精准农业种植系统的设计与实现

文/熊大平　邓文佶

图1　

1　引言

1.1　移动互联网技术简介

移动互联网是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业务，包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑、电子书、MID等；软件包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等。

随着4G通讯等网络技术的不断发展，移动互联网已经各个行业和领域得到广泛应用，也包括像农业这样的传统领域。虽然中国农业市场有前景广阔，但是农业信息化建设相对与其它行业还是相对落后，在互联网的大潮中，随着手机、平板电脑等智能移动设备的广泛应用，移动互联网概念正在不断的冲击着人们的传统思维方式，中国农业产业必须开拓创新，加快信息化建设，以适应政府提出建设社会主义新农村的要求。农业移动互联网系统可以帮助农业企业商家整合资源、提高效率，率先布局农业移动互联网，是农业企业商家站稳农业经济市场的捷径。

1.2　移动互联网在农业领域应用现状

在农业生产领域，我们正越来越多地将移动互联网技术与农业生产、加工、销售等产业链环节结合，实现农业发展科技化、智能化、信息化的农业发展方式。

以智能终端为载体，融合GPS、遥感、地理信息系统、人工智能、专家决策系统等技术和服务，改造农业生产的各个环节，同时运用移动互联网技术帮助我们实现集感知、传输、控制、作业为一体的农事管理信息系统，将农业生产的各环节进行信息化、标准化、规范化，从而提高农事生产效率，提升品质控制能力，完善农事服务体系。

2　精准农业种植项目简介

光明米业精准农业种植系统基于移动互联网技术实现与水稻“产加销”物联网管理平台对接，实现作业指导、田块农事信息填报（APP）、农资管理、查询管理等功能，利用手机APP实现作业数据现场实时输入。示范推广覆盖上海光明长江现代农业有限公司6000亩粮田。

3　精准农业种植系统的设计与实现

3.1　系统总体架构

光明米业精准种植系统由三部分组成：精准种植管理平台、精准种植移动管理APP、水稻“产加销”管理系统（旧有）。总体架构如图1。

3.1.1精准种植管理平台

为满足光明米业农业种植精准、及时、完整的数据上报要求；农资合理配置及领用管理需求；管理层和技术中心对农事操作的技术指导、监管等需求，开发农事管理平台。该平台收集的农事作业数据将同步至光明米业原有的水稻“产加销”管理系统。

管理平台，基于现在主流J2EE多层体系架构：

（1）农事操作监管。

（2）技术指导和作业计划维护。

（3）情况反馈处理。

（4）统计分析。

3.1.2精准种植移动管理APP

光明米业精准种植管理APP部分（以下简称种植管理APP），基于掌务通平台配置及二次开发构建。既提供了上报内容的灵活配置，又通过二次扩展开发，实现对填报信息的校验监管以及其他功能扩展。

3.1.3水稻“产加销”管理系统（旧有）

光明米业原建有水稻“产加销”管理系统，其中农事操作填报方式已经不能满足现代农业精准种植需求，但其中基础资料维护模块较为完善且能满足当前要求，同时为其他系统提供基础数据服务。

3.2　主要业务流程设计

3.2.1田块农事信息填报

田块农事信息填报流程如下：

（1）光明米业技术中心录入并下发作业指导。

（2）由生产大队通过种植管理APP接收作业指导，并填报田块农事信息。

（3）信息由种植管理APP通过移动互联网传输至APP服务平台。

（4）种植管理APP服务平台存储并管理田块农事信息，提供查询服务。

（5）种植管理APP服务平台定期将田块农事信息同步至精准种植管理平台。

（6）精准种植管理平台定期将田块农事信息同步至水稻“产加销”管理系统，实现田块农事信息跨系统共享。

3.2.2农资采购

农资采购流程如下：

（1）由农业技术中心通过系统填写农资采购信息（种子、化肥、农药等）。

（2）信息通过系统同步至精准种植管理平台。

（3）由精准种植管理平台汇总后进行农资采购。

3.2.3农资领用

农资领用流程如下：

（1）由各分部技术人员通过系统对领用农资进行录入。

（2）由各分部审核人员对农资录入进行审核。

（3）将农资领用信息和审核信息同步至精准种植管理平台。

（4）由精准种植管理平台进行申领、审核和收货确认。

3.3　系统功能模块设计

3.3.1作业指导

（1）作业计划维护。技术人员在光明米业精准种植管理平台中录入和维护水稻作业计划。并可通过附件方式上传农业生产技术意见。

（2）作业计划下发。计划、技术指导意见，根据各生产分部和大队不同种植情况、可选择下发到具体分部或则下发到具体生产大队，达到精准作业指导和提供针对性生产技术意见参考。

（3）作业计划和生产技术意见同步到种植管理APP。作业计划同步到种植管理APP，各生产队长可根据作业计划安排和填报作业内容。农业生产技术意见，通过下发通知的方式，下发到手机APP，供各生产大队作技术参考。

3.3.2田块农事信息管理

农事操作人员可通过种植管理APP选择作业田块（可多选）后，选择所属作业指导（生产大队可根据实际情况，自行安排农事操作）；录入相应作业数据。

种植管理APP系统功能包括：

（1）农机作业。安排农机作业并记录农机耕种、农机播种记录。

（2）肥料运筹。对农事作业中用肥情况进行管理，包括：肥料品类、用量、效果等。

（3）化学除草。记录化学除草的防治类型、农药品类、用量等。

（4）病虫防治。记录病虫防治类型和效果，同时记录所用农药品类和用量。

（5）生育进程。记录各阶段、作物生长情况，以及与上阶段的对比。

（6）收获记录。记录各农作物收获情况。

3.3.3农资管理

对光明米业农业种植中使用的农资（种子、化肥、农药）进行监管管理，包括：

（1）农资采购。农业技术中心将种子、化肥、农药的采购订单、入库单录入系统，并通过系统管理农资库存数量。

（2）农资分发。根据各分部的需求将采购的种子、化肥、农药分发到各农业分部。

（3）农资领用、农资领用确认。分部技术人员在线录入种子、化肥、农药领用单。各分部管理人员，对申领进行审批。

（4）农资库存统计。实时统计各分部农资库存、各大队领用记录，并与实际使用量进行关联对比。

4　核心关键技术说明

4.1　Spring MVC

该系统基于开源的Spring框架进行开发。开发中使用了Spring MVC框架，Spring MVC属于Spring Frame Work的后续产品，已经融合在Spring Web Flow里面。Spring框架提供了构建Web应用程序的全功能MVC模块。

4.2　MyBatis

MyBatis是一款优秀的持久层框架，它支持定制化SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis避免了几乎所有的JDBC代码和手动设置参数以及获取结果集。MyBatis可以使用简单的 XML或注解来配置和映射原生信息，将接口和Java的POJOs（Plain Old Java Objects，普通的Java对象）映射成数据库中的记录。

4.3　Ajax

Ajax（即异步JavaScript和XML）是一种Web应用程序开发的手段，它采用客户端脚本与Web服务器直接交换数据，不必采用会中断交互的完整页面刷新，就可以动态地更新Web页面，从而打破页面重载的范式。使用Ajax，可以创建更加丰富、更加动态的Web应用程序用户界面，其即时性与可用性甚至能够接近本机桌面应用程序。

5　结语

随着互联网的蓬勃发展，互联网特别是移动互联网技术也日益扩展到了我们生活的各个领域，农业产业已成为移动互联网技术的一个重要的应用领域。移动互联网技术作为农业生产信息化的核心技术，已经逐步被应用到了农业种植、生产加工、仓储、销售等各个领域。如何更好地运用移动互联网技术助力农业生产，实现精准农业系统，成为我们研究和发展的重要方向。

本文通过介绍光明米业精准农业系统的设计与实现以及移动互联网信息技术在次项目中的应用，重点讲述了系统功能、流程、设计与实现以及移动互联网信息技术架构及应用，希望本文能给从事农业信息化领域的相关技术人员提供参考。