為普通的形式進(jìn)行處理，這樣就減少了資金的投入，避免了資源的浪費。

一、云計算的現(xiàn)狀分析

云計算是結(jié)合了分布式計算、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)存儲等相關(guān)技術(shù)而發(fā)展形成的產(chǎn)物，擁有服務(wù)可計量化、資源的透明化、資源配置動態(tài)化等一系列特點[3]。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得云計算得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是其需要的投入資金較大。此外，云數(shù)據(jù)中心對資源配置的要求較高，需要為用戶提供全天的計算服務(wù)，而且用于數(shù)據(jù)處理的服務(wù)器數(shù)量將會越來越多，這些引起了人們對于服務(wù)器用電量的擔(dān)憂[4]。由此可見，云計算的力量非常強(qiáng)大，云中心的資源配置都是頂尖的高配置，但是其成本也會隨之增加。因此，如何在智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)的建設(shè)過程中，緩解云中心的壓力，降低投資成本，是本文需要研究的重點內(nèi)容。

二、智慧農(nóng)業(yè)的概述

智慧農(nóng)業(yè)是各種現(xiàn)代化信息技術(shù)的綜合體現(xiàn)，主要有云計算、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)等[5]。智慧農(nóng)業(yè)主要包含農(nóng)產(chǎn)品的養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工、存儲運輸、銷售售后以及企業(yè)監(jiān)管等各個環(huán)節(jié)。在農(nóng)產(chǎn)品的養(yǎng)殖過程中，對各種農(nóng)作物以及水產(chǎn)、禽類等實施科學(xué)的管理，要對作物生長的每一個狀態(tài)進(jìn)行實時的記錄；在農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中，要根據(jù)相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品的資料信息，主要對這一生產(chǎn)過程進(jìn)行追蹤記錄；在農(nóng)產(chǎn)品的存儲運輸環(huán)節(jié)當(dāng)中，要對農(nóng)產(chǎn)品存儲倉庫的數(shù)量進(jìn)行核查，在農(nóng)產(chǎn)品運輸?shù)臅r候，要實施精細(xì)化的物流管理，做好運輸車輛的追蹤與調(diào)度工作；在農(nóng)產(chǎn)品的銷售及售后過程中，要具有農(nóng)產(chǎn)品的信息展示、交易記錄和溯源查詢等方面的環(huán)節(jié)。此外，上述的各個環(huán)節(jié)都要有相關(guān)政府部門的監(jiān)管與指揮，實時進(jìn)行監(jiān)控、跟蹤以及管理。本文主要對怎樣把農(nóng)產(chǎn)品操作的各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息科學(xué)、合理地在客戶端完成管理與存儲等功能進(jìn)行研究，以便減少云中心數(shù)據(jù)處理的壓力，實現(xiàn)資源的合理配置，投入資金的有效使用。

三、基于動態(tài)云的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)

在智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)當(dāng)中，使用傳統(tǒng)的強(qiáng)數(shù)據(jù)中心、弱客戶端的模式，其架構(gòu)形式如圖1所示，其中，用戶能夠和云中心實現(xiàn)交流，全部數(shù)據(jù)都在云中心里面進(jìn)行處理。但是使用基于動態(tài)云的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)模式，其形式如圖2所示，看起來用戶是在和云中心進(jìn)行實時交流，但是其實云中心只是相當(dāng)于一個中轉(zhuǎn)站，數(shù)據(jù)的存儲以及處理由農(nóng)業(yè)企業(yè)的終端設(shè)備完成，使得云中心的數(shù)據(jù)處理能力被減小了。而對于用戶而言，完全不會有影響，不需要對云中心的架構(gòu)進(jìn)行了解，可以根據(jù)與用戶的交互情況，對架構(gòu)進(jìn)行合理的選擇。

圖1 強(qiáng)數(shù)據(jù)中心、弱客戶端的架構(gòu)模式

圖2 動態(tài)云架構(gòu)

基于動態(tài)云的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)動態(tài)存儲、數(shù)據(jù)動態(tài)處理以及資源虛擬化等方面的內(nèi)容，現(xiàn)階段，對于云計算架構(gòu)模式而言，對于全部的信息數(shù)據(jù)都是進(jìn)行集中存儲管理的。數(shù)據(jù)資源由相應(yīng)的云服務(wù)中心管理儲存，使得云中心的存儲資源空間嚴(yán)重不足，企業(yè)客戶端缺乏自主性，而且用戶的信息資源都存儲在云中心里面，造成了資金的投入力度過大，網(wǎng)絡(luò)訪問過于頻繁等問題。而且國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)較為擁堵，不能滿足眾多網(wǎng)絡(luò)用戶的需求，幾乎不可能達(dá)到理想的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。因此，把處理后的數(shù)據(jù)資源存儲到終端用戶節(jié)點中，用戶僅僅對云中心提供的列表進(jìn)行訪問，這在一定程度上緩解了服務(wù)器的壓力。

客戶端的數(shù)據(jù)動態(tài)處理主要是客戶端的數(shù)據(jù)處理能力應(yīng)用到云中心里面，當(dāng)客戶端工作的時候，也可以為其余的客戶端進(jìn)行服務(wù)，其中有農(nóng)業(yè)公司、消費者等[6]。比如，在消費者購買農(nóng)產(chǎn)品的時候，如果想要獲得此農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)加工到最終售賣等一系列環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，這時該農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、運輸數(shù)據(jù)以及企業(yè)的管理數(shù)據(jù)等，它們都存儲在相應(yīng)的企業(yè)的終端當(dāng)中，通過一定的流程高效、迅速地把有價值的數(shù)據(jù)信息調(diào)取出來，將其數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理。這種方式能夠把動態(tài)數(shù)據(jù)處理能力完整的展示出來，極大地提高的數(shù)據(jù)查詢的質(zhì)量和效率。因此，在動態(tài)云架構(gòu)模式中，數(shù)據(jù)的動態(tài)處理發(fā)揮了較為重要的作用。

客戶端的資源虛擬化主要是把客戶終端的設(shè)備裝置、軟件、數(shù)據(jù)信息等內(nèi)容進(jìn)行資源虛擬化。因此，可以把一組當(dāng)中相同的客戶端資源，通過抽象、組合等形式，將其當(dāng)作云中心的接口部分，當(dāng)用戶進(jìn)行訪問的過程中，是通過統(tǒng)一化的接口形式，進(jìn)而準(zhǔn)確地判斷出資源是來自于客戶端還是服務(wù)端以及具體的端口位置，從而完成了資源的虛擬化過程。當(dāng)消費者查看相關(guān)資源的過程中，就像是由云中心提供的資源，卻感受不到是由客戶端提供的資源，因此，也就有效地實現(xiàn)了終端設(shè)備共享以及訪問的一體化。而與之相反的是，當(dāng)農(nóng)業(yè)企業(yè)想要查看數(shù)據(jù)信息的時候，即使是在本地獲得的，企業(yè)自身還是認(rèn)為由云中心提供資源，這主要是相關(guān)的數(shù)據(jù)資源被虛擬化的結(jié)果，這也在一定程度上保證了數(shù)據(jù)資源的安全、可靠性。

四、實際應(yīng)用

在實際的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)當(dāng)中，可以把智慧農(nóng)業(yè)分為三個等級：省級農(nóng)業(yè)管理部門、縣級農(nóng)業(yè)管理部門以及農(nóng)業(yè)企業(yè)。

一級農(nóng)業(yè)企業(yè)主要對各種農(nóng)作物的種植記錄、生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、運輸數(shù)據(jù)、銷售售后服務(wù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)管、應(yīng)用細(xì)節(jié)、報表結(jié)果等進(jìn)行處理與管理。首先在系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的分類與管理，一些重要的數(shù)據(jù)要進(jìn)行加密處理。當(dāng)企業(yè)訪問數(shù)據(jù)的過程中，要對其訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的記錄，從而使得企業(yè)認(rèn)為數(shù)據(jù)由服務(wù)端提供，進(jìn)一步完成資源的虛擬化。一般情況下，云中心只對訪問數(shù)據(jù)的鏈接及其相關(guān)要求進(jìn)行管理與儲存，將數(shù)據(jù)資源存放于客戶端當(dāng)中，用戶進(jìn)行訪問時，把相應(yīng)的企業(yè)數(shù)據(jù)放到云里面，從而完成云的動態(tài)擴(kuò)展，而其他情況下全部的數(shù)據(jù)資源都是存放在客戶端當(dāng)中的。

二級地方縣級農(nóng)業(yè)部門主要對農(nóng)業(yè)企業(yè)中各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管數(shù)據(jù)以及報表數(shù)據(jù)等進(jìn)行管理與存儲。與企業(yè)的數(shù)據(jù)管理相比較，系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的處理也是一樣的，對于加密的、分類的數(shù)據(jù)存放在云中心，而其余的數(shù)據(jù)則存放在縣級農(nóng)業(yè)管理部門的客戶端當(dāng)中。

三級省級農(nóng)業(yè)管理部門是真正的云數(shù)據(jù)中心，主要對縣級的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、企業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，同時完成氣象數(shù)據(jù)、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急處理、農(nóng)作物生產(chǎn)情況評估預(yù)測等工作，以及對所有的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計管理。

五、結(jié)語

本文通過對基于動態(tài)云的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)的研究，使人們了解到了，通過動態(tài)云的架構(gòu)模式，判斷農(nóng)業(yè)企業(yè)終端是否加入云中心里面，從而完成了云中心的動態(tài)擴(kuò)展等功能，保證了數(shù)據(jù)信息的動態(tài)存儲、動態(tài)處理以及資源的虛擬化。根據(jù)對智慧農(nóng)業(yè)的實際應(yīng)用分析，說明了該智慧農(nóng)業(yè)動態(tài)云架構(gòu)不僅能夠降低投入資金的使用、緩解網(wǎng)絡(luò)資源配置的壓力，而且也能夠減少云中心數(shù)據(jù)處理的壓力，實現(xiàn)資源的合理配置。因此，基于動態(tài)云的智慧農(nóng)業(yè)架構(gòu)具有實際的應(yīng)用價值。