計算機技術在農機物聯網監測平臺建設中的應用研究

鄭夢龍

關鍵詞：計算機技術；農機物聯網監測平臺；建設；應用

農業機械物聯網系統的核心運行依靠農機物聯網監測平臺，在實際建設中，物聯網技術在農業機械化中的應用較廣泛，為促進農業物聯網系統的發展，需要加強農機物聯網監測平臺建設，尤其是加強計算機技術的應用。

1農機物聯網監測平臺建設的基本思路

現代農機物聯網監測平臺主要是利用農機上設置的傳感器、北斗定位系統對農機進行實時在線監測，其采用的各種軟硬件都是以農機在線監測為前提，因此，農機物聯網監測平臺的建設應綜合應用各種軟硬件對農機進行高精度定位，利用RTK精準掌握農機位置信息，再通過CAN總線，將置于農業機械終端的各種傳感器監測、采集的數據回傳給控制終端，回傳控制終端采取無線傳輸的方式向監測平臺源源不斷地回傳數據，最終通過屏幕顯示出來。這既能實時掌握農機的位置信息，又能及時掌握農機所處的狀態以及作業狀態等方面的信息，對農機作業狀態進行遠程監測和診斷，為農機作業調度管理提供支撐。本文農業物聯網監測平臺在整個農機物聯網中有著十分重要的意義。因此，需要將其計算機技術的應用作為重點研究，才能優化其整體和功能設計[1]。

2農機物聯網監測平臺建設計算機技術分析

2.1Ajax與iQuery技術

Ajax技術是基于動態交互式Web程序開發和創建所需的關鍵技術，在農機物聯網監測平臺建設中，由于其在支持本地刷新網頁時不用重新加載整個網頁，能大大提高工作效率。而這主要得益于Ajax技術基于異步請求原理和回調函數來獲取，具體而言，Ajax模式在運行時，其以Java Script作為核心支撐，實現了多技術融合，加上基于XML Request的請求發送方式，能達到數據異步調用的效果，從而實現XML與XSTL之間互換數據。此外，Ajax所采用的良好定義Web標準較多，除了Java Script外，還有XML，HTML和CSS，同時還能兼容目前主流的瀏覽器，因此在不同的工況下，基于Ajax的應用程序，均能處于獨立運行的狀態，而非在其他體系上附著，故在農機物聯網監測平臺系統中應用時，采用Ajax基于異步數據的調用方式能對部分頁面進行刷新處理。

iQuery技術與Ajax兩者之間具有較強的交互性，可以為Ajax提供更多使用的方法。在具體的使用中，既能以動畫的形式呈現出來，又能高效處理和高效交互，便于編寫插件，因此用戶內容和HTML頁面代碼之間能分離，借助API選擇靈活的特點和優勢，在模塊化編程中能更好地滿足核心業務邏輯的需要，其余完成加載的模塊則不用重復編寫代碼，為農機物聯網監測平臺開發效率的提升提供了技術支撐，尤其是靜態、動態網頁的開發更為便捷。

2.2JSON技術

JSON技術是應用于系統接口數據交換標準的主要技術，在很多系統中的應用十分廣泛。尤其在不同的系統與計算機語言中，因為其自身的兼容性較強，所以在不同的結構系統中成為數據接口的首選，使得多系統的數據整合、交互更加便捷。在農機物聯網監測平臺建設中，主要是應用其以下技術優勢：一是在不同系統結構之間應用時有助于共享數據，物聯網監測平臺中有多種結構系統，各自的數據接口也存在差異，借助JSON技術的靈活性與可拓展性，使其在不同的應用之間能更好地描述數據，加上不同應用之間存在的差異對其沒有影響，尤其是在農機物聯網這種監測平臺中主要用于記錄數據，且數據傳輸速率較高，加上自身的自我描述功能，在數據交換與處理程序下，JSON技術的優勢更強：二是農業物聯網監測平臺中存儲了海量的農機數據，在對這些數據檢索時，借助JSON技術與ES搜索技術，使得數據檢索的便利性得到提升：三是還能支撐多種不同的語言。

2.3Web Service技術

Web Servlce技術的交互性技術體系較多，常見的有XML，WSDL，SOAP，UDDI。在農機物聯網監測平臺建設中，其應用主要體現在自包含和自描述以及模塊化三個方面。借助Web調用能發布信息和定位農機，在服務器部署后，均能被其余的Web Service的應用程序調用[2]。

2.4Spring MVC

在農機物聯網監測平臺建設時，Spring MVC技術是微軟服務中提供的一種RESTful接口，其架構分別包含i DAO，ORM，JEE，WEB，AOP，CORE。其中，DAO架構主要由Spring JDBC，Transaction，Management組成；ORM架構主要由Hibernate，JPA，TOPLink，JDO，OJB，iBATIS組成；JEE架構主要由JMX，JMS，JCA，Remoting，EJBs，Email組成；WEB架構主要由SpringWEB MVC， Framework， Struts， WEB work．Tapestry，JSF， Rich view Support， JSPs， Velocity， Free Marker，PDF， Jasper， Reports， Excel， Spring Portlet

MVC組成；AOP架構主要由Spring AOP，AspectJ integration組成；CORE架構主要由The IOC Container Overview組成。

在農機物聯網監測平臺建設中應用時，首先是在通過前端控制器所接收的發送請求的基礎上，將所接收的信息提交給解析器解析，自身只是統一的訪問點而并非處理模塊，因此具有負責控制全局流程的作用：其次，由請求處理映射器把用戶發送的請求url經過映射處理后配置到相應的處理器，而處理器則是將自身作為適配器，能滿足不同處理器的需要，同時適配相應的功能和方法，便于達到調配的目的。常見的做法是利用Response Body實施序列化處理，且將所需的數據格式及時返回。例如，為達到渲染瀏覽器頁面的目的，只要對處理器做好調配就能返回包含模型數據和邏輯視圖名數據，將數據解析后得到的渲染效果由控制器反饋給用戶[3]。

3計算機技術在農機物聯網監測平臺建設中的應用

3.1農機物聯網監測平臺總體設計

由于農機物聯網監測平臺在整個農機物聯網系統中屬于核心的地位，且占比巨大，常見的農機物聯網監測平臺的體系結構如圖1所示，利用Tomcat服務器進行在線發布，普通用戶可以在任意聯網的PC機上進入該系統查詢數據和進行初級的系統管理，而操作人員則能在查詢數據的基礎上開展高級的系統管理。在系統登錄后，能實現多元化的集成管理，及時查看各節點的環境參數，查詢設備所處的運行狀態，且包含多個為用戶的服務模塊[4]。

用戶服務模塊旨在開展用戶、閾值、節點、數據4個方面的管理，分為4個不同的子模塊。其中，用戶管理模塊用于查詢、添加、刪除相關信息和修改登錄密碼等：而閾值管理子模塊則是設置和查詢相關閾值，常見的有油溫、油耗、轉速，但是不同型號的農機所設置參數與監測結果的安全閾值也不同，一旦超過設定的安全閾值，就能及時提出警告，便于及時管理和優化：節點管理子模塊用于記錄節點位置信息，為農機管理提供支撐：數據管理子模塊就是提供農機運行的各種數據，便于及時掌握運行情況，為科學利用農機提供數據支撐，同時能結合傳感器回傳的數據，掌握農機運行狀態，檢測農機內部主要設備的重點參數數據，借助曲線圖對比設備使用情況，做好參數調整，確保農機參數始終處于最佳范圍。

3.2農機物聯網監測平臺功能設計

基于B/S模式的用戶與系統的交互核心就在于利用系統前提實現通信和信息交互，利用直觀的界面設計，便于用戶精準快速地進行查詢、輸入、操控信息等操作，所有功能操作均能直觀查看，便捷獲取所需信息，使農機工作效率得以提升。因此，結合系統功能需求，在利用Ajax與iQuery技術、JSON技術、WebService技術、Spring MVC搭建農機物聯網監測平臺時，應圍繞以下功能加強對其的設計。

（1）登錄界面，就是用戶在輸入注冊的賬號和密碼后登錄后提交表單，查詢數據庫，若用戶名與密碼均正確，直接跳轉到成功登錄的頁面，若密碼不正確，則需要返回登錄頁重新登錄。

（2）主界面，當用戶登錄系統成功后，自動跳轉到系統主界面，主界面的首頁中呈現車輛監控、作業日歷、重復地塊、作業報表、計劃任務、數據核對返回主頁等功能。

（3）車輛監控，用戶在主界面可以對車輛所處的狀態點擊“車輛監控”菜單后，能及時查詢報警信息，能呈現車主、地址、手機、時間、速度、今日作業面積、作業位置、參數、精度、緯度等信息，從而對車輛進行監控。查詢報警信息時，可以從農機分組、農機車牌號碼、農機手姓名、報警開始時間、報警開始位置、報警結束位置、報警類型、報警狀態、操作等方面進行搜索，在操作模塊可以查看和處理。

（4）作業面積統計，即進入主界面時選擇“作業報表”模塊，點擊下拉框后進入查看相關信息，在農機作業日報表中，會呈現機主姓名、報表產生時間、車牌號碼、農機型號、農機具型號、車主電話、位置信息、今日作業面積、達標面積、總作業面積、作業地塊等作業面積統計，還能生產作業進度示意圖，包括任務面積、已完成、未完成、審核通過、審核未通過等作業進度示意圖。

（5）農機軌跡界面，借助移動智能終端將農機任務軌跡點數據信息上傳后，以日期作為區分點，在農機軌跡界面查詢軌跡信息。

（6）在農機作業數據界面，主要是利用標準化通信接口對終端所發送的各種數據信號接收后進行高速解析，采取數據列表的方式在系統呈現出來，利用農機移動智能終端進行遠程監控，按照5s／次的頻率向數據中心上傳數據，數據中心能及時掌握農機作業調度和監控管理新數據。移動智能終端上傳的農機作業軌跡數據有農機工作時間、經緯度、星源數量、速度、精確度、行進方向、定位狀態、狀態信息等方面的數據。移動智能終端還能為電子地圖對農機駕駛路線、運行狀態等方面的數據提供支撐，使作業調度與監控管理數據更加實時、可靠、安全。此外，還能根據農機所在的地市和合作社進行搜索與統計，也能根據設備類型與編碼進行搜索與查找。

（7）在農機展示界面，主要是在主界面點擊農機設備展示后，直觀看到農機設備的信息，選擇最佳農機設備。

（8）在數據管理界面，為了嚴謹、合理、可靠把控數據，在本監控平臺中，可以對農機設備有影響的數據進行分類和存儲與解析，便于使用者及時精準掌握農機實時數據與歷史數據。

為滿足上述功能，需要創建數據庫，建立數據庫表，尤其是監測平臺的數據庫設計十分重要。其中，用戶信息表包含序號和用戶名以及密碼等字段，各自的字段名稱、數據類型要與字段描述相符：而農機設備類別表則需要包含農機的名稱、類別、性能、面積與狀態等字段，且各自的字段名稱、數據類型要與字段描述相符：農機作業統計表需要包含的字段有農戶的序號、面積、位置、完成狀態、坐標點集合等，各自的字段名稱、數據類型要與字段描述相符；監測記錄表包含的字段主要有農機的序號編碼、監測數據上線下、變量名稱、真實值上下線，各自的字段名稱、數據類型要與字段描述相符[5]。

4結束語

在農機物聯網監測平臺建設中應用計算機技術是加強農機物聯網系統建設的重要內容，為了提升計算機技術的優勢，本文僅選取幾種常見的計算機技術的應用為例，在實際應用中，優化計算機技術的應用，可以達到提升農機物聯網水平的目的。