湖南農業科技服務平臺的設計與構建

周超 金龍新 于超 麻劍鈞

摘 要：聚焦于湖南農業科技服務平臺的設計與構建，闡述分析湖南農業科技服務平臺的建設構想、架構設計與功能實現。就建設構想而言，湖南農業科技服務平臺以信息技術全面助力農業科技服務發展為目標，充分運用物聯網、人工智能、流媒體、即時通訊等現代信息技術，采用人機混合方式構建線上線下相結合的農業科技服務模式。就架構設計而言，湖南農業科技服務平臺包含基礎設施層、數據層、支撐層、應用層和用戶層，采用扁平化設計，以服務站點為基本載體面向用戶開展服務。就功能實現而言，湖南農業科技服務平臺構建了視頻服務支撐系統、農業物聯網應用支撐系統、可視化農業支撐系統、標準化生產過程支撐系統、知識服務系統、農業資源供需發布管理系統、農事托管服務系統和站群信息管理系統來實現平臺各種功能。湖南農業科技服務平臺通過創新農業科技服務方式提高農業科技服務效能，對湖南農業科技服務發展有著積極的促進作用。

關鍵詞：農業科技服務；服務平臺；信息技術；人機混合；扁平化設計；湖南

中圖分類號：F323.3文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2023）10-0079-04

The Design and Construction of Hunan Agricultural Science and Technology Service Platform

ZHOU Chao1， JIN Long-xin1， YU Chao1， MA Jian-jun2

（1. Hunan Institute of Agricultural Information and Engineering， Changsha 410125， PRC; 2. Agricultural and Rural Information Center of Hunan Province， Changsha 410005， PRC）

Abstract：This paper， focusing on the design and construction of Hunan Agricultural Science and Technology Service Platform， elaborates and analyzes its construction conception， architecture design and function realization. In terms of construction conception， the platform， aiming at comprehensively promoting the development of agricultural science and technology services， makes full use of modern information technologies， such as the internet of things， artificial intelligence， streaming media and instant messaging to construct an online-offline combined service model of agricultural science and technology in a man-machine hybrid way. In terms of architecture design， the platform includes the infrastructure layer， data layer， support layer， application layer and user layer， adopting the flat design with service sites as basic carriers to provide services for users. In terms of function realization， the platform builds the video service support system， agricultural internet of things application support system， visual agriculture support system， standardized production process support system， knowledge service system， agricultural resource supply and demand release management system， agricultural commission service system， and station and group information management system to achieve various functions. Hunan Agricultural Science and Technology Service Platform improves the efficacy of agricultural science and technology services by innovating service ways， and plays a positive role in promoting the development of agricultural science and technology services in Hunan.

Key words：agricultural science and technology service; service platform; information technology; man-machine hybrid; flat design; Hunan

收稿日期：2023–08–14

基金項目：湖南省農業科技創新資金項目（2022CX91）

作者簡介：周 超（1984—），男，湖南長沙市人，副研究員，主要從事農業信息技術研究、應用與推廣工作。

通信作者：麻劍鈞

近年來，農業科技對我國農業現代化發展的支撐作用顯著增強。農業科技推廣是農業科技創新與應用鏈條中的重要環節，但在農業科技推廣組織多元化、需求多樣化和環境復雜化的背景下，農業科技推廣體系存在服務效能不佳等問題，亟待重構優化[1]。特別是隨著我國農業的不斷發展，傳統依靠農業科技推廣人員的單一推廣模式已經逐漸難以滿足農業發展需求，也與如今農民群眾接受農業新技術的習慣不相適應[2-3]。而農業科技推廣信息化是推進農業農村信息化進程、創新農業科技推廣方式方法、提高農業科技服務質量和農民整體素質、加快農業科技成果轉化應用以及促進農村產業高質量發展和農民增收致富的重要動力[4-5]。為此，筆者所在團隊充分運用物聯網、人工智能、流媒體、即時通訊等現代信息技術搭建了湖南農業科技服務平臺，以提升全省的農業科技綜合服務能力，在一定程度上解決目前湖南農業科技服務存在的有限的農業專家資源難以滿足廣大基層農業生產經營者不斷增長的農業科技服務需求的問題。本文從建設構想、架構設計與功能實現方面對湖南農業科技服務平臺進行了闡述和分析。

1 湖南農業科技服務平臺的建設構想

湖南農業科技服務平臺以信息技術全面助力農業科技服務發展為目標，充分運用物聯網技術、人工智能技術、流媒體技術、即時通訊技術等現代信息技術手段，采用人機混合方式構建線上線下相結合的農業科技服務模式。該服務模式根據請求發起方的類別分為基于用戶請求和基于生產過程需求2類。該平臺的基本業務包括即時服務、QA問答、農業托管服務、線上課堂、田間農技直播、在線閱覽以及服務過程管理等。

2 湖南農業科技服務平臺設計與功能實現

2.1 平臺架構

湖南農業科技服務平臺的總體架構包含基礎設施層、數據層、支撐層、應用層和用戶層5個部分（圖1），整個平臺采用扁平化的設計，以服務站點為基本服務載體面向用戶開展服務。基礎設施層是平臺運行的軟硬件基礎，為平臺運行提供支撐，由終端設備、云服務器、網絡環境、安全系統及存儲設備組成。數據層是平臺應用的基礎支撐，是由農業知識庫、專家信息庫、站點數據庫、服務數據庫、農業物聯信息庫和視頻信息庫等各類數據資源庫組成的數據資源中心。支撐層以標準化接口方式支撐應用層各類業務請求，由視頻服務支撐系統、農業物聯網應用支撐系統、可視化農業支撐系統、標準化生產過程支撐系統組成。應用層通過應用程序向用戶提供各類業務需求響應，由知識服務、農業資源供需發布管理、農事托管服務、站群信息管理等應用系統構成，用戶依托服務站點發起服務請求，服務站點通過調用應用系統響應用戶請求。用戶層的用戶可根據平臺站點的類型分為農業主管部門、生產經營主體和專技服務人員3類，農業主管部門涉及政府涉農管理部門、專業協會等，生產經營主體涵蓋個體生產者、農業合作社、農業企業、農業生產物資生產商、農資經銷商、農產品經銷商等農業生產銷售主體，專技服務人員包括各級農業專家以及其他各類專業技術服務人員，用戶可以根據自身實際情況動態創建對應類型的服務站點并申請應用授權。

2.2 平臺功能設計與實現

湖南農業科技服務平臺構建了視頻服務支撐系統、農業物聯網應用支撐系統、可視化農業支撐系統、標準化生產過程支撐系統、知識服務系統、農業資源供需發布管理系統、農事托管服務系統和站群信息管理系統，各個系統的功能設計和實現方式如下。

2.2.1 視頻服務支撐系統 視頻服務是平臺的核心功能之一，平臺運用即時通訊技術實現用戶間的音視頻通訊。一是一對一音視頻：通過客戶端建立用戶和專家間一對一音視頻通訊，該服務支持即時和預約通話2種模式，服務流程如圖2所示。二是多人音視頻：由用戶發起請求邀請其他參與人啟動多人音視頻服務，用戶向平臺發起服務請求，平臺通知其他參與人加入，參與人通過客戶端加入音視頻通道，該音視頻服務支持即時和預約2種模式，單次并行接入數為20人以內，服務流程如圖3所示。三是視頻直播：直播發起者通過客戶端向平臺申請直播服務，平臺審核后動態建立直播間并授權使用，其他人員可通過移動客戶端進入直播間觀看相關內容，單個直播間的并發用戶數為200人以內，該功能適用于中小型科技培訓業務。四是視頻錄制與回放：平臺對一對一音視頻、多人音視頻、視頻直播服務過程進行云端錄制和存儲，服務過程完成后用戶可對該次音視頻服務進行點播回放。

2.2.2 農業物聯網應用支撐系統 平臺集成農業物聯網應用，提供標準化環境下的數據采集接口和可視化接口，服務站點站內人員可通過服務站點向平臺提出設備接入請求，經審核并授權后將設備接入到平臺，該系統還具有物聯網數據管理、分析和展示功能（圖4）。

2.2.3 可視化農業支撐系統 平臺提供可視化接口用于建立一個視頻網絡信息的集成環境，使分散、異構的視頻網絡應用需求和信息資源得以聚合。平臺通過統一的視頻網絡系統訪問接口，實現來自不同廠家的各種攝像頭的無縫接入和應用集成，提供支持視頻可視化網絡信息訪問、傳輸以及協同操作的集成化環境。

2.2.4 標準化生產過程支撐系統 平臺可使農業以及其他產業專家進行合作，結合平臺各個站點農業生產實際、根據不同的生產模式和地域特點建立不同版本的數字化生產標準模型，動態創建新的種植、養殖品種品類，并對各個站點下發應用標準。一方面是根據模型創建并管理農業生產基地等，為農業企業、生產基地、生產區域等提供建園設置功能，幫助制訂生產計劃、下發生產指令、進行遠程技術指導和監督。另一方面是結合標準化農業生產過程管理前端App系統，為農業生產基地提供現場執行情況反饋功能，記錄農事作業過程，幫助農民及時反饋問題，幫助農業企業、農業專家及時發現問題。

2.2.5 知識服務系統 平臺為站內成員提供農業知識服務，站內用戶以文字、圖片、語音、視頻等形式發起知識服務請求，平臺以人機協同方式提供應答。平臺的AI會對請求內容進行識別和分類，通過搜索知識資源庫和網絡數據提出解決方案，此外，還會針對服務需求智能匹配相關候選專家進行同步響應，將服務請求消息推送給候選專家。平臺優先將服務請求推送給站內相關專家來響應并處理，站內專家沒有響應時平臺會自動匹配其他站點相關專家進行響應。當有專家進行服務響應時，平臺自動形成提問會話，并對會話進行記錄，此時，平臺對當前任務進行鎖定，不再受理其他專家的服務響應；會話結束后，系統自動要求用戶和相關專家對此次會話進行會話完結確認操作，并存儲此次會話過程。

2.2.6 農事托管服務系統 各服務站點內人員可根據實際情況經平臺發布農事托管請求，農事托管請求優先由站內人員響應，當站內無人響應時，平臺將請求向外發布，尋求平臺其他人員響應。農事托管服務有全程托管（聯機方式）和部分托管（脫機方式）2種類型，通過標準化生產過程支撐系統制定農事標準化專業技術流程指導用戶進行農事操作。其中，全程托管服務需要用戶基地配套安裝物聯網自動監控設備和視頻監測設備以自動獲取作物生長信息，部分托管服務要求用戶配備工具箱做好作物生長信息采集工作并手動上報相關數據，以輔助專家下達個性化農事任務。

2.2.7 農業資源供需發布管理系統 農業資源供需發布管理系統可促使農業資源供應方和需求方實現農業資源有效對接和利用。經平臺認證的農業資源供應方發布資源信息詳情，資源需求方發起需求響應。該服務以平臺為中介實現農業資源對接，這些農業資源涉及農資、農業專業技術服務、農產品等。

2.2.8 站群信息管理系統 服務站點是平臺開展服務的載體，考慮到用戶習慣和實際應用效果，平臺通過構建農業“微網格”服務模式對服務站點進行設計和建設。服務站點采用類似微信群的形式對外展現，用戶向平臺動態申請創建服務站點，站內用戶通過服務指令獲取服務資源。

3 結 語

湖南農業科技服務平臺立足湖南農業科技服務現實需求，充分利用現代信息技術開展人機混合服務模式下的農業科技服務方式研究與應用，通過創新農業科技服務方式提高農業科技服務效能，深化拓展農業科技服務領域，促使湖南農業科技服務從傳統的線下指導方式轉變為實時高效的線上線下相結合的指導模式，從單一專家服務方式轉變為多領域專家“會診”模式，從專家主導型服務方式轉變為人機融合服務模式，對湖南農業科技服務發展有著積極的促進作用。

參考文獻：

[1] 王 航，于湘莉，杜清清，等. 農技推廣協同機制分析與涉農高校實踐探索[J]. 科技管理研究，2023（9）：90-94.

[2] 張洪春，王登波，王殿峰. 新時期農技推廣中信息技術的應用研究[J]. 農業工程技術，2020，40（24）：42-43.

[3] 叢立軍. 互聯網信息技術下如何做好農技推廣工作[J]. 農業工程技術，2020，40（3）：60-61.

[4] 李廣海. 山東省農技推廣信息化助力鄉村振興分析[J]. 農業展望，2022，18（2）：109-113.

[5] 王雪融，王立新，張玉卓. 信息技術在農業技術推廣中對發展速度的改善探討[J]. 農業工程技術，2021，41（12）：61，67.

（責任編輯：袁萍萍）