基于SpringMVC 的農機具服務系統設計與實現

摘 要： 針對農機合作社等農機服務單位在農機管理中面臨的工作效率低、信息不透明及維修保養難等問題，結合SpringMVC 框架、JSP 頁面交互技術和持久層MyBatis 框架，設計了Biz 數據接口層、BizImplements 業務層、Controller 控制層和View 視圖層4 層結構保證高內聚低耦合特性，并開發了農機具信息、庫存管理、行駛軌跡、用戶信息、維修管理和補貼政策等模塊。這些模塊旨在全面優化農機具管理，提升維修效率，獲取政策信息，從而有效解決當前存在的問題，推動農機服務的高效運作，為農業生產提供有力支持。

關鍵詞：農機具；定位軌跡；服務系統；SpringMVC；農機合作社

中圖分類號：S24 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）08-0039-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.08.007

0 引言

在我國農業領域中，農機信息化發展起步較晚，當前農業農村發展已進入新階段，但農機合作社等農機服務單位的農機具信息服務工作仍存在諸多問題，如農機相關信息不全、信息傳播手段落后及服務滯后等問題，亟待加快農機領域信息化建設步伐[1-2]。

針對農機具信息服務工作開展了大量研究。劉立[3]設計了一套基于物聯網和AI 技術的農機管理調度平臺的搭建邏輯與調度優化方法，但對于農機合作社而言使用成本過高。張祥軍等[4] 設計了基于iOS 系統的農機預約管理系統，實現了農機的科學高效調度使用，然而缺乏農機具的使用情況、維修管理等模塊。為此，本研究針對農機合作社等農機服務單位在農機管理中存在工作效率較低、信息不透明及維修保養難等問題，基于SpringMVC 框架，全面分析了農機具服務系統的可行性，并設計了農機具服務系統。

本系統采用Spring+SpringMVC+Mybatis 架構體系，前端展示采用動態網頁開發技術JSP。整合了用戶管理、農機具信息管理、庫存農機具信息管理、農機具補貼政策管理、農機具維修管理及農機具歷史行駛軌跡管理等功能模塊，便于不同權限的用戶使用，實現了信息的共享和相關數據的使用，為農事工作的開展提供了便利[5]。

1 農機具服務系統相關技術

在農機具服務系統開發中，采用的開發技術顯著提高了系統開發效率與穩定性，為后續的系統維護工作奠定了堅實的基礎。特別選用了SpringMVC，不僅簡化了開發流程，也提升了開發與部署效率，同時完美地實現了高內聚、低耦合的設計理念，使系統的模塊化程度更高，維護性和擴展性更強。本系統使用MyEclipse 作為開發環境，Oracle 數據庫作為數據存儲，開發語言為Java，所使用到的技術都是發展非常成熟的技術，具有較高的代碼移植性和程序的可拓展性，在開發上具有技術上的可行性[6]。

1.1 SpringMVC 框架

SpringMVC 框架是根據MVC 設計模式在Spring框架下搭建的，多用于Web 項目的開發[7]。Struts 框架與其類似，但實現原理不相同。Struts 主要實現了類等級的攔截，每個類可以對應一個請求[8]。SpringMVC是基于類中方法級別的攔截，每個方法可以對應一個請求，每個請求又對應一個URL。在Web 項目開發過程中需要使用JSP 頁面交互技術，在該框架下基于JSP 的頁面在配置文件中易于實現，需要在配置文件中將相關前后綴加入視圖解析器。SpringMVC 框架所有的工作流程是基于處理器、處理適配器、視圖解析器、處理器映射和前端控制器等組件工作的，其中有一個通用的多路上傳解析器Commons Multipart Resolver 可以對本地文件進行快速解析并且支持多數文件的上傳業務[9-10]。處理器具有映射功能，可以把多種請求提交至處理器進行映射，如通過異常處置解析器，可以解析編譯過程中出現的各類異常問題，使用視圖解析器可以實現邏輯業務到頁面視圖的映射，也可以渲染具體視圖，最終返回系統執行所需功能[11-12]。

1.2 JSP 頁面交互技術

JSP 是在Sun Microsystems 公司的提議下，聯合數家軟件開發公司一起構建開發形成的一種動態網頁技術標準，以Java 語言作為腳本語言，將Java 代碼和特定變動內容嵌入到靜態頁面中，實現以靜態頁面為模板，動態生成其中的部分內容[13]。JSP 引入了被稱為“JSP 動作”的XML 標簽，用來調用內建功能。另外，可以創建JSP 標簽庫， 然后像使用標準HTML 或XML 標簽一樣使用它們。標簽庫能增強功能和服務器性能，而且不受跨平臺問題的限制，使基于Web 的應用程序研發變得迅速且簡單。

1.3 Oracle 數據庫

Oracle 是大型關系型數據庫管理系統，為重量型數據庫[14]。數據庫本身可以設置不同的角色來進行不同數據庫的管理，增加了系統數據的安全性。Oracle 數據庫在數據庫管理方面的安全性一直都有良好的表現，安全系數高是該數據庫最大特點之一，在操作上與輕量型數據庫有很多不同之處，如在實現分頁功能時MySQL 直接通過一條語句選擇限制條件來實現，Oracle 需要用到偽列rownum 和嵌套查詢；MySQL 在滿足有InnoDB 存儲引擎的行級鎖時才支持事務[15-16]；Oracle 則是完全支持事務的。除此之外輕量型數據庫多為單進程多線程，診斷調優方法較少，主要有慢查詢日志，Oracle 是多進程（在Windows 下也是單進程）能實現很多自主完成的功能， 如自動負載信息庫AWR（ automatic workload repository） 、SQL 追蹤（SQL trace）等[17]。Oracle 在管理方面有除命令行以外專屬的SQLDeveloper 等可視化數據庫界面，提高了管理的效率與便捷性。Oracle 既有推或拉式的傳統數據復制，也有DataGuard 的雙機或多機容灰機制，主庫出現問題時，可以自動切換備庫到主庫，但配置管理較復雜。相對來說，Oracle 數據庫更加安全、可靠且性能更加穩定，符合本系統使用數據庫的初衷。

2 農機具服務系統分析與設計

系統主要分為6 個功能模塊：農機具信息模塊、在庫農機具模塊、行駛軌跡模塊、用戶信息模塊、農機具維修模塊和農機補貼政策模塊，如圖1 所示。

2.1 系統模塊

（1）農機具信息模塊。根據實地調研及查閱資料，系統管理員可以設置市面上現有農機具的信息，并配置農機具詳細信息。

（2）在庫農機具模塊。系統管理員具有全面的管理功能，可增加、修改、刪除和查詢農機具信息，確保庫存準確無誤。系統管理員還能查看農機具歷史使用與維修記錄，為調度、安排及采購計劃提供數據支持，其他用戶只可以瀏覽在庫農機具信息。

（3）行駛軌跡模塊。系統管理員可將歷史軌跡文件導入，系統根據文件中的逆地理編碼內容進行編譯，生成歷史軌跡動圖，農機手在網頁端可瀏覽農機具行駛過的歷史軌跡，有助于農機手更好地了解農機具的性能、使用情況和作業效果，做出更合適的使用選擇。

（4）用戶信息模塊。系統管理員可以增加、修改、刪除和查詢全部用戶信息，其他用戶只可以修改自己的信息。

（5）農機具維修模塊。農機手將需要維修的農機具上報至系統，農機維修師在網頁端收到，開始維修后將狀態更改為維修中，維修結束后維修師更新訂單信息中的維修費用、維修時間等信息將訂單狀態更改為已完成，即完成了整個維修流程。

（6）農機補貼政策模塊。系統管理員可維護補貼政策信息，其他系統用戶可在登錄后瀏覽補貼政策信息并下載相關附件。

2.2 系統用戶類型

系統根據不同的角色需求，分為系統管理員、農機手、農機維修師和普通訪客4 種用戶類型。

2.2.1 系統管理員

系統管理員在本系統中負責維護系統的正常運行，擁有最高權限。主要管理在庫農機具信息，清點庫內機具并將詳細信息錄入系統；管理農機具信息；管理用戶信息，分配用戶級別；管理農機具行駛軌跡信息，系統管理員需要將農機具定位器導出的位置信息中的經緯度文本文件導入系統中來繪制歷史軌跡圖；管理農機補貼政策，系統管理員可將政府網站上的補貼政策導入系統中，并對需要的信息另行編輯，使系統使用者快速獲取信息，省去篩選尋找過程；管理農機具維修訂單。

2.2.2 農機手

上報農機具維修維護訂單，模塊涉及農機具維護的相關知識，維修可根據實際情況上報，定期維護可通過數據庫設定好的項目通過頁面下拉選框進行選擇添加；查看農機手工作軌跡；瀏覽農機補貼政策。

2.2.3 農機維修師

農機維修師進入本系統后可以查看農機具維修訂單，并將訂單狀態從待處理更新為維修中，在維修結束后可提交維修費用并將訂單狀態更新為已完成。此外也可以瀏覽農機補貼政策、行駛軌跡等模塊。

2.2.4 普通訪客

普通訪客為瀏覽信息系統用戶，可以瀏覽農機具信息、農機補貼政策信息，不具有做決策的權限，適用于查閱信息的用戶。

2.3 數據庫

數據庫管理技術是對庫內數據進行存儲、檢索、分類、編碼、組織、輸出和維護[18]。數據管理從人工管理到數據庫系統管理，使人工工作成本和復雜度大大降低。借助數據庫的強大功能，能夠運用SQL 語句實現對信息的多表聯查、條件查詢等，從而在前臺單個頁面展示一張表內的數據或多張表不同字段的數據，最后達到系統功能的完整呈現。本系統包括用戶信息、農機具信息、在庫農機具信息、自走式動力機信息、農機具維修訂單信息、農機具軌跡信息和農機具補貼政策。

（1）用戶信息。由系統管理員管理，主要包含編號（主鍵）、登錄賬戶、密碼、手機號和用戶級別等信息。

（2）農機具信息。主要包含編號、圖片編號、配套動力、機具類別、設備名稱、外形尺寸、農機具與自走式動力機連接形式、結構質量、純生產率和備注等。

（3）在庫農機具信息。由系統管理員管理，主要包含設備編號（主鍵）、設備名稱、分類號、型號、購置日期、生產廠家、價格和備注等。

（4） 自走式動力機信息。主要包含農機編號（主鍵）、設備名稱、圖片編號、發動機功率、發動機轉速、最小使用質量、外形尺寸、價格和備注等。

（5）農機具維修訂單信息。主要包含農機編號（主鍵）、設備名稱、圖片編號、發動機功率、發動機轉速、最小使用質量、外形尺寸、價格和備注等。

（6）農機具軌跡信息。主要包含軌跡編號、緯度、經度和設備編號等。

（7）農機具補貼政策。主要包含文章編號、文章標題、發布方、內容、政策附件和創建時間等。

2.4 框架設計

本研究的系統框架是模型?視圖?控制器模型，是MyBatis、SpringMVC 和Spring 框架的整合，將整個系統劃分為Biz 數據接口層、BizImplements 業務層、Controller 控制器層和View 視圖層4 層，是目前比較主流的JavaEE 企業級框架，適用于搭建各種大型的企業級應用系統[19]。使用SpringMVC 負責請求的轉發和視圖管理，Spring 實現業務對象管理，Mybatis 作為數據對象的持久化引擎。

（1）Biz 數據接口層。負責處理業務邏輯，通過調用Mapper 映射層提供的接口來訪問數據庫。與數據庫連接相關的配置信息，以及關于如何連接數據庫的參數，都在Spring 框架的配置文件中進行設置。所以Biz 層將數據庫交互、配置、業務邏輯和控制模塊分開，并通過Spring 框架進行了組織和管理，使開發者可以更專注于各自模塊的實現，提高了代碼的可維護性和可擴展性。

（2）BizImplements 業務層。是系統的核心業務邏輯實現層，承載了整個系統功能和業務邏輯。通過Mapper 接口與數據庫進行交互，Mapper 接口定義了數據訪問的方法，而在Mapper 接口的實現類中，通過編寫SQL 語句來實現對數據庫中各個表的數據進行查詢、添加或刪除等操作。使用Mapper 模式可以將SQL 語句與業務邏輯分離，使系統的耦合度降低，有利于系統的維護和擴展。同時，BizImplements 業務層對外的接口是已經定義好的Biz 數據持久層的接口，這樣可以保證系統的耦合度更低、開發效率更高。總之，使用Biz數據持久層和BizImplements 業務層可以使系統的結構更加清晰，有利于系統的維護和擴展，同時降低系統的耦合度，提高開發效率。

（3）Controller 控制層。是系統的關鍵部分，負責處理前端頁面與后端代碼的交互，負責控制業務流程的實現和管理， 保證系統的穩定性和可靠性。Controller 控制層中的每個方法都對應一個具體的業務邏輯， 通過調用Biz 數據持久層的方法來實現。Controller 控制層通過Request Mapping 注解來識別前端頁面請求的方法，從而調用相應的業務邏輯方法。

（4）View 視圖層。是系統的重要組成部分，可以使用各種前端技術來實現頁面的展示和交互，如HTML、CSS、JavaScript 等。同時，View 視圖層需要與Controller 控制層緊密結合，通過調用Controller 控制層的方法來獲取數據或者提交數據，共同實現系統的業務邏輯。

本系統因其高內聚低耦合的特性實現業務邏輯與用戶界面的分離，使其可以獨立更改且不會互相影響。各層之間的系統框架流程如圖2 所示。

3 農機具服務系統實現

本系統主要面向農機合作社等農機服務單位，以山西農業大學農機具庫的部分數據為例，展示使用本系統的實際效果。

系統主頁展示了多個表格聯查功能，如圖3 所示。可查詢機庫中歷年播種機、拖拉機、脫粒機等農機具的數量，同時以圖表形式展示了庫內主要農機具數量和農機具在庫狀態，方便使用者在進入系統后對庫內農機具有一個直觀、全面的了解。

系統管理員可將相關農機具信息錄入系統中，如圖4 所示。農機具分類是按照工信部發布的機械行業標準（JB/T 8574—2013）下的農機具產品型號編制規則分為14 大類，可按照類別進行查詢，也可按照設備名稱進行模糊查詢。另外，根據日常使用情況，系統還添加了一類自走式動力機以展示拖拉機信息。點擊詳情頁，所有用戶即可查看該農機具的詳細參數。

系統管理員在后臺可以執行增加、刪除、修改和查看用戶信息等操作，也可以根據需要設置用戶的級別，并重置用戶的密碼。

系統管理員將農機具信息添加到系統中，以便后期進行高效地管理和查看。系統管理員可以對農機具信息表進行各種操作，如查看單個農機具信息、刪除某個農機具信息、更新現有農機具信息及查詢特定農機具信息等。

系統管理員將出臺的相關政策文件導入電腦后，點擊上傳按鈕，找到文件存儲的文件夾，確認后即可導入系統，如圖5 所示。在富文本編輯器中，可以顯示已導入信息。這種編輯器可確保文本按照編輯時的格式顯示，避免在提交后出現亂碼、格式錯亂等錯誤。最后，系統管理員可以編輯其他摘要信息并發布至系統中供其他用戶查看。其他已登錄的系統用戶可以瀏覽農機具相關政策信息，并下載相關附件。

系統管理員可以將包含歷史軌跡信息的文件導入系統，系統能自動解析文件中的逆地理編碼信息，并生成形象的歷史軌跡動態圖。農機手在網頁端可以查看到農機具歷史行駛軌跡。

農機手可以提交維修訂單并跟蹤查看維修訂單的狀態，而機械維修師則可以查看和更新維修訂單，如圖6 所示。此外，為了確保農機具能夠持續安全使用，本系統還設置了多個保養選項，包括油道清潔、更換潤滑油、螺母檢查等。農機具的定期保養對于其安全使用至關重要[20]。

經過對每個功能模塊的詳盡測試，本系統成功地展現了其穩定運行的能力，基本滿足了不同用戶的需求。系統管理員能夠順利執行各項事務的管理工作，包括用戶信息管理、系統用戶權限設置、位置信息上傳及補貼政策編輯與上傳等。農機手可以查看歷史軌跡動圖，查看農機具補貼政策及上傳維修訂單。農機維修師可以查看待維修訂單，更新維修訂單狀態等。

從性能方面來看，本系統能夠在用戶發出請求后的5 s 內響應，為用戶提供快速高效的響應時間。從安全性角度來講，系統采取了多重安全措施。首先，系統能夠防止SQL 注入攻擊，確保用戶數據的安全性；其次，用戶登錄密碼在后臺進行加密處理，進一步增強了系統的安全性；此外，針對不同用戶設定了不同的權限，確保了系統數據的保密性和完整性。安全措施的實施使系統在保證用戶數據安全性方面具有較高的可靠性。在數據耦合度方面，系統采用了低耦合設計，使后期維護工作變得簡單易行；此設計方法使得各個功能模塊之間的依賴性降低，方便維護人員快速定位并解決問題，大大提高了系統的可維護性和可擴展性。

綜上所述，本系統在穩定性、性能、安全性和數據耦合度方面均表現出色，滿足了農機合作社等農機服務單位的需求并提供了優質的服務。

4 結束語

在我國農業現代化進程不斷加速的情況下，傳統低效的農機具管理方式已無法滿足新時代智慧農業的建設需求。為了解決農機合作社等農機服務單位傳統農機具管理方式存在的問題，本研究基于MyBatis、SpringMVC 和Spring 框架的整合，設計并實現了農機具服務系統，旨在以較低的成本實現農機具的高效使用與維護，提升農機服務單位的管理水平。

本系統采用了高性能、高可靠性的Web 開發框架和數據庫技術，通過降低數據耦合度，提高系統的可維護性和可擴展性，實現了快速響應和穩定運行，UI界面簡潔友好、操作簡單、應用前景廣，可以為基于WEB 的農業管理平臺提供研究基礎。系統的應用將有力推動農業生產的智能化與信息化進程，顯著提升農業生產效率，進一步加速農業現代化的發展步伐。

參考文獻

［1］孫烈娟．農機管理對農業現代化發展的影響分析[J]．農機使用與維修，2023（3）：44-46．

SUN Liejuan．Analysis of the impact of agricultural machinery management on the development of agricultura modernization[J]． Agricultural Machinery Using amp; Maintenance，2023（3）：44-46．

［2］劉召陽，馬洪海，馬崇超，等．農機管理中的信息化應用及探究[J]．農家參謀，2022（15）：61-63．

［3］劉立．基于物聯網和AI技術的農機管理調度優化研究[D]．揚州：揚州大學，2023．

LIU Li． Agricultural machinery management and scheduling based on IoT and AI technology[D]．Yangzhou：Yangzhou University，2023．

［4］張祥軍，劉剛，黃文博．基于iOS 系統的農機預約管理系統設計與實現[J]．現代農業裝備，2023，44（2）：30-34．

ZHANG Xiangjun， LIU Gang， HUANG Wenbo． Design and lmplementation of agricultural machinery reservation management system based on iOS[J]．Modern Agricultural Equipment，2023，44（2）：30-34．

［5］陳海燕．農機工程機械設備管理中存在的問題及應對措施[J]．農業工程技術，2022，42（24）：34-35．

［6］白凈．軟件工程的應用與展望[J]．電子技術，2021，50（6）：110-111．

BAI Jing． Application and prospect of software engineering[J]． Electronic Technology，2021，50（6）：110-111．

［7］沈士強，曹軍，朱勇．基于SpringMVC 高校教務信息系統的設計 與實現[J]．電子元器件與信息技術，2022，6（1）：182-183．

［8］徐堯． 基于J2EE+SpringMVC 框架的網上報名系統設計與實現[J]．電子元器件與信息技術，2020，4（12）：156-157．

［9］李紅錦．基于SpringMVC 框架的雙語閱讀平臺研究與實現[D]．北京：北京郵電大學，2020．

LI Hongjin．Research and design of bilingual reading platform based on SpringMVC framework[D]． Beijing： Beijing University of Posts and Telecommunications，2020．

［10］張之． 基于SpringMVC 的應急救援指揮管理系統設計與實現[D]．長春：吉林大學，2019．

ZHANG Zhi． Design and lmplementation of emergency rescue command management system based on SpringMVC[D]．Changchun：Jilin University，2019．

［11］李先耀．基于SpringMVC 房屋銷售管理系統的設計與實現[D]．成都：電子科技大學，2019．

LI Xianyao． Design and implementation of housing sales management system based on SpringMVC[D]． Chengdu： University of Electronic Science and Technology of China，2019．

［12］肖志剛．基于J2EE+SpringMVC 框架的教學管理系統[D]．西安電子科技大學，2019．

XIAO Zhigang． Teaching management system based on J2EE and SpringMVC framework[D]．Xi'an：Xidian University，2019．

［13］周國軍．基于合作學習的JSP 程序設計課程教學改革研究[J]．電腦知識與技術，2023，19（3）：178-180．

［14］王志國，周笑宇．基于Oracle 的醫院信息系統性能優化研究與實現[J]．軟件，2022，43（2）：55-57．

WANG Zhiguo， ZHOU Xiaoyu． Research and lmplementation of performance optimization of hospital information system based on Oracle[J]．Software，2022，43（2）：55-57．

［15］董禮．基于ORACLE 數據庫的優化設計研究[J]．黑龍江科學，2021，12（10）：94-95．

DONG Li． Research of optimization design based on ORACLE database[J]．Heilongjiang Science，2021，12（10）：94-95．

［16］KLINGERMAN S．What's new from oracle database development[J]．Database Trends and Applications，2021，35（5）：26-27．

［17］KLINGERMAN S． Top five reasons to use an oracle database[J]．Database Trends and Applications，2020，34（6）：34-35．

［18］孫玉．計算機軟件數據庫設計中存在的問題及設計原則[J]．電子技術與軟件工程，2021（6）：162-163．

［19］李展飛．Web 軟件系統開發框架設計在MVC 模式的實現[J]．電子技術與軟件工程，2017（8）：61．

［20］唐靖．淺談農業機械維修技術現狀及對策[J]．南方農機，2022，53（15）：196-198．