潍坊烟区烟叶生产数据采集移动平台构建与应用

姜滨 臧传江 范增博

摘要    精确信息是开展精益生产的前提，也是精良技术、精准作业、精细管理的支持和保障。当前，“互联网+”已经成为促进经济社会转型升级的重要思维和高效方式。山东潍坊烟区在烟叶生产领域，将精益理念、信息技术与高效管理结合，建立以气象资料、烟田地块、烟农信息、技术服务人员、合作社、烟基设施和烟叶质量等信息为基础，以大数据、移动终端、微信公众号等信息化手段为依托，以信息获取、分析等职能信息技术为关键的烟叶生产综合信息平台，实现了各级单位对生产要素的查询、展示和充分运用，为高效农业发展提供参考。

关键词    烟叶生产;数据采集;“互联网+”;移动终端;信息平台;山东潍坊

中图分类号    TP274.2        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）17-0253-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

1    数据采集现状及系统开发需求

近年来，山东烟区推广应用现代烟草农业辅助决策、烟技员考评等系统，推动信息化与烟叶产业的深度融合，烟叶信息化水平得到较大提升，已实现了烟叶收购、资金结算、电子合同、原收原调、内管监控等烟叶信息项目的落地应用，为烟叶生产经营提供有力的信息化支撑。如李世祥等[1]在业务流程管理与GIS展示的应用需求基础上，设计和实现了烟叶基础设施信息化管理系统。鲁韦坤等[2]利用“3S”技术，在云南昭通市建立了现代烟草农业示范区规划信息系统。王洪云等[3]利用 Google Maps和数据库等技术，在红塔集团大理卷烟厂建立了原料基地信息管理系统。严  伟等[4]综合运用人工智能、多媒体、GIS技术和专家群经验等，成功开发出皖南地区优质烟叶栽培管理专家系统MESTCM。但是，在烟叶生产环节，还存在采数难、监管难等问题，在一定程度上制约了山东烟叶生产精益管理水平的提升。为了提高烟技员的技术水平，山东烟草潍坊分公司在烟技员技术培训和考评方面做了大量工作，在“互联网+”思维的引领下，依托移动智能终端技术和微信技术，在现有山东省烟叶信息管理系统的建设成果上，建立一套烟叶生产数据采集移动平台，积极推动烟叶生产管理、烟技员管理与信息技术的深度整合，持续提升潍坊烟叶品质及烟叶生产水平。

2    总体结构设计

2.1    总体设计方案

围绕气象资料、烟田地块、烟农信息、技术服务人员、合作社、烟基设施和烟叶质量等主要信息要素，依托大数据、移动职能终端、微信公众平台等信息化手段，构建以信息获取、分析等职能信息技术为关键的烟叶生产综合信息平台，实现各级单位对生产要素的查询展示与统计分析功能。

2.1.1    微信平台。①数据采集。贯穿潍坊地区烟叶生产的各个环节，烟技员通过微信端系统录入冬耕、育苗、起垄施肥、采收烘烤等11项基本数据，为大数据的建立提供数据支持，为各环节进度分析提供保障。②入户指导。将烟技员日常大田管理、政策宣传、入户指导生产等数据录入系统，起到很好的监督规范效果。③服务轨迹。通过分析数据采集录入的生产坐标信息，可以得到各个烟技员一天的服务轨迹并在地图动态展示。④二维码应用于烟叶生产。通过附近及二维码模块清楚了解地块信息，做到随时随地可查可溯。⑤统计报表。通过数据采集模块录入各个环节的生产数据，可以实时分析各级单位生产进度，以便安排工作。

2.1.2    工作平台支撑。信息化服务公司为烟叶移动应用提供了统一的服务调用，包括图像上传、图像识别、GPS定位、地图服务等功能，是串接移动应用与后端各业务应用组件的枢纽。

2.1.3    后台业务应用。电脑PC端各业务应用组件，为移动应用提供相关的业务数据和服务，包括数据采集、数据审核、个人档案、行动轨迹显示、数据分析等功能，系统整体架构如图1所示。

依据烟叶生产数据采集的业务需要和业务逻辑流程，设计出烟叶生产数据采集移动工作平台的网络拓扑图，如图 2 所示。烟叶生产数据采集移动工作平台由 2 个互相独立且可以进行相互操作的子系统构成：电脑网页访问和移动端微信访问。2 个子系统拥有同一个数据库，这样可以实现 PC端和移动端的互补操作，比如大量重复性工作可以通过电子表格导入的形式实现，也可以通过移动端实时采集烟田的图像、地理位置信息等。

用户（技术员）通过手机微信端登录后拥有录入、修改、删除各个生产环节的权限，站长及县、市人员拥有查询进度、服务轨迹、地块分布情况等权限。

2.2    关键技术实现

2.2.1    微信JS-SDK。微信JS-SDK是微信公众平臺面向网页开发者提供的基于微信内的网页开发工具包。通过使用微信JS-SDK，网页开发者可借助微信高效地使用拍照、选图、语音、位置等手机系统功能，同时可以直接使用微信分享、扫一扫等功能，确保了系统适应于各种操作系统的手机（包括安卓和苹果），能够极大地减少版本更迭带来的不适应。页面简单大方、方便操作，一键式录入信息（图3）。

2.2.2    数据库技术应用。系统采用 Oracle数据库，Oracle是一个关系数据库管理系统，能够满足商业环境要求不同类型的数据库解决方案。它是一种应用广泛的数据库管理系统，具有易用性、适合分布式组织的可伸缩性、用于决策支持的数据仓库功能、与其他服务器软件紧密关联的集成性、良好的性价比等优点。

2.2.3    通过百度地图WEB端API实现全市级别地块查询，地理位置实时展示。通过百度地图点聚合技术实现大量数据的优化处理，通过地图标识有效展示了技術员服务轨迹情况。

2.2.4    SSH2后台软件技术。采用Struts 2+Spring+Hibernate 3+EasyUI架构设计。Struts 2是一个基于MVC设计模式的Web应用框架，它本质上相当于一个servlet，在MVC设计模式中，Struts 2作为控制器（Controller）来建立模型与视图的数据交互。Struts 2是Struts的下一代产品，是在Struts 1和WebWork技术基础上进行合并的全新Struts 2框架。全新的Struts 2体系结构与Struts 1体系结构差别巨大。Struts 2以WebWork为核心，采用拦截器的机制来处理用户的请求，这种设计也使得业务逻辑控制器能够与Se-rvletAPI完全脱离，所以Struts 2可以理解为WebWork的更新产品。

Spring框架是由于软件开发的复杂性而创建的。Spring使用基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情。然而，Spring的用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合性角度而言，绝大部分Java应用都可以从Spring中受益。

3    系统实际开展运行情况

在潍坊市5个产烟县（市）、30多个烟站全面展开数据采集信息录入工作，连续2年定点开展质量监控工作，记录烟叶生产全程信息。已记录数据中的地块信息35 000多条，产生地块烟田GPS图像信息2 600余条、图片3 000多张。采用该系统后，一是通过位置和工作轨迹查询，烟技员入户指导到位率达到100%;二是通过平台运算处理，烟叶生产信息数据报送时间提高80%以上;三是通过实地采集等要求掌握具体情况，烟叶生产信息数据采集准确度达 95%以上（表1）。

结合百度地图点聚合技术和运动轨迹采集等新技术，能直观全面地展示潍坊地区各种植烟区的分布情况，能在同一界面动态展示全市规模以上烟田地块位置，能统计查看技术员服务轨迹情况。结合种植烟区地块面积和气象情况信息分析出预估产量等。通过烘烤烟进度实时数据分析出当前烟站库存情况。

烟叶生产数据采集移动工作平台通过信息化技术，将烟叶种植、烟叶烘烤、烟叶收购相关业务互连互通，把复杂的人工统计管理工作替换成简单的页面展示（图4），提高了多工作单位之间的合作效率，工作流程上无缝对接。同时本系统对生产数据采集进行重点开发，以期为合理收购做准备，为客户提供了更多降低人工、时间成本的途径。

4    结论

烟叶生产数据采集移动工作平台借鉴“互联网+”理念，强化信息采集、获取、分析功能，增强信息终端采集与利用功能，深化烟叶生产信息化管理，实现各生产关键环节图像、数据实时采集、查询和展示，并对烟技员工作路径轨迹跟踪回放，推动烟叶生产管理、烟技员管理与信息技术的深度整合。通过微信平台的方式，把数据采集的工作与烟技员日常工作结合，更快捷地实现面积落实、烟田冬耕、起垄施肥、移栽、植保、采烤等数据的采集、上传和分析查询。录入结束后可实时查询生成报表，方便对生产信息进行系统分析，确保了各阶段生产数据的实时性、准确性。

5   参考文献

[1] 李世祥，丁伟，朱忠彬，等.烟叶基础设施信息化管理系统的设计与实现[J].中国烟草科学，2013，34（2）：99-103.

[2] 鲁韦坤，黄韡，黄中艳，等.3S技术在昭通市现代烟草农业示范区规划信息管理中的应用[J].中国烟草学报，2010，16（3）：72-75.

[3] 王洪云，张久权，杨德海，等.基于GoogleMaps的大理烟叶原料基地管理系统设计与实现[J].中国烟草科学，2012，33（1）：85-90.

[4] 严伟，黄义德，王敬儒，等.安徽省皖南地区优质烟叶栽培管理专家系统的研究[J].安徽农业科学，2004，32（4）：772-774.