飼料樣品采集信息管理系統設計與實現

文/羅清堯 薛夫光 呂堅強

1 引言

近年來，隨著嵌入式技術、無線通信技術的發展，加之硬件性能的不斷提高，智能移動終端得到廣泛普及，已成為人們生活中不可缺少的一部分，智能移動終端在各行各業的移動應用越來越普遍。移動終端上全球定位系統(Global Posioton System, GPS)等定位技術的廣泛應用，使得地理位置的獲取也變得更加容易：如通過GPS、WIFI、無限蜂窩網等。基于位置的服務（Location Based Service，LBS）由此得到了迅猛的發揮和普及。基于地理位置信息的移動終端主要包括安卓、蘋果系統的環境信息或物聯網信息采集系統、農業信息服務等技術都已應用到現代農業之中。

飼料采樣，即從待測飼料原料或產品中獲取一定數量、具有代表性樣品的過程。不同類別的飼料都有相應的采樣操作規范，規范的采樣過程是獲取代表性樣品、高質量分析數據的基礎和保障。飼料化學分析結果的可靠性，不僅取決于化學分析方法本身的準確性，更重要的還取決于飼料樣本的采集與制備。

在采樣過程中，需要登記飼料樣品采樣登記表。為了實現采樣活動中位置、圖像等現場信息采集便捷、及時、有效的現實需求，實時收集飼料樣品采樣地理位置信息，及時掌握采樣進度，利用移動設備自動獲取采樣位置信息和圖像信息作為登記表補充，減少人為干擾因素，開發配套的智能移動設備終端位置信息采集軟件十分必要。考慮到移動終端特征，系統只選取飼料樣品采樣作業過程中幾個參數，主要包括樣品標識（條碼）、位置信息（東經和北緯）、采樣地點、現場圖像和時間。系統實現這些信息的現場收集和上傳，實現即時性上傳到項目管理的數據庫，方便項目及時掌握進度和統一管理。

2 系統開發環境

本系統包括移動端APP和服務器端網站兩部分，開發環境包括移動終端APP應用的開發環境和服務器端數據庫管理及網站開發環境。

2.1 移動端開發環境

移動端軟件開發環境包括Java開發工 具 包JDK ( Java SE Development Kit，1.8.0_45)，Java運行環境JRE（Java Runtime Environment，1.8.0_45 ) ，Android 軟 件 開發工具包Android SDK，插件ADT(Android Development Tools)，Android運行的虛擬設備AVD(Android Virtual Device)。

移動端開發采用HBuilder為開發工具實現軟件代碼開發。HBuilder是DCloud（數字天堂）推出的一款支持HTML5的Web開發IDE。HBuilder的 編 寫 用 到 了Java、C、Web和Ruby。HBuilder本身主體是由Java編寫，它基于Eclipse，兼容了Eclipse的插件。HBuilder本身是一款功能豐富、集成開發環境、多平臺開發的一款易學易用的開發工具，實現了emmet、sass、less自動編譯，完整的代碼提示、自動補全，是邊改邊看實時查看效果、代碼塊減少重復工作量、使用CSS選擇器快速開發HTML和CSS(支持Emmet)、強大的JS解析引擎，是一款前端IDE，可做前端開發，最大的亮點是開發App，利用Html5+技術，結合mui+nativejs可以打包出Android和IOS的APP。本系統只開發打包了Android版本的APP系統，可使用在Android系統的移動終端上。

2.2 服務器端開發環境

服務器操作系統為Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise，數據庫采用Microsoft SQL Server2010數據庫管理系統，網站發布使用的Apache-tomcat服務器。Java網站開發工具主要是MyEclipse 10，其他相關需要安裝配置的軟件包括Java 開發工具包JDK( Java SE Development Kit，1.8.0_45)，運 行 環境JRE（Java Runtime Environment，1.8.0_45 ) 和Apache-tomcat(7.0.4) 。

3 系統設計

本系統包括移動端APP和服務器端網站兩部分，其中，移動終端APP系統主要包括現場樣品采集模塊、異地樣品采集信息采集模塊、樣品信息查詢模塊；服務器端系統主要包括與移動終端數據交互接口程序Java Servlet模塊3個、飼料樣品標識管理（核心是二維碼）模塊1個。

圖1：系統主要功能模塊組成

數據庫采用SQL Server 2010，系統應用主要涉及的數據表4個，包括飼料原料代碼表、區縣行政代碼表、飼料樣品條碼明細表、飼料樣品采樣信息記錄表。如圖1所示。

為探尋提高雜質鉛脫除較為合理、有效的工藝控制條件和解決辦法，首先對閃速吹煉工藝中鉛的分布進行了系統分析。中原冶煉廠銅閃速吹煉過程雜質鉛的走向與分布見表2。

3.1 飼料樣品標識管理模塊

樣品標簽由文字、數字及二維碼三部分內容組成，如圖2所示。

樣品標識二維碼數字組成由三部分，飼料原料代碼（2位），行政區劃代碼（6位），同一飼料樣品的順序編碼（4位），共14位。其中，飼料原料共40個，對應代碼為01至40；區縣行政代碼使用國家標準《中華人民共和國行政區劃代碼》(GB/T2260-2007) 中6位行政區劃代碼。行政區劃代碼，也稱行政代碼，它是國家行政機關的識別符號，其中第一、二位表示省(自治區、直轄市)、第三、四位表示市(地區、自治州)、第五、六位表示縣(市轄區、縣級市)。樣品標識的編碼數字及二維碼數字時相同的，二維碼由編碼數據為基礎產生，在三段數字之間插入1-2位符號（不可見，默認為空格），作為對系統移動終APP端識別二維碼時數據處理的特有標記。

系統每個樣品標識打印4份，每個標識之間留一個空白標簽。樣品標識（標簽）顯示有飼料原料名稱、省市名稱、標識的編碼數字（原料代碼、行政區劃代碼、樣品順序號）及二維碼圖片。標簽紙選擇的是防水、防油、不可撕破、耐高溫的PET標簽紙，標簽大小規格為30mm×45mm。

樣品標簽打印使用斑馬標簽打印機（ZEBRA ZT 210），打印機條碼字體設置為默認的Code128，標簽紙張類型設置為熱敏。

3.2 服務器端中間件Java Servlet程序

本系統設計中，Android客戶端和Web服務器端的文本數據交互是通過HTTP協議和JSON數據格式實現。服務器端通過3個Java Servlet程序實現服務器端與移動端的數據交互。

圖2：飼料樣品標識管理及樣品標簽

圖3：飼料樣品采集APP操作界面

對應移動端APP現場及異地樣品采樣信息模塊的樣品采集信息數據，首先根據移動端APP提供的樣品二維碼進行飼料樣品標識數據合法性驗證，然后接受數據并將數據寫入SQL數據庫中，并向移動端APP返回數據處理完成結果。

對于樣品圖像查詢模塊，首先根據移動端APP提供的樣品二維碼進行飼料樣品標識數據合法性驗證，然后根據飼料樣品標識條碼進行數據檢索查詢，并返回所有查詢到的飼料樣品對應的圖像文件信息給請求的移動端APP。如圖2所示。

3.3 移動終端模塊

移動終端APP共包括3個界面如圖3所示，實現了飼料樣品二維碼掃描識別，通過手機安裝的位置信息定位軟件獲取手機所處的地理位置（東經、北緯），使用手機相機拍攝采樣場景等圖像，提供用戶輸入采樣或上傳地點等簡化信息。系統為了保證數據能夠狗正常上傳，在數據上傳前根據相機圖像大小進行適當程度的大小處理。

4 結果和討論

本系統在2017年至2018年各省市飼料樣品采集過程中，有效完成了項目計劃4000個飼料樣品的現場采集中采樣信息的收集上傳工作，完成了項目的實時數據收集，提高了項目的管理工作效率。

異地飼料樣品采集模塊是為沒有網絡信號的偏遠采樣地區設置的替代方案，是現場飼料樣品采樣信息收集的有效補充。

在使用過程中，需要注意移動終端安全和權限設置中，賦予該系統對位置軟件和相機的訪問權限，否則，無法獲取地理位置的東經和北緯數據，也不能正常打開相機進行照相。