基于Android的农机远程监控调度平台设计与构建

曹梦如 ，辜丽川，王　超，焦　俊

(1.安徽水利水电职业技术学院　电子信息工程系， 安徽　合肥　231603;2.安徽农业大学　信息与计算机学院， 安徽　合肥　230036)



基于Android的农机远程监控调度平台设计与构建

曹梦如1，辜丽川2，王超2，焦俊2

(1.安徽水利水电职业技术学院电子信息工程系， 安徽合肥231603;2.安徽农业大学信息与计算机学院， 安徽合肥230036)

传统农业生产中，农户一般根据经验来判断农作物的生长情况，不但需要消耗大量的人力和物力，而且农情信息大部分是滞后的。本文基于现有成熟的B/S架构农机信息化平台，设计实现了基于Android的农机远程监控调度平台，满足农户“随时、随身、随地”查看农机信息的需要，实现地各数据信息快速获取，为规模化农机服务提供更加高效、科学的信息支持。

农机；精准；远程监控；Android

现代精准农业指综合应用地球空间信息技术、计算机辅助决策技术、农业工程技术等现代高新科学技术，以获得农田“高产、高效、高质、高级和低害”为目标的现代化农业生产模式和技术体系[1-2]，已广泛用于农田整理和农作物播种变量施肥及实时配肥技术、自动识别技术、灌溉、收获及产量分布实时检测等农业生产的各个环节，便于农户准确掌握农作物生长环境和农业生产现场情况，及时做出合理正确的预判操作。

2012年，北京大学遥感所设计并实现一套农机监管调度系统[3]，该系统基于B/S框架，结合在线Google地图服务，主要实现农机实时监测、农业多源信息采集以及简易的农机调度。浙江大学的项利国等人在现代管理理论的基础上，对未来农机需求、农机总动力、农机价格等问题进行探讨，构建基于网络的农业机械装备管理信息系统，最终取得较为理想的结果[4]。邹梦丽等人通过调查新疆地区的农业状况，构建以农机综合信息服务平台为核心的农机化信息网络体系，有效打破时间与空间的分隔限制，成功实现工作流程的整合与优化重组，提高工作质量和效率，为农机事业和谐稳定的发展提供坚实的支撑[5]。

目前大部分的农机信息化平台可以及时有效地解决农业生产过程中的问题，但多数开发平台都基于B/S或C/S框架，要求用户必须具备电脑和网络才可以正常使用，无法实现实时监控和实时操作[6]。因此，开发基于Android平台的农机远程监控调度系统可以使农业技术人员“随时、随身、随地”的查看农业生产情况，对信息数据的远程监测和远程调控具有重要意义。

1　平台整体架构

整个系统主要由现场采集端、服务器端和远程控制终端手机或电脑三个部分组成，架构图如图1。

图1　农机远程监控调度平台整体架构图

本系统移动端基于Android平台开发，选择JDK1.7版本来搭建Java环境，开发工具选用Eclipse+ADT，数据的传输采用轻量级的json格式，几乎所有主流编程语言都能够对json格式进行解析，不受平台限制，效率高。移动设备由于其自身的限制，其CPU速度、存储容量等资源有限[7]，因此将数据层、复杂的计算和业务逻辑等在服务端实现，然后通过Web Service来实现移动平台与服务器的交互，减少重复性工作，提高开发效率。

现场采集端主要依靠车载智能终端实现，主要利用GPS和传感器实现实时准确地获取农机位置、速度、时间和实时视频等各方面数据,数据通过GPRS网络回传给服务器端；服务器端在接收各个车载终端的数据并将这些数据存储到调度中心的数据库中。远程控制终端将控制命令发送到服务器端，再向车载终端发出控制指令。

2　系统设计

2.1总体流程设计

农机远程监控调度平台主要是通过手机让农户实现农业信息查看和农业现场的远程控制，达到提高服务效率的目的。根据对系统需求的分析可以将平台设计为5大模块，如图2所示。

图2　总体流程设计图

2.2主要模块设计

2.2.1农机管理农机管理模块主要包括农机信息、实时定位、历史轨迹和农机警报四个模块组成。农机信息里可以查询到每个农机设备的具体信息；实时定位根据GPS模块，实时追踪农机的地理位置，并且将其位置信息记录下来，在历史轨迹里可以通过选择时间区段，获取该农机历史位置信息，并将其运行轨迹绘制在地图上。若农机实时数据超出报警值，可在农机报警界面及时查看，并采取相关调度措施。

2.2.2远程监控远程监控模块主要包括数据显示、远程控制和视频监控三个部分。在数据显示中可以查看气象数据、水位监测数据和肥药一体化微喷，其中气象数据包括风向、风速、温湿度、土壤温湿度和降雨量等，各数据值由各自传感器获得；同时还可以通过视频监控实时查看农业田间状况，若实时数据低于预警值或视频监控显示有不足问题，用户可以直接远程控制农机进行操作和调控。

2.2.3专家咨询专家意见是为广大农户提供技术支持的一个模块，专家可根据实时情况提供及时的建议，也可以在农户有提问后，回答指导性意见。

2.2.4数据统计根据传感器获取的数据值，统计预测可能出现的警报，给农户提供可靠地预测方案。

2.2.5系统设置系统设置里可以根据季节、农作物种类的不同设置各项监控数据指标的报警临界值(上限和下限)，当达到临界值时，系统自动报警，提示农户进行措施补救。

3　系统实现

3.1数据采集模块

数据采集包括农机定位信息、传感器数据和视频监控三个部分。定位信息根据GPS模块(如图3)获取相关经纬度；各种传感器埋藏在田间，以便获取相关数据信息。视频摄像头分布在农机上，随着农机的移动，观看田间的实时景象。本系统把所有端口固定集成，实现各模块一键开启工作(如图4)。

图3　GPS硬件模块

图4　数据采集模块一键启动

3.2手机端系统实现

农机定位功能能够获取位置信息的GPS模块，并调用百度地图开源的Android版地图API，需要查询农机位置时，首先打开监控开关，然后点击右上方的汽车按钮选择农机，农机的位置就会显示在地图中(如图5)。点击车辆小图标即可查看其详细的状态信息，需要查询车辆历史轨迹时，选择查询车辆以及时间区间，确定后点击查询按钮即可绘制出所选择区间内车辆运输的行踪路线(如图6)。

图5　选择车辆

图6　历史轨迹

图7　数据统计

传感器各项数据传回服务器，可以实时查看各指标值，并智能提示报警的指标，查询统计功能同样是对车辆运行里程以及运行状态记录的查询，统计结果以图表的形式展示给用户，使结果清晰明了，一目了然(如图7)。

3.3系统验证

结合长期实践调研所得用户需求和不断校正精确定位的基础上，将农机监控定位平台应用于安徽省马鞍山市郑蒲港姥长村示范点。系统成功的将移动计算运用到农机服务领域中，有效地优化农机管理模式，基本可精准定位农机位置，同时减少农机工作成本，降低农机行业的风险，提升服务质量，具有一定理论意义和实际应用价值。

4　结论

本文对农机远程监控调度平台进行总体需求分析，明确信息平台在农资物流过程中所涉及的主要环节，分析作业流程，对系统的总体结构和功能模块进行设计。基于Android平台的移动端农机远程监控调度平台，便于信息的实时获取和共享，实验表明可以及时获取农田数据指标，对指导农机高效作业、控制生产资料投入具有很大帮助。

[1]胡静涛，高雷，白晓平，等．农业机械自动导航技术研究进展[J]．农业工程学报，2015，31(10)：1-10．

[2]吴小伟，陈新华，武文娟，等．信息技术在农机技术推广中的应用[J]．中国农机化学报，2013，34(5)：217-223, 264．

[3]李强．基于网络的红星农场农机信息化管理系统的研究与开发[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2008.

[4]项利国．基于网络的农业机械装备管理信息系统的研究与实现[D]．杭州：浙江大学，2004．

[5]邹梦丽．新疆农机综合信息服务平台建设的研究[D]．乌鲁木齐：新疆农业大学，2014．

[6]籍俊杰，李谦．智能化农业与智能化农机装备[J]．农业技术与装备，2012(3)：27-31．

[7]王涛．基于Web Service的物流信息管理系统[D]．成都：电子科技大学，2013．

(责任编辑：李孟良)

Agricultural Machinery Remote Monitoring Scheduling Plat-form Design and Construction Based on Android

CAO Meng-ru1，GU Li-chuan2，WANG Chao2，JIAO Jun2

(1. School of Electronic Information Engineering, Anhui Water Conservancy Technical College,Hefei 231603,China;2. Information & Computer College, Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)

During the traditional agricultural production, farmers generally work according to crop growth experience to judge the growth of crops, which needs to consume a large amount of manpower and material resources, and most agricultural information is lagging. Based on the existing mature B/S architecture farm information platform, this paper is designed and implemented in agricultural machinery remote monitor dispatching platform basing on Android , aiming at meeting the farmers "at any time, portoble, anywhere" to view farm information. It can also achieve various data quickly in different areas, and provide more efficient services and scientific information support for the scale agricultural services.

Agricultural machinery;Precision;Remote monitoring;Android

2016-03-20

安徽省重大科技专项(15czz03131)；2016年安徽省企业发展专项：智慧村镇社区公共服务云平台。

曹梦如(1988-)，女，安徽省蚌埠市人，硕士，助教，主要从事物联网技术研究。

P228.4

A

1673-8772(2016)04-0057-04