基于动态云的智慧农业架构探讨

尹 丽

衡水学院 经济管理学院，河北 衡水 053000

随着我国科学技术的不断发展，使得云计算得到了较为广泛的应用。目前，云计算的架构一般为强数据中心、弱客户端的模式，其中，云平台（强数据中心）要对各种各样的数据信息进行处理，因此就产生了许多的问题[1]。智慧农业包括了农产品从生产、运输、销售、售后等各个环节，其中包含了海量的数据信息，处理起来较为麻烦[2]。因此，可以将动态云架构合理的应用到智慧农业架构的建设过程中，在需要的时候把智慧农业的客户端资源信息加入云中心里面，在其他的情况下，把智慧农业的客户端作为普通的形式进行处理，这样就减少了资金的投入，避免了资源的浪费。

一、云计算的现状分析

云计算是结合了分布式计算、虚拟化、网络存储等相关技术而发展形成的产物，拥有服务可计量化、资源的透明化、资源配置动态化等一系列特点[3]。随着我国科学技术的不断发展，使得云计算得到了较为广泛的应用，但是其需要的投入资金较大。此外，云数据中心对资源配置的要求较高，需要为用户提供全天的计算服务，而且用于数据处理的服务器数量将会越来越多，这些引起了人们对于服务器用电量的担忧[4]。由此可见，云计算的力量非常强大，云中心的资源配置都是顶尖的高配置，但是其成本也会随之增加。因此，如何在智慧农业架构的建设过程中，缓解云中心的压力，降低投资成本，是本文需要研究的重点内容。

二、智慧农业的概述

智慧农业是各种现代化信息技术的综合体现，主要有云计算、互联网技术、人工智能、大数据技术等[5]。智慧农业主要包含农产品的养殖、生产加工、存储运输、销售售后以及企业监管等各个环节。在农产品的养殖过程中，对各种农作物以及水产、禽类等实施科学的管理，要对作物生长的每一个状态进行实时的记录；在农产品的生产加工过程中，要根据相关农产品的资料信息，主要对这一生产过程进行追踪记录；在农产品的存储运输环节当中，要对农产品存储仓库的数量进行核查，在农产品运输的时候，要实施精细化的物流管理，做好运输车辆的追踪与调度工作；在农产品的销售及售后过程中，要具有农产品的信息展示、交易记录和溯源查询等方面的环节。此外，上述的各个环节都要有相关政府部门的监管与指挥，实时进行监控、跟踪以及管理。本文主要对怎样把农产品操作的各个环节产生的数据信息科学、合理地在客户端完成管理与存储等功能进行研究，以便减少云中心数据处理的压力，实现资源的合理配置，投入资金的有效使用。

三、基于动态云的智慧农业架构

在智慧农业架构当中，使用传统的强数据中心、弱客户端的模式，其架构形式如图1所示，其中，用户能够和云中心实现交流，全部数据都在云中心里面进行处理。但是使用基于动态云的智慧农业架构模式，其形式如图2所示，看起来用户是在和云中心进行实时交流，但是其实云中心只是相当于一个中转站，数据的存储以及处理由农业企业的终端设备完成，使得云中心的数据处理能力被减小了。而对于用户而言，完全不会有影响，不需要对云中心的架构进行了解，可以根据与用户的交互情况，对架构进行合理的选择。

图1 强数据中心、弱客户端的架构模式

图2 动态云架构

基于动态云的智慧农业架构主要包括数据动态存储、数据动态处理以及资源虚拟化等方面的内容，现阶段，对于云计算架构模式而言，对于全部的信息数据都是进行集中存储管理的。数据资源由相应的云服务中心管理储存，使得云中心的存储资源空间严重不足，企业客户端缺乏自主性，而且用户的信息资源都存储在云中心里面，造成了资金的投入力度过大，网络访问过于频繁等问题。而且国内的网络状态较为拥堵，不能满足众多网络用户的需求，几乎不可能达到理想的网络状态。因此，把处理后的数据资源存储到终端用户节点中，用户仅仅对云中心提供的列表进行访问，这在一定程度上缓解了服务器的压力。

客户端的数据动态处理主要是客户端的数据处理能力应用到云中心里面，当客户端工作的时候，也可以为其余的客户端进行服务，其中有农业公司、消费者等[6]。比如，在消费者购买农产品的时候，如果想要获得此农产品在生产加工到最终售卖等一系列环节的相关数据信息，这时该农产品的生产加工数据、销售数据、运输数据以及企业的管理数据等，它们都存储在相应的企业的终端当中，通过一定的流程高效、迅速地把有价值的数据信息调取出来，将其数据进行并行处理。这种方式能够把动态数据处理能力完整的展示出来，极大地提高的数据查询的质量和效率。因此，在动态云架构模式中，数据的动态处理发挥了较为重要的作用。

客户端的资源虚拟化主要是把客户终端的设备装置、软件、数据信息等内容进行资源虚拟化。因此，可以把一组当中相同的客户端资源，通过抽象、组合等形式，将其当作云中心的接口部分，当用户进行访问的过程中，是通过统一化的接口形式，进而准确地判断出资源是来自于客户端还是服务端以及具体的端口位置，从而完成了资源的虚拟化过程。当消费者查看相关资源的过程中，就像是由云中心提供的资源，却感受不到是由客户端提供的资源，因此，也就有效地实现了终端设备共享以及访问的一体化。而与之相反的是，当农业企业想要查看数据信息的时候，即使是在本地获得的，企业自身还是认为由云中心提供资源，这主要是相关的数据资源被虚拟化的结果，这也在一定程度上保证了数据资源的安全、可靠性。

四、实际应用

在实际的智慧农业系统当中，可以把智慧农业分为三个等级：省级农业管理部门、县级农业管理部门以及农业企业。

一级农业企业主要对各种农作物的种植记录、生产加工数据、存储数据、运输数据、销售售后服务以及相关数据的监管、应用细节、报表结果等进行处理与管理。首先在系统当中进行数据信息的分类与管理，一些重要的数据要进行加密处理。当企业访问数据的过程中，要对其访问数据进行实时的记录，从而使得企业认为数据由服务端提供，进一步完成资源的虚拟化。一般情况下，云中心只对访问数据的链接及其相关要求进行管理与储存，将数据资源存放于客户端当中，用户进行访问时，把相应的企业数据放到云里面，从而完成云的动态扩展，而其他情况下全部的数据资源都是存放在客户端当中的。

二级地方县级农业部门主要对农业企业中各个环节的监管数据以及报表数据等进行管理与存储。与企业的数据管理相比较，系统进行相关农业数据的处理也是一样的，对于加密的、分类的数据存放在云中心，而其余的数据则存放在县级农业管理部门的客户端当中。

三级省级农业管理部门是真正的云数据中心，主要对县级的农业数据、企业的数据进行管理，同时完成气象数据、灾害监测预警、应急处理、农作物生产情况评估预测等工作，以及对所有的数据信息进行统计管理。

五、结语

本文通过对基于动态云的智慧农业架构的研究，使人们了解到了，通过动态云的架构模式，判断农业企业终端是否加入云中心里面，从而完成了云中心的动态扩展等功能，保证了数据信息的动态存储、动态处理以及资源的虚拟化。根据对智慧农业的实际应用分析，说明了该智慧农业动态云架构不仅能够降低投入资金的使用、缓解网络资源配置的压力，而且也能够减少云中心数据处理的压力，实现资源的合理配置。因此，基于动态云的智慧农业架构具有实际的应用价值。