农用植保无人机信息管理系统的设计与实现

刘剑桥　孙刚　刘佳　魏梦雪

摘 要：现如今农业航空技术已成为各国现代化农业的关键技术，在农业生产中占有很大比重.在我国由于土地流转等原因，高效的无人机植保在农业上应用前景广阔，但价格昂贵和配套服务滞后，导致无人机的推广受阻.所以，设计并且实现经济高效的农用植保无人机信息管理系统，显得尤为重要.本系统采用现如今流行的B/S架构，后台运用开源免费的Java语言编写业务代码，并结合Mysql数据库.前端运用JavaScript以及jQuery并且整合Spring Boot、Spring Security、Mybatis和Redis框架;根据实际应用情况，从各个方面分析开发出具有用户管理、档案管理、作业管理和日志管理等功能的系统.

关键词：无人机;植保;信息管理;Java

中图分类号：S252  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）11-0085-03

目前，在我国粮食农作物的生产过程中，病虫害防治仍然是人工为主.相关的分析和预测表明中国农业航空业是一个尚未完全启动的大型产业.中国作为一个农业大国拥有一个安全和高效的现代化生态农业是我国农业现代化建设的必然目标.面对日益增长的农用植保无人机使用频率，建设农用植保无人机信息管理系统就显得很有必要[1].我们设计和实现了一个农用植保无人机信息管理系统，能够有效地管理无人机作业信息，为农用植保无人机的发展提供非常广大的平台.使用该软件系统，可以直观地查看在本系统登记的设备工作状况，包括设备当前以及历史运行路线，不同单位管辖下的各个设备工作情况.

2 系统分析

2.1 数据流图

数据流图是结构化分析方式中使用的工具，一般由外部实体、数据流、处理逻辑以及数据存储组成[2-3].这里的外部实体有设备、组织和系统管理员，系统的数据流图如图1所示.

2.2 数据模型

根据农用植保无人机信息管理系统的数据需求，系统应有组织、设备、位置信息、用户、角色和权限等实体[4]，系统的数据模型如图2所示.

3 系统设计

3.1 功能设计

农用植保无人机信息管理系统主要有系统管理、档案管理、作业管理和日志管理等功能模块[5-6]，功能结构图如图3所示.

3.1.1 用户管理

本系统用户分为三类，系统管理员、组织用户和普通用户.普通用户和组织用户统一由系统管理员进行管理，包括用户的创建、删除、密码修改和用户权限控制.普通用户和组织用户具体信息可以在用户登录系统之后进行修改和添加.由于不同类型用户权限不同，因此，系统管理员和其他用户登录之后的功能视图不同.

组织用户对应多个普通用户，每个普通用户对应一台设备.

由于本系统的特殊性，系统管理员会创建其他的用户，其他用户只能用系统管理员提供的账号密码进行登录，然后使用本系统.

3.1.2 档案管理

通过档案管理，可以查看本系统内所有的用户，以及每个用户拥有的设备数量以及详细信息.

3.1.3 作业管理

通过作业管理，可以对本系统内的所有设备进行作业监控，查看设备的运行路线.

3.1.4 日志管理

通过日志管理，可以查看所有在本系统登录的用户登录情况.

3.2 数据库设计

根据系统的数据模型，需要建立用户表、角色表、权限表、用户角色中间表、角色权限中间表、设备表、设备用户表、组织表、设备定位信息表、设备定位信息索引表等[7]，主要数据库表如表1至表5所示.

5 系统实现

农用植保无人机信息管理系统采用现如今流行的B/S架构，后台运用开源免费的Java语言编写业务代码，并结合Mysql数据库.前端运用JavaScript以及jQuery并且整合Spring Boot、Spring Security、Mybatis和Redis框架[8-9].

当系统管理员进入该系统时，可以在功能菜单栏查看和使用系统功能，系统后台首页如图4所示.

系统管理员的权限最大，可以在首页通过快捷搜索框，方便的搜索查看任意设备的运行情况.

在设备管理界面可以查看已经添加的设备，并且可以根据名称查找相应的设备，设备管理页面如图5所示.

在组织管理界面可以查看已经创建的组织，并且可以根据名称查找相应的组织，组织管理页面如图6所示.

作业操作是所有用户都可以进行操作的，包括对设备进行实时监控、当日记录查看、历史记录查看等，作业管理页面如图7所示.

选中其中的某一条记录点击查看，跳转到地图界面，在地图查看设备运行轨迹，设备运行轨迹位置信息如图8所示.

系统管理员可以查看日志，查看日志页面如图9所示.

6 结束语

该农用植保无人机管理信息系统采用浏览器/服务器的架构，它可以直接添加模块和增加系统的功能，而不改变系统架构.只要在可以上网的计算机上就可以进行客户端的安装和维护.如果用户想要更多的模块添加到系统中，可以使用其他模块为模板，因此，该系统的扩展是很容易的.该系统本身存在着一些不足之处，在下一阶段，我们将进一步美化人机交互界面，丰富页面样式，使用户使用更加方便快捷;进一步优化数据结构，减少代码运行时间，降低计算机占用资源.

参考文献：

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〔5〕魏书寒.基于SSM框架的图书管理系统的设计与实现[J].工业控制计算机，2017，30（07）：133-134.

〔6〕姚玉阁.基于Web的网上商城购物系统的设计与实现[J].现代電子技术，2016，39（01）：125-128.

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〔8〕党建.Web前端开发最佳实践[M].北京：机械工业出版社，2015.

〔9〕肖睿.SSM企业级框架实战[M].北京：水利水电出版社，2017.