張瑞 朱春燕 劉暢 徐識(shí)溥

摘要：隨著信息化進(jìn)程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的快速推進(jìn)，人們對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的信息需求越來越多。筆者以果業(yè)為背景，針對(duì)果業(yè)種植過程中信息服務(wù)需求，設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)基于Coral組件架構(gòu)的數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)。該平臺(tái)分為數(shù)據(jù)采集層、服務(wù)層、應(yīng)用層。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理、種植生產(chǎn)管理、專家遠(yuǎn)程服務(wù)、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源與農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)上商城5個(gè)功能模塊。該平臺(tái)為果業(yè)從業(yè)人員提供相關(guān)的技術(shù)服務(wù)、信息資訊以及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)推動(dòng)果業(yè)種植過程信息化具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：Coral；數(shù)字果業(yè)；綜合信息管理平臺(tái)；監(jiān)控管理；生產(chǎn)管理；專家遠(yuǎn)程服務(wù)

中圖分類號(hào)：S24文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0136

Design and Implementation of Digital Fruit Industry Integrated Information Management Platform： Based on Coral Component Architecture

Zhang Rui1，2， Zhu Chunyan3， Liu Chang4， Xu Shipu5，6

（1School of Agriculture and Biology， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200240， China； 2Key Laboratory of Urban Agriculture （South）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Shanghai 200240， China； 3Shanghai Quality Safety Center of Agriculture Products， Shanghai 201708， China； 4School of Information Engineering， Nanchang Hangkong University， Nanchang 330063， Jiangxi， China； 5Agricultural Information Institutes of Science and Technology， Shanghai Academy of Agriculture Sciences， Shanghai 201403， China；6Shanghai Engineering Research Center of Information Technology in Agriculture， Shanghai 201403， China）

Abstract： People need more related information during agricultural production. This paper takes the fruit industry as the background， and designs and develops a digital fruit industry comprehensive information management platform based on the Coral component architecture for the information service in the fruit industry planting process. The platform is divided into data acquisition layer， service layer and application layer. On this basis， the functional structure of the designed system includes 4 functional modules including agricultural Internet of Things monitoring management， planting production management， expert remote service and agricultural products online shopping mall. The platform provides relevant technical services， information， and norms for fruit industry practitioners. It is of great significance to promote the informatization of the fruit industry planting process.

Keywords： Coral； digital fruit； Comprehensive Information Management Platform； Monitoring Management； Production Management； Expert Remote Service

0引言

在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)民增收的重要來源是經(jīng)濟(jì)作物種植，而果業(yè)種植是經(jīng)濟(jì)作物種植的重要組成部分。但是在果業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)（如陜北地區(qū)）中農(nóng)業(yè)信息化程度較低，農(nóng)村發(fā)展比較落后，果業(yè)種植者獲取科學(xué)種植信息、市場(chǎng)信息的能力比較薄弱[1-2]。長(zhǎng)期以來，果業(yè)采收部門一直采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行果業(yè)資源管理，各項(xiàng)數(shù)據(jù)還停留在紙質(zhì)化管理階段[3]。應(yīng)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化的技術(shù)手段，對(duì)土壤資源、氣象氣候資源、品種資源等進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化管理，提升智慧農(nóng)業(yè)管理工作的信息化和現(xiàn)代化水平，建成融數(shù)據(jù)采集、數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分析處理為一體的數(shù)字驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)資源管理體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化[4-5]。

Coral組件是基于J2EE的一個(gè)開發(fā)框架，該框架主要采用Spring、SrpingMVC和Mybatis開發(fā)技術(shù)，并集成了組件庫(kù)產(chǎn)品，完全符合MVC開發(fā)模式的要求，已經(jīng)在檔案系統(tǒng)、行政審批系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等項(xiàng)目和產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，目前已趨于成熟[6-7]。該架構(gòu)的應(yīng)用可以大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，并減少后期維護(hù)工作量。

Coral組件包括js組件、image組件、css組件、tag組件、界面模板組件、工具組件、子系統(tǒng)組件、基礎(chǔ)組件、組件發(fā)布平臺(tái)等部分，可應(yīng)用于信息系統(tǒng)開發(fā)的各層面。組件庫(kù)將系統(tǒng)處理過程中的通用功能（界面處理、數(shù)據(jù)庫(kù)連接池、數(shù)據(jù)訪問、文件處理、消息處理、例外日志、標(biāo)簽庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)自定義等）進(jìn)行抽象，具有良好繼承性和擴(kuò)展性的類基礎(chǔ)架構(gòu)，封裝了產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目和應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目中共性的功能[8]。在后續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)和開發(fā)中也可調(diào)用基礎(chǔ)組件平臺(tái)中各類組件進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，提高軟件開發(fā)效率和質(zhì)量[9-10]。

Coral組件平臺(tái)提供了良好的前臺(tái)展示功能，基于jquery1.9+開發(fā)，同時(shí)也結(jié)合了標(biāo)簽技術(shù)。Coral組件平臺(tái)目前提供了表單類、表格類、導(dǎo)航類、其他類4類組件，如圖1所示。部分組件樣式如圖2所示。通過調(diào)用基礎(chǔ)組件平臺(tái)中的組件快速形成的軟件系統(tǒng)界面框架如圖3所示[11]。

除各類基礎(chǔ)組件外，基礎(chǔ)組件平臺(tái)提供了完善的調(diào)用例子程序和二次開發(fā)手冊(cè)，所有組件的培訓(xùn)教材、二次開發(fā)手冊(cè)、產(chǎn)品示例、界面原型等都能夠方便的從平臺(tái)上獲取[12-13]。

總的來說，基礎(chǔ)組件平臺(tái)具有如下優(yōu)勢(shì)[14]。

（1）既包括邏輯層組件，也包括表示層組件；既可以起到規(guī)范開發(fā)接口的作用，也可以起到統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)界面的作用。其中表示層組件包含表單類、表格類、導(dǎo)航類、其他類4類，并且隨著平臺(tái)的不斷升級(jí)和完善，組件的數(shù)量不斷增加，為各類不同的項(xiàng)目提供基礎(chǔ)支撐。

（2）所有組件兼容目前所有主流的瀏覽器，具體包括IE、Chrome、Firefox、Safari、Opera以及以這5種瀏覽器為內(nèi)核的其他瀏覽器。所有的組件在不同瀏覽器系統(tǒng)的界面上展現(xiàn)效果一致，極大地提升了用戶體驗(yàn)。

（3）所有的組件控件都支持拖拽操作的屬性、事件和API接口，同時(shí)所有組件界面優(yōu)美、操作流暢，提供了良好的操作體驗(yàn)，給使用者帶來了愉悅的工作心境。

（4）提供全新打造的基于開源jquery1.9+類庫(kù)，結(jié)合標(biāo)簽技術(shù)，專注于前端頁(yè)面展示的技術(shù)框架，體積小、功能強(qiáng)。

（5）通過引用Jsp Tag File（自定義標(biāo)簽），統(tǒng)一各組件調(diào)用方法，專注通用需求，定制個(gè)性需求，使組件庫(kù)更加便于復(fù)用、擴(kuò)展、集成[14]。

1數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1總體框架設(shè)計(jì)

根據(jù)數(shù)字果業(yè)平臺(tái)的具體需求，結(jié)合信息化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)系統(tǒng)總體框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)字果業(yè)平臺(tái)建設(shè)的總體框架突出扁平化、鏈條式、高參與、模塊化、易擴(kuò)展的特點(diǎn)，由5個(gè)層面和2個(gè)體系組成，在應(yīng)用方面，重點(diǎn)圍繞果業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控、生產(chǎn)管理、預(yù)測(cè)預(yù)警、安全追溯、制度調(diào)控、市場(chǎng)分析、營(yíng)銷推廣等信息系統(tǒng)，對(duì)果業(yè)生產(chǎn)實(shí)行全方位管理與服務(wù)[15]。

數(shù)字果業(yè)平臺(tái)主要建設(shè)內(nèi)容為“一個(gè)平臺(tái)五大系統(tǒng)”?！耙粋€(gè)平臺(tái)”為數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)，主要通過綜合信息查詢、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理、指揮調(diào)度管理、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理、全產(chǎn)業(yè)鏈追溯管理、統(tǒng)計(jì)分析、大數(shù)據(jù)服務(wù)和系統(tǒng)對(duì)接實(shí)現(xiàn)地理信息、氣象墑情、土壤養(yǎng)分、視頻監(jiān)控、溫室環(huán)境、水肥一體化、病蟲害防治、果樹生理、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、分揀包裝、倉(cāng)儲(chǔ)物流、農(nóng)產(chǎn)品電商、產(chǎn)品質(zhì)量溯源等大數(shù)據(jù)的交互、展示、統(tǒng)計(jì)、分析，為公司管理層科學(xué)決策提供依據(jù)，并最終實(shí)現(xiàn)水果標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和果業(yè)原產(chǎn)地供應(yīng)鏈的數(shù)字化管理服務(wù)[16]?！拔宕笙到y(tǒng)”分別為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、種植生產(chǎn)管理系統(tǒng)、專家遠(yuǎn)程指導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)和網(wǎng)上商城[17]?？傮w架構(gòu)如圖4所示。

數(shù)字果業(yè)平臺(tái)功能架構(gòu)圖如圖4，整體架構(gòu)分為基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層、用戶層。

基礎(chǔ)層（IaaS）包括應(yīng)用服務(wù)器集群、視頻服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群，機(jī)房環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、通訊鏈路、虛擬化平臺(tái)和物聯(lián)感知等方面[18]。

數(shù)據(jù)層（DaaS）包括數(shù)字果業(yè)數(shù)據(jù)中心（數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)升級(jí)、數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)件、數(shù)據(jù)對(duì)接接口、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)應(yīng)用、外部系統(tǒng)對(duì)接）、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、專家信息數(shù)據(jù)、消費(fèi)信息數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、分揀包裝數(shù)據(jù)、倉(cāng)儲(chǔ)物流數(shù)據(jù)、空間地理數(shù)據(jù)、營(yíng)銷管理數(shù)據(jù)和預(yù)警決策數(shù)據(jù)）和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（關(guān)系/非關(guān)系數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析記錄、視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、JSON/XML數(shù)據(jù)）[18]。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要由多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)組成，是建設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)環(huán)境。數(shù)據(jù)中心是按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建立的共享數(shù)據(jù)環(huán)境，是消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是整個(gè)系統(tǒng)成功建設(shè)和運(yùn)行的基礎(chǔ)[19]。

應(yīng)用支撐層（PaaS）包括基礎(chǔ)組件平臺(tái)、數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、地理信息平臺(tái)、報(bào)表分析平臺(tái)、信息發(fā)布平臺(tái)、系統(tǒng)配置平臺(tái)、系統(tǒng)管理平臺(tái)、應(yīng)用安全平臺(tái)等內(nèi)容[20]。

應(yīng)用層（SaaS）包括數(shù)字果業(yè)綜合信息管理服務(wù)平臺(tái)（綜合信息查詢、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理、指揮調(diào)度管理、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理、全產(chǎn)業(yè)鏈追溯管理、統(tǒng)計(jì)分析、大數(shù)據(jù)服務(wù)和系統(tǒng)對(duì)接）、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、種植生產(chǎn)管理系統(tǒng)、專家遠(yuǎn)程指導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)和網(wǎng)上商城[21-22]。應(yīng)用層在應(yīng)用支撐層和數(shù)據(jù)層的支持下，建立各種應(yīng)用系統(tǒng)。在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境體系基礎(chǔ)上，依賴數(shù)據(jù)層及支撐層的支持，通過內(nèi)在的數(shù)據(jù)共享和協(xié)作關(guān)系將各應(yīng)用連接起來。

用戶層包括有水果產(chǎn)業(yè)體系的農(nóng)林科技人員、企業(yè)管理人員、基層作業(yè)人員、消費(fèi)大眾以及政府監(jiān)管人員[23]。

1.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

數(shù)字果業(yè)綜合管理平臺(tái)是數(shù)字果業(yè)平臺(tái)的統(tǒng)一入口和統(tǒng)一管理平臺(tái)，將實(shí)現(xiàn)地理信息、氣象墑情、土壤養(yǎng)分、視頻監(jiān)控、溫室環(huán)境、水肥一體化、病蟲害防治、果樹生理健康、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、分揀包裝、倉(cāng)儲(chǔ)物流、農(nóng)產(chǎn)品電商、產(chǎn)品質(zhì)量溯源等大數(shù)據(jù)的交互、展示、統(tǒng)計(jì)、分析等，建立企業(yè)生產(chǎn)管理、政府監(jiān)督管理、專家遠(yuǎn)程指導(dǎo)、產(chǎn)品質(zhì)量追溯、電商交易管理、應(yīng)急指揮于一體的上下聯(lián)動(dòng)體系，形成完整的農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈的監(jiān)控管理體系[24]。

數(shù)字果業(yè)綜合管理平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，業(yè)務(wù)應(yīng)用采用模塊化設(shè)計(jì)，WEB服務(wù)與后臺(tái)作業(yè)管理模式，是一個(gè)集數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)告警、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)安全為一體的農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合展示及交互平臺(tái)。平臺(tái)將各系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中匯總、統(tǒng)計(jì)、分析，根據(jù)數(shù)據(jù)類別和分布領(lǐng)域等不同，通過綜合管理平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控展示與決策分析。通過對(duì)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的深入挖掘和分類分析，提供定制化開發(fā)的應(yīng)用和服務(wù)。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)遵循開放性、繼承性、標(biāo)準(zhǔn)性、安全性、可靠性、拓展性的原則，確定可行的技術(shù)路線[25-26]。平臺(tái)采用數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一部署，物聯(lián)感知統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)事活動(dòng)統(tǒng)一填報(bào)，作業(yè)監(jiān)管統(tǒng)一口徑，信息服務(wù)統(tǒng)一平臺(tái)，工作界面統(tǒng)一規(guī)范的原則。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，數(shù)字果業(yè)綜合管理平臺(tái)起著提綱挈領(lǐng)的作用。平臺(tái)功能模塊如圖5所示。

1.2.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)是在構(gòu)建氣象及墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、土壤養(yǎng)分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)、智能組培室監(jiān)控系統(tǒng)、水肥一體化系統(tǒng)、病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、果樹生理健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息化基礎(chǔ)之上，通過對(duì)以上環(huán)境產(chǎn)生的各類物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)及控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分時(shí)統(tǒng)計(jì)與分析，指導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。功能模塊如圖6。

1.2.2種植生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)種植生產(chǎn)管理系統(tǒng)基于果業(yè)管理及農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用，旨在為廣大果農(nóng)提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)便捷、信息化的管理系統(tǒng)，為農(nóng)產(chǎn)品大數(shù)據(jù)提供管理數(shù)據(jù)資源，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯綠色檔案提供數(shù)據(jù)支撐，集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理與生產(chǎn)推銷于一體，包括生產(chǎn)主體數(shù)據(jù)及其生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，對(duì)作物生長(zhǎng)不同時(shí)期生長(zhǎng)、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)匯總、分析、展示，尋找適合作物生長(zhǎng)環(huán)境，指導(dǎo)下一步種植。

種植生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)種植生產(chǎn)過程的信息采集和跟蹤管理，包括農(nóng)業(yè)化學(xué)投入品使用記錄和農(nóng)事操作記錄，詳細(xì)記錄基地的地塊生產(chǎn)單元、投入品購(gòu)買和使用檔案、年度生產(chǎn)檔案、詳細(xì)農(nóng)事活動(dòng)、產(chǎn)品抽檢記錄、銷售出庫(kù)檔案等。建立電子化生產(chǎn)檔案，規(guī)范生產(chǎn)檔案庫(kù)管理，并能夠覆蓋到種植業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的管理范圍。除陜西企業(yè)的信息外，還包括果業(yè)的供應(yīng)商（生產(chǎn)企業(yè)）信息。平臺(tái)通過為果業(yè)企業(yè)及其供應(yīng)商（生產(chǎn)企業(yè)）分配系統(tǒng)賬號(hào)，便于生產(chǎn)企業(yè)使用生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)管理過程全程的信息采集和跟蹤管理。信息化基礎(chǔ)比較薄弱的用戶，可以通過移動(dòng)App實(shí)現(xiàn)便捷操作或人工手動(dòng)記錄全程生產(chǎn)檔案，為農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)提供真實(shí)可靠的溯源信息基礎(chǔ)。

1.2.3專家遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專家遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建以專家咨詢服務(wù)為核心的專家服務(wù)體系，充分發(fā)揮系統(tǒng)專家資源，切實(shí)、快速、準(zhǔn)確、有效地幫助廣大果農(nóng)解決生產(chǎn)過程中遇到的問題，幫助其提高種植技術(shù)。專家遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)以專家服務(wù)為核心，針對(duì)果樹常見病害提供多種方式的專家遠(yuǎn)程診斷、咨詢解答、農(nóng)技知識(shí)和病蟲害防治等信息推送、配備測(cè)土配方施肥、病蟲害、種子、種植等相關(guān)專家，在線通過數(shù)據(jù)、圖片、視頻等方式進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，結(jié)合各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、農(nóng)戶行為數(shù)據(jù)等，幫助農(nóng)戶實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)技遠(yuǎn)程服務(wù)。

建設(shè)專家遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)主要為企業(yè)或農(nóng)戶提供遠(yuǎn)程在線指導(dǎo)服務(wù)。用戶通過手機(jī)或查詢機(jī)訪問本系統(tǒng)，在編輯欄輸入所要咨詢的內(nèi)容，如植物病害（發(fā)病時(shí)期、發(fā)病圖片、發(fā)病狀況等），系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)主題內(nèi)容對(duì)應(yīng)行業(yè)專家，專家給出指導(dǎo)意見并反饋給用戶，該系統(tǒng)支持語音服務(wù)、知識(shí)庫(kù)服務(wù)、預(yù)約服務(wù)等，系統(tǒng)支持多種操作方式，可全觸屏操作語音自動(dòng)識(shí)別，不需要用戶任何鍵盤輸入即可使用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供了易用、實(shí)用、好用的咨詢服務(wù)工具。

1.2.4農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)是通過IT信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品全流程信息的可追蹤與可追溯，確保供應(yīng)鏈每一個(gè)環(huán)節(jié)，可以完整、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的記錄批次及種植、采摘、分揀、包裝、儲(chǔ)藏等關(guān)鍵過程的各種相關(guān)數(shù)據(jù)資料。平臺(tái)能夠連接生產(chǎn)、檢驗(yàn)、監(jiān)管和消費(fèi)各環(huán)節(jié)，從系統(tǒng)的任何一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)均可以快速向上追溯或向下追蹤各種信息，并生成相關(guān)報(bào)表，滿足質(zhì)量安全信息追溯管理的要求，規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)行為，提升企業(yè)質(zhì)量管控能力，切實(shí)保障產(chǎn)品品質(zhì)。

果業(yè)農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)分為生產(chǎn)過程信息采集系統(tǒng)和產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控系統(tǒng)2個(gè)部分。該系統(tǒng)是為溯源體系建設(shè)服務(wù)的統(tǒng)一信息平臺(tái)，該平臺(tái)是構(gòu)建于網(wǎng)絡(luò)和軟硬件基礎(chǔ)平臺(tái)之上的綜合信息系統(tǒng)，在圖形界面的軟件環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)果品質(zhì)量信息采集、審核處理、控制執(zhí)行、科學(xué)決策的集成化、可視化、網(wǎng)絡(luò)化和桌面化，實(shí)現(xiàn)對(duì)陜西果品的全程質(zhì)量追溯與監(jiān)管，完善果品質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管體系建設(shè)。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖7。（1）數(shù)據(jù)采集層主要是通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、RFID設(shè)備、手機(jī)終端采集生產(chǎn)過程信息、投入品信息、倉(cāng)儲(chǔ)信息、分揀信息、包裝信息、物流信息、檢驗(yàn)檢測(cè)信息、用戶行為信息、消費(fèi)者信息等。（2）數(shù)據(jù)中心層采集的各類數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到溯源平臺(tái)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，統(tǒng)計(jì)分析等。（3）平臺(tái)層，整個(gè)溯源體系主要分為生產(chǎn)過程信息采集系統(tǒng)和質(zhì)量安全監(jiān)控系統(tǒng)兩部分，前者負(fù)責(zé)采集上報(bào)信息，后者負(fù)責(zé)對(duì)各類信息進(jìn)行審核管理。（4）用戶層，系統(tǒng)用戶主要為企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員、種植戶、企業(yè)管理人員等。（5）標(biāo)準(zhǔn)化體系貫穿整個(gè)生產(chǎn)過程和數(shù)據(jù)采集過程。（6）平臺(tái)可對(duì)接政府監(jiān)管平臺(tái)，溯源的核心數(shù)據(jù)將作為信息綜合管理平臺(tái)的一部分進(jìn)行應(yīng)用和展示。

1.2.5農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)上商城設(shè)計(jì)農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)上商城是果業(yè)產(chǎn)銷環(huán)節(jié)的重要部分，承擔(dān)了果品在生產(chǎn)采摘后由田間地頭到消費(fèi)者的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)建立陜西果品網(wǎng)上銷售系統(tǒng)平臺(tái)，以互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷為核心，將農(nóng)產(chǎn)品溯源查詢、農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)和農(nóng)企官網(wǎng)建站深度整合，為農(nóng)業(yè)企業(yè)打造一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下集展示、營(yíng)銷、宣傳于一體的平臺(tái)窗口，提供一站式的互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷解決方案，幫助農(nóng)企提高品牌影響力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和資源優(yōu)化整合。實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的網(wǎng)上訂單銷售、線下物流發(fā)貨的新零售商業(yè)模式，電商平臺(tái)與農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的交互。

1.3數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

利用領(lǐng)先的服務(wù)器虛擬化技術(shù)將服務(wù)器進(jìn)行整合和虛擬化，以較少的主機(jī)設(shè)備承載更多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并完成與網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等資源的聯(lián)通協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)的高級(jí)別可用性和資源的靈活分配，同時(shí)佐以安全、備份、管理等層面的充分考慮，為數(shù)字果業(yè)打造一套先進(jìn)、安全、智能的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)，敏捷響應(yīng)并充分保障上層業(yè)務(wù)的運(yùn)行。

平臺(tái)的總體框架設(shè)計(jì)如圖8。數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)采用主從模式，為保證高可讀性，加入緩存數(shù)據(jù)庫(kù)（redis）。主從模式可以保證數(shù)據(jù)庫(kù)高可用性，當(dāng)一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)損壞，可快整切換到另外一臺(tái)（前提是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)對(duì)外曝露采用浮動(dòng)IP）；同時(shí)還起到備份作用。緩存數(shù)據(jù)庫(kù)采用集群方式，防止突然崩潰導(dǎo)致緩存失效，短時(shí)間造成數(shù)據(jù)庫(kù)壓力增大，所有業(yè)務(wù)頻繁使用的數(shù)據(jù)（如字典數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)、規(guī)則數(shù)據(jù)等）放入緩存，當(dāng)修改時(shí)同步到緩存中，保證數(shù)據(jù)一致性。

2數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

本研究的數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)將物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，通過部署在農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器、控制器、監(jiān)測(cè)站和攝像頭，全面展現(xiàn)和監(jiān)測(cè)基地現(xiàn)場(chǎng)的大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、水質(zhì)環(huán)境、作物長(zhǎng)勢(shì)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、病蟲害情況等，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的科學(xué)化、精準(zhǔn)化，自動(dòng)化，標(biāo)準(zhǔn)化管理。力求搭建一個(gè)服務(wù)農(nóng)業(yè)智能化的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)，從生產(chǎn)側(cè)，推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品安全、高質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；從消費(fèi)側(cè)，搭建農(nóng)村與城市之間的橋梁，讓消費(fèi)者能夠更加直觀了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和過程；從產(chǎn)業(yè)側(cè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)據(jù)化、服務(wù)在線化水平。平臺(tái)采用軟件即服務(wù)模式（SaaS）模式運(yùn)營(yíng)，同時(shí)支持“公有云”與“私有云”數(shù)據(jù)中心，用戶只需通過瀏覽器或智能手機(jī)就可以輕松享用全部平臺(tái)服務(wù)。

3結(jié)論與討論

對(duì)數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，能夠促進(jìn)果業(yè)種植過程的科學(xué)化和規(guī)范化以及果業(yè)信息化。本文研究與設(shè)計(jì)的數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)是在參考現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的果業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)與果業(yè)信息的輕量級(jí)推送架構(gòu)，其中功能模塊主要有物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理、種植生產(chǎn)管理、專家遠(yuǎn)程服務(wù)、農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)上商城與數(shù)據(jù)中心等。設(shè)計(jì)開發(fā)的數(shù)字果業(yè)平臺(tái)綜合信息管理平臺(tái)已經(jīng)通過測(cè)試，部分子系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，但仍然存在一些不足，在接下來還有一些工作需要完善：（1）數(shù)字果業(yè)綜合信息管理平臺(tái)的功能還需要進(jìn)一步擴(kuò)充與完善，特別是為用戶提供多種形式的信息獲取和交流方式，比如微信、短信、WAP等。（2）在消息推送功能模塊里，伴隨著用戶的增多，需要搭建一個(gè)高并發(fā)性的服務(wù)器，以及進(jìn)行多應(yīng)用的消息推送（手機(jī)App、Web網(wǎng)站、微信公眾號(hào)）。

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