云计算技术在农业信息共享服务平台中的应用

马彦图

(甘肃农业大学 信息科学技术学院，甘肃 兰州 730070)



云计算技术在农业信息共享服务平台中的应用

马彦图

(甘肃农业大学 信息科学技术学院，甘肃 兰州 730070)

对甘肃省特色农业产业资源信息服务过程中，采用传统技术会出现共享效率差、服务能力不足等问题，在借鉴国内外农业云服务应用经验基础上，结合云计算相关技术，引入云计算应用模型，从特色农业资源信息服务类型、总体框架和信息资源规划等多个环节进行整体衡量，设计基于云计算的农业信息服务共享平台的基础设施层、数据服务层、平台服务层、应用服务层4层架构，详细描述各层功能，阐明云计算在特色农业信息共享中的应用前景.研究结果表明，利用该平台可以提供完善的特色农业信息服务，实现甘肃省特色农业信息资源共享，提高资源利用率．

云计算；特色农业；共享服务

0 引 言

甘肃特色优势农业产业信息发展中，针对缺乏一站式信息服务、数据采集共享困难、人机交互程度低等问题，甘肃省特色农业产业资源信息服务平台以现代网络技术和计算机软件与理论为指导，设计并实现综合性平台.目前该平台建设运行状态良好，但由于不同数据并没有直接形成有效的形式，处于混乱访问模式状态，需重复检索不一样的数据库.因此，如何充分开发利用现有的农业信息资源，是该平台研究的关键问题之一.针对农业信息共享服务云平台问题，国外发达国家如美国、德国、日本等利用现代农业技术和云计算技术，从政策、法律法规、技术规范、组织管理和运营机制等方面保障农业信息资源的整合与共享发展[1-3]；国内利用云计算技术对农业信息共享服务进行大量的研究.如河北省农业信息工程技术中心重点研究了云计算在农业物联网中的支持作用，并在Hadoop开源基础平台上，采用云计算并行算法采集农业数据，搭建农业行业应用模型云系统应用开发环境；成都云计算中心设计并开发“猪肉质量安全溯源监管系统”的数据库平台，对异构的大量信息进行数据挖掘、结构转换和信息融合，实现生猪安全追溯信息管理系统.山东省“金农”云管理系统采用云计算技术，对牧场大量的数据进行智能分析和数据托管，提供云应用软件等服务[4-5].本文在借鉴国内外农业云服务应用经验的基础上，通过将农业信息服务系统中添加云计算应用模型的方法，提出一种基于云计算技术的特色农业产业资源信息共享服务平台建设方案．

1 农业信息共享服务云平台设计

狭义的云计算指通过按需租用、免租方式，为数据存储、科学计算、分析等提供虚拟化技术的服务.广义云计算是通过建立网络服务集群，利用计算分析、数据存储、硬件租借、软件服务等服务类型，向不同类型客户提供在线软件服务.普遍意义上的云计算通过计算机技术与互联网紧密结合的模式进行分布式计算、网络存储、虚拟化、网格计算等，集成可扩展的计算、大规模存储和应用能力．

针对应用的对象与目标不同，目前云计算服务分为三个层次．

(1) 基础设施服务：利用一个虚拟的资源池，将计算能力、存储能力、I/O设备、内存整合起来，通过为用户提供虚拟化服务器和存储资源，提供相应的虚拟硬件配置．

(2) 平台服务：通过一个中间平台，向用户提供应用开发环境、应用服务、托管、硬件资源等，将互联网在平台上定制应用程序并传递给其他用户．

(3)软件服务：用户通过发送“云端”申请，不需要自己安装软件，能够通过浏览器获得互联网服务，为最为常见和使用最多的云计算服务，降低客户硬件计算能力、资金等资源消耗[6-7]．

目前，特色农业产业信息服务多以系统或平台的形式体现，通过各类系统或平台及其他应用支撑软件提供各类农业信息服务，因此，从系统或平台服务角度来划分，特色农业资源信息的服务类型可分为农业资源公共基础服务、农业专题数据服务、业务基础服务和业务应用服务，这4类服务相互融合，构成特色农业资源服务的具体内容，为涉农用户提供多样化服务．

在当前农业大数据和现代农业信息化背景下，基于云计算技术的特色农业产业信息共享服务具有巨大的应用前景，不仅可以有效解决特色农业产业资源信息服务中存在的信息共享效率差、服务能力不足以及信息资源分布不均问题，而且可以实现信息服务规范化、特色农业产业资源优化配置、信息资源整合与共享利用.下面以甘肃省特色农业产业资源信息服务为例，实现农业信息共享服务云平台设计.根据云计算服务模式，结合平台自身需要，将云平台分为基础设施层、数据服务层、平台服务层、应用服务层4个云架构.云平台架构设计如图1所示．

图 1 云平台架构设计Fig.1 A cloud platform architecture design

(1) 基础设施层.该层的目的主要是完成设备高效率管理，对农业进行合理调度，确保计算过程高性价比．针对甘肃省特色农业产业资源信息服务平台基础设施服务能力不足和设备利用率低等问题，拓展虚拟化技术，实现弹性、可靠的基础设施服务是该层重点解决的问题.常采用虚拟机的迁移解决基础设施虚拟化问题，可采用虚拟机在线迁移技术，即虚拟机在运行状态下从一台物理机移动到另一台物理机，对信息平台服务器资源实现计算虚拟化，对存储的各类资源实现存储虚拟化，对其网络资源提供网络虚拟化等服务，提高设备的利用率．

(2) 数据服务层.该层以特色农业资源数据为中心，介于IaaS和PaaS之间，包括各类农业专题数据服务集合，主要通过计算机内部零件的层次化和扁平化特性，达到存储目的.目前，平台中涉及的特色农业主要以草食畜牧业、设施蔬菜、优质林果、马铃薯、中药材、现代种植业和酿酒原料等产业为主，由于其信息资源具有数量巨大、内容丰富以及分布式结构等特点，因此，如何建设低成本、高效能的数据中心是该层重点解决的问题.数据中心可采用PortLand等新型网络拓扑结构，确保负载平衡及节点之间具有较高的连通性，采用小型交换机扩展节点，降低网络建设成本.根据用户需要引入互联网中的相关信息资源，对分布式信息资源进行信息点提取，按需获取有针对性的信息资源内容．

(3) 平台服务层.该层主要利用软件开发、网络安全等技术，在高效率基础上，为农业提供基础性服务，实现农业产业数据资源的统一管理、调度、分配，并提供基础管理、信息资源管理和前后台管理等业务应用程序和相关的运行环境配置.

(4) 应用服务层.该层以应用支撑服务为中心，基于业务应用服务，实现应用软件系统在平台服务层的部署应用，包括特色农业产业资讯、市场行情、行业动态、交互咨询服务和基础服务等[8-11]．

2 应 用

通过降低农业信息服务云平台构架设计的成本，提升特色农业信息化的服务能力.主要表现在以下方面：(1)云管理和云决策.在农业生产中，一旦投入大量复杂的信息，专家只有在原始数据定量分析的基础上，才可以做出正确的决策.通过进行大量动态数据监测，进行实时分析和决策反馈，可见云计算对于农业生产发展的重要性.(2)农业视频监测数据的云存储.实现对平台涉及的草食畜、蔬菜、林果、马铃薯、中药材等特色农产品市场行情的预测与分析，由于各类资源数据量大，影响因素多，算法复杂，需要云计算技术支持.此外，农产品流通的物流，销售交易管理和分析决策需要很好的系统计算能力支撑[12-14].(3)农产品质量追溯问题.利用云计算精确分析能力，采用模式识别、图像检索等分析方法，使农产品质量向更实用化方向发展，提高农产品质量．

3 结束语

本文针对甘肃省特色农业产业资源信息服务平台资源共享现状及需求，分析云计算服务模式及特点，提出基于云计算的农业信息共享服务平台设计方案.在该设计方案下，平台不仅提供完善的特色农业信息服务，而且实现甘肃省特色农业信息资源共享，提高资源利用率.另外，在云平台构建和应用过程中，还需进一步在云平台基础上，将特定软件功能封装成服务并对外发布，将两种应用服务模式充分结合，实现特色农业信息资源的共享．

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编辑、校对：赵 放

Application of cloud computing technology in agricultural information sharing service platform

MA Yantu

(School of Information Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China)

In the service of featured aqriculture information in Gansu provice, traditional technology has such problems as poor efficiency and service. Based on agriculture cloud service application experience at home and abroad,with cloud computing technology, cloud computing model is introduced. From the characteristics of agricultural resources information service type, the overall framework and information resource planning, such 4 layer architectures are designed sharing platform of agricultural information service based on cloud computing as infrastructure layer, data service layer, platform layer, and application service layer.The functions of each layer are described in detail , illuminating the cloud computing in the application foreground of agriculture information sharing. The results show that the platform can provide featured agricultural information service, realizing the Gansu province distinctive agriculture information resources sharing,and improving resource utilization.

cloud computing; featured agriculture; sharing service

1674-649X(2016)04-0494-04

10.13338/j.issn.1674-649x.2016.04.015

2016-01-15

甘肃省科技厅星火计划资助项目(1305NCXA227)

马彦图(1979—)，男，甘肃省金塔市人，甘肃农业大学副教授，研究方向为计算机网络技术、网络安全和农村信息化.E-mail：mayt@gsau.edu.cn

马彦图.云计算技术在农业信息共享服务平台中的应用[J].西安工程大学学报，2016，30(4)：494-497.

MA Yantu.Application of cloud computing technology in agricultural information sharing service platform[J].Journal of Xi′an Polytechnic University,2016，30(4)：494-497.

P 208

A