基于動態云的智慧農業架構探討

尹 麗

衡水學院 經濟管理學院，河北 衡水 053000

隨著我國科學技術的不斷發展，使得云計算得到了較為廣泛的應用。目前，云計算的架構一般為強數據中心、弱客戶端的模式，其中，云平臺（強數據中心）要對各種各樣的數據信息進行處理，因此就產生了許多的問題[1]。智慧農業包括了農產品從生產、運輸、銷售、售后等各個環節，其中包含了海量的數據信息，處理起來較為麻煩[2]。因此，可以將動態云架構合理的應用到智慧農業架構的建設過程中，在需要的時候把智慧農業的客戶端資源信息加入云中心里面，在其他的情況下，把智慧農業的客戶端作為普通的形式進行處理，這樣就減少了資金的投入，避免了資源的浪費。

一、云計算的現狀分析

云計算是結合了分布式計算、虛擬化、網絡存儲等相關技術而發展形成的產物，擁有服務可計量化、資源的透明化、資源配置動態化等一系列特點[3]。隨著我國科學技術的不斷發展，使得云計算得到了較為廣泛的應用，但是其需要的投入資金較大。此外，云數據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，而且用于數據處理的服務器數量將會越來越多，這些引起了人們對于服務器用電量的擔憂[4]。由此可見，云計算的力量非常強大，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，如何在智慧農業架構的建設過程中，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容。

二、智慧農業的概述

智慧農業是各種現代化信息技術的綜合體現，主要有云計算、互聯網技術、人工智能、大數據技術等[5]。智慧農業主要包含農產品的養殖、生產加工、存儲運輸、銷售售后以及企業監管等各個環節。在農產品的養殖過程中，對各種農作物以及水產、禽類等實施科學的管理，要對作物生長的每一個狀態進行實時的記錄；在農產品的生產加工過程中，要根據相關農產品的資料信息，主要對這一生產過程進行追蹤記錄；在農產品的存儲運輸環節當中，要對農產品存儲倉庫的數量進行核查，在農產品運輸的時候，要實施精細化的物流管理，做好運輸車輛的追蹤與調度工作；在農產品的銷售及售后過程中，要具有農產品的信息展示、交易記錄和溯源查詢等方面的環節。此外，上述的各個環節都要有相關政府部門的監管與指揮，實時進行監控、跟蹤以及管理。本文主要對怎樣把農產品操作的各個環節產生的數據信息科學、合理地在客戶端完成管理與存儲等功能進行研究，以便減少云中心數據處理的壓力，實現資源的合理配置，投入資金的有效使用。

三、基于動態云的智慧農業架構

在智慧農業架構當中，使用傳統的強數據中心、弱客戶端的模式，其架構形式如圖1所示，其中，用戶能夠和云中心實現交流，全部數據都在云中心里面進行處理。但是使用基于動態云的智慧農業架構模式，其形式如圖2所示，看起來用戶是在和云中心進行實時交流，但是其實云中心只是相當于一個中轉站，數據的存儲以及處理由農業企業的終端設備完成，使得云中心的數據處理能力被減小了。而對于用戶而言，完全不會有影響，不需要對云中心的架構進行了解，可以根據與用戶的交互情況，對架構進行合理的選擇。

圖1 強數據中心、弱客戶端的架構模式

圖2 動態云架構

基于動態云的智慧農業架構主要包括數據動態存儲、數據動態處理以及資源虛擬化等方面的內容，現階段，對于云計算架構模式而言，對于全部的信息數據都是進行集中存儲管理的。數據資源由相應的云服務中心管理儲存，使得云中心的存儲資源空間嚴重不足，企業客戶端缺乏自主性，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，網絡訪問過于頻繁等問題。而且國內的網絡狀態較為擁堵，不能滿足眾多網絡用戶的需求，幾乎不可能達到理想的網絡狀態。因此，把處理后的數據資源存儲到終端用戶節點中，用戶僅僅對云中心提供的列表進行訪問，這在一定程度上緩解了服務器的壓力。

客戶端的數據動態處理主要是客戶端的數據處理能力應用到云中心里面，當客戶端工作的時候，也可以為其余的客戶端進行服務，其中有農業公司、消費者等[6]。比如，在消費者購買農產品的時候，如果想要獲得此農產品在生產加工到最終售賣等一系列環節的相關數據信息，這時該農產品的生產加工數據、銷售數據、運輸數據以及企業的管理數據等，它們都存儲在相應的企業的終端當中，通過一定的流程高效、迅速地把有價值的數據信息調取出來，將其數據進行并行處理。這種方式能夠把動態數據處理能力完整的展示出來，極大地提高的數據查詢的質量和效率。因此，在動態云架構模式中，數據的動態處理發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備裝置、軟件、數據信息等內容進行資源虛擬化。因此，可以把一組當中相同的客戶端資源，通過抽象、組合等形式，將其當作云中心的接口部分，當用戶進行訪問的過程中，是通過統一化的接口形式，進而準確地判斷出資源是來自于客戶端還是服務端以及具體的端口位置，從而完成了資源的虛擬化過程。當消費者查看相關資源的過程中，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，也就有效地實現了終端設備共享以及訪問的一體化。而與之相反的是，當農業企業想要查看數據信息的時候，即使是在本地獲得的，企業自身還是認為由云中心提供資源，這主要是相關的數據資源被虛擬化的結果，這也在一定程度上保證了數據資源的安全、可靠性。

四、實際應用

在實際的智慧農業系統當中，可以把智慧農業分為三個等級：省級農業管理部門、縣級農業管理部門以及農業企業。

一級農業企業主要對各種農作物的種植記錄、生產加工數據、存儲數據、運輸數據、銷售售后服務以及相關數據的監管、應用細節、報表結果等進行處理與管理。首先在系統當中進行數據信息的分類與管理，一些重要的數據要進行加密處理。當企業訪問數據的過程中，要對其訪問數據進行實時的記錄，從而使得企業認為數據由服務端提供，進一步完成資源的虛擬化。一般情況下，云中心只對訪問數據的鏈接及其相關要求進行管理與儲存，將數據資源存放于客戶端當中，用戶進行訪問時，把相應的企業數據放到云里面，從而完成云的動態擴展，而其他情況下全部的數據資源都是存放在客戶端當中的。

二級地方縣級農業部門主要對農業企業中各個環節的監管數據以及報表數據等進行管理與存儲。與企業的數據管理相比較，系統進行相關農業數據的處理也是一樣的，對于加密的、分類的數據存放在云中心，而其余的數據則存放在縣級農業管理部門的客戶端當中。

三級省級農業管理部門是真正的云數據中心，主要對縣級的農業數據、企業的數據進行管理，同時完成氣象數據、災害監測預警、應急處理、農作物生產情況評估預測等工作，以及對所有的數據信息進行統計管理。

五、結語

本文通過對基于動態云的智慧農業架構的研究，使人們了解到了，通過動態云的架構模式，判斷農業企業終端是否加入云中心里面，從而完成了云中心的動態擴展等功能，保證了數據信息的動態存儲、動態處理以及資源的虛擬化。根據對智慧農業的實際應用分析，說明了該智慧農業動態云架構不僅能夠降低投入資金的使用、緩解網絡資源配置的壓力，而且也能夠減少云中心數據處理的壓力，實現資源的合理配置。因此，基于動態云的智慧農業架構具有實際的應用價值。