精準農業種植系統的設計與實現

文/熊大平　鄧文佶

圖1　

1　引言

1.1　移動互聯網技術簡介

移動互聯網是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信方式獲取業務和服務的新興業務，包含終端、軟件和應用三個層面。終端層包括智能手機、平板電腦、電子書、MID等；軟件包括操作系統、中間件、數據庫和安全軟件等。

隨著4G通訊等網絡技術的不斷發展，移動互聯網已經各個行業和領域得到廣泛應用，也包括像農業這樣的傳統領域。雖然中國農業市場有前景廣闊，但是農業信息化建設相對與其它行業還是相對落后，在互聯網的大潮中，隨著手機、平板電腦等智能移動設備的廣泛應用，移動互聯網概念正在不斷的沖擊著人們的傳統思維方式，中國農業產業必須開拓創新，加快信息化建設，以適應政府提出建設社會主義新農村的要求。農業移動互聯網系統可以幫助農業企業商家整合資源、提高效率，率先布局農業移動互聯網，是農業企業商家站穩農業經濟市場的捷徑。

1.2　移動互聯網在農業領域應用現狀

在農業生產領域，我們正越來越多地將移動互聯網技術與農業生產、加工、銷售等產業鏈環節結合，實現農業發展科技化、智能化、信息化的農業發展方式。

以智能終端為載體，融合GPS、遙感、地理信息系統、人工智能、專家決策系統等技術和服務，改造農業生產的各個環節，同時運用移動互聯網技術幫助我們實現集感知、傳輸、控制、作業為一體的農事管理信息系統，將農業生產的各環節進行信息化、標準化、規范化，從而提高農事生產效率，提升品質控制能力，完善農事服務體系。

2　精準農業種植項目簡介

光明米業精準農業種植系統基于移動互聯網技術實現與水稻“產加銷”物聯網管理平臺對接，實現作業指導、田塊農事信息填報（APP）、農資管理、查詢管理等功能，利用手機APP實現作業數據現場實時輸入。示范推廣覆蓋上海光明長江現代農業有限公司6000畝糧田。

3　精準農業種植系統的設計與實現

3.1　系統總體架構

光明米業精準種植系統由三部分組成：精準種植管理平臺、精準種植移動管理APP、水稻“產加銷”管理系統（舊有）。總體架構如圖1。

3.1.1精準種植管理平臺

為滿足光明米業農業種植精準、及時、完整的數據上報要求；農資合理配置及領用管理需求；管理層和技術中心對農事操作的技術指導、監管等需求，開發農事管理平臺。該平臺收集的農事作業數據將同步至光明米業原有的水稻“產加銷”管理系統。

管理平臺，基于現在主流J2EE多層體系架構：

（1）農事操作監管。

（2）技術指導和作業計劃維護。

（3）情況反饋處理。

（4）統計分析。

3.1.2精準種植移動管理APP

光明米業精準種植管理APP部分（以下簡稱種植管理APP），基于掌務通平臺配置及二次開發構建。既提供了上報內容的靈活配置，又通過二次擴展開發，實現對填報信息的校驗監管以及其他功能擴展。

3.1.3水稻“產加銷”管理系統（舊有）

光明米業原建有水稻“產加銷”管理系統，其中農事操作填報方式已經不能滿足現代農業精準種植需求，但其中基礎資料維護模塊較為完善且能滿足當前要求，同時為其他系統提供基礎數據服務。

3.2　主要業務流程設計

3.2.1田塊農事信息填報

田塊農事信息填報流程如下：

（1）光明米業技術中心錄入并下發作業指導。

（2）由生產大隊通過種植管理APP接收作業指導，并填報田塊農事信息。

（3）信息由種植管理APP通過移動互聯網傳輸至APP服務平臺。

（4）種植管理APP服務平臺存儲并管理田塊農事信息，提供查詢服務。

（5）種植管理APP服務平臺定期將田塊農事信息同步至精準種植管理平臺。

（6）精準種植管理平臺定期將田塊農事信息同步至水稻“產加銷”管理系統，實現田塊農事信息跨系統共享。

3.2.2農資采購

農資采購流程如下：

（1）由農業技術中心通過系統填寫農資采購信息（種子、化肥、農藥等）。

（2）信息通過系統同步至精準種植管理平臺。

（3）由精準種植管理平臺匯總后進行農資采購。

3.2.3農資領用

農資領用流程如下：

（1）由各分部技術人員通過系統對領用農資進行錄入。

（2）由各分部審核人員對農資錄入進行審核。

（3）將農資領用信息和審核信息同步至精準種植管理平臺。

（4）由精準種植管理平臺進行申領、審核和收貨確認。

3.3　系統功能模塊設計

3.3.1作業指導

（1）作業計劃維護。技術人員在光明米業精準種植管理平臺中錄入和維護水稻作業計劃。并可通過附件方式上傳農業生產技術意見。

（2）作業計劃下發。計劃、技術指導意見，根據各生產分部和大隊不同種植情況、可選擇下發到具體分部或則下發到具體生產大隊，達到精準作業指導和提供針對性生產技術意見參考。

（3）作業計劃和生產技術意見同步到種植管理APP。作業計劃同步到種植管理APP，各生產隊長可根據作業計劃安排和填報作業內容。農業生產技術意見，通過下發通知的方式，下發到手機APP，供各生產大隊作技術參考。

3.3.2田塊農事信息管理

農事操作人員可通過種植管理APP選擇作業田塊（可多選）后，選擇所屬作業指導（生產大隊可根據實際情況，自行安排農事操作）；錄入相應作業數據。

種植管理APP系統功能包括：

（1）農機作業。安排農機作業并記錄農機耕種、農機播種記錄。

（2）肥料運籌。對農事作業中用肥情況進行管理，包括：肥料品類、用量、效果等。

（3）化學除草。記錄化學除草的防治類型、農藥品類、用量等。

（4）病蟲防治。記錄病蟲防治類型和效果，同時記錄所用農藥品類和用量。

（5）生育進程。記錄各階段、作物生長情況，以及與上階段的對比。

（6）收獲記錄。記錄各農作物收獲情況。

3.3.3農資管理

對光明米業農業種植中使用的農資（種子、化肥、農藥）進行監管管理，包括：

（1）農資采購。農業技術中心將種子、化肥、農藥的采購訂單、入庫單錄入系統，并通過系統管理農資庫存數量。

（2）農資分發。根據各分部的需求將采購的種子、化肥、農藥分發到各農業分部。

（3）農資領用、農資領用確認。分部技術人員在線錄入種子、化肥、農藥領用單。各分部管理人員，對申領進行審批。

（4）農資庫存統計。實時統計各分部農資庫存、各大隊領用記錄，并與實際使用量進行關聯對比。

4　核心關鍵技術說明

4.1　Spring MVC

該系統基于開源的Spring框架進行開發。開發中使用了Spring MVC框架，Spring MVC屬于Spring Frame Work的后續產品，已經融合在Spring Web Flow里面。Spring框架提供了構建Web應用程序的全功能MVC模塊。

4.2　MyBatis

MyBatis是一款優秀的持久層框架，它支持定制化SQL、存儲過程以及高級映射。MyBatis避免了幾乎所有的JDBC代碼和手動設置參數以及獲取結果集。MyBatis可以使用簡單的 XML或注解來配置和映射原生信息，將接口和Java的POJOs（Plain Old Java Objects，普通的Java對象）映射成數據庫中的記錄。

4.3　Ajax

Ajax（即異步JavaScript和XML）是一種Web應用程序開發的手段，它采用客戶端腳本與Web服務器直接交換數據，不必采用會中斷交互的完整頁面刷新，就可以動態地更新Web頁面，從而打破頁面重載的范式。使用Ajax，可以創建更加豐富、更加動態的Web應用程序用戶界面，其即時性與可用性甚至能夠接近本機桌面應用程序。

5　結語

隨著互聯網的蓬勃發展，互聯網特別是移動互聯網技術也日益擴展到了我們生活的各個領域，農業產業已成為移動互聯網技術的一個重要的應用領域。移動互聯網技術作為農業生產信息化的核心技術，已經逐步被應用到了農業種植、生產加工、倉儲、銷售等各個領域。如何更好地運用移動互聯網技術助力農業生產，實現精準農業系統，成為我們研究和發展的重要方向。

本文通過介紹光明米業精準農業系統的設計與實現以及移動互聯網信息技術在次項目中的應用，重點講述了系統功能、流程、設計與實現以及移動互聯網信息技術架構及應用，希望本文能給從事農業信息化領域的相關技術人員提供參考。