农产品定点收购云平台的设计与实现＊

赵爽，柳锦宝，杨惠麟，舒瀚文，罗泰茂，罗钦

（成都信息工程大学资源环境学院，四川 成都 610225）

近年来，物联网正在中国慢慢兴起，得益于物联网的发展，城市与城市之间的物流正逐渐变得高效[1]。通常，农民用麻袋或编织袋将农产品装好，然后用拖拉机、自行车运输，但运输过程中信息不对称，容易产生浪费[2]。对于大多数出售农产品的农户来说，一旦信息不流通，即会造成收益降低等风险。农业信息化建设工作，会从各个方面影响农业的经济效益[3]，其中，农产品运输信息化，指的是将3S 技术与其他高新技术灵活结合，基于地理信息系统，则可以极大地增强管理能力，方便进行统筹规划，通过车载的终端将农产品运输中的实时数据传输至监控系统，实现运输过程的监管以及提高农产品运输的效率，同时也有助于整个企业的管理[4]。

提高农产品物流信息化水平，是实现农产品市场高效率运行的重要环节，但大部分农村地区网络设施比较落后，信息化技术水平比较低，所以提高收购时的信息化水平是一个带动信息化建设的切入点[5]。为了更好地完成系统的设计，得到以下系统目标：本系统用户为农村中老年人群、需要解决农产品收购信息不流通地区人群、农产品收购信息管理审查的政务机构。主要针对农户和政务人员2 部分用户进行需求分析。

对于政务部门，通过使用农产品定点收购平台，可以有效防止通过开具农产品收购发票偷逃国家税款。同时，政务部门进行收购时，通常收购涉及的地域范围较广，并具有较大的分散性，有效的路径规划能够避免在收购路程上浪费时间，提高农产品收购时的时效性。政务部门对每年的收购情况进行统计，于是本系统提供图表形式分地区对数据进行统计，并引导农民自觉调整生产类型和生产规模。同时，获得的农产品分布数据还可以提供给下一次收购网点的选址与更新。

收购人员大多为临时工，文化程度、办事效率也参差不齐，也需要一套系统来对人员和信息进行统筹管理，实现收购的规范化、高效化，这对于促进农业生产的发展有重大作用[6]。对于农户，收购的价格和收购的进度等收购信息的透明度至关重要。收购时根据平台规定的价格，并在有记录的方式下完成支付，严格管控提级提价、压级压价行为。对于收购时间的管理，上门时间段由农户提供，方便群众。

本文构建了一个可以供政府、农户使用的综合性的基于地理信息系统的互联网平台，利用前端技术和渲染提升用户使用感，并提供数据统计功能，为相关政务部门提供决策支持，并引导农民自觉调整生产类型和生产规模。

1 系统设计

1.1 开发语言及相关技术

开发环境为Window10、Node.js-12.18.1，使用开发工具包括ⅤSCode、MySQL。基于JavaScript 语言进行前端网页开发，其轻量级、解释型、动态性与跨平台性等众多优点使其成为目前最为流行的前端开发语言，并基于Node.js 技术结合Ⅴue 框架进行项目前端的快速搭建。

1.2 总体设计

本系统以农户位置、农作物种类及数量等信息为基础，基于HTML 语言与百度API 实现前端页面的各项功能，前端页面使用ⅤUE 架构，采用MYSQL 作为后台数据库。结合当下农产品收购管理的不足之处、信息化程度不足带来的各项问题，如监管不力、信息传递不及时等，形成一个能够使农户放心省心出售农产品、政务部门方便精确管理收购各项事务的农产品收购平台。

由于收购平台对用户自主上传数据的高依赖性，本系统必须以高效的数据库设计为基础，以满足数据流量大、复杂多元的特点。为支持农户的信息上传，政务部门的信息查询、可视化路径规划、农作物统计成图，系统设计用户上传信息表、收购点仓库表、农产品表、用户信息表、农作物收购订单表、收购人员表6 个表，遵循“低冗余度、层次分明”的原则，进行数据的存储、输出。采用Web 端页面，系统页面设计采用简洁明了、色彩合理搭配、以可视化为主的设计思想，功能设计到位，便于农户的操作及政务部门的管理和决策。

1.3 数据库设计

根据本业务流程设计了6 个表，如表1 所示。

表1 数据库结构设计

1.4 功能设计

本系统核心功能包括收购的最佳路径导航、对农产品的统计可视化、对收购订单的集中管理，如图1 所示。

图1 城乡农户定点收购云平台功能结构图

将本平台分为2 大类，分别为用户登录平台、政务管理登录平台。

农户页面主要功能有：①农产品信息上传。在平台上注册农户账户，农户需要出售的农产品各不相同，农户自由地上传文字和图片信息很关键，这是收购规范化中的重要一环。②通过定位服务获取农户位置。通过定位服务或者农户自己选择需要进行收购的地点与时间段并上传到数据库，系统根据农户的位置以及选择的收购时间，来进行下一步的分析与规划。

管理页面主要功能有：①信息查询功能。为管理者提供注册农户的待收购农产品的基本信息和位置信息、农户联系方式，能够快速查询到需要的信息。②底图快速切换。系统处在测试阶段，暂时能对四川省内的城市进行快速定位，快速进行地图的平移等基本操作。③已收购农作物分布及数量统计可视化。随着农业的发展，各地均开发出了各地的特色作物，根据各个区域进行图表制作，使用分布可视化可以为决策端更好地服务，能够更好地进行下一步的信息挖掘。④收购路径规划。使用基于Dijkstra 算法的改进算法，使用路径规划能够进一步减少物流中的浪费，减少收购过程中的时间浪费。

1.5 界面设计

相比其他的Web 物流平台，本系统在界面设计部分使用了简化设计。在布局方面，根据功能需要，首页内容信息简洁明确，子界面以蓝绿色为主色调。界面整体风格简洁明了、图表直观，如图2 所示，能够有效地服务用户人群。

图2 城乡农户定点收购云平台界面布局设计

2 城乡农户定点收购系统实现

2.1 定位服务

良好的定位服务对于用户和管理员都相当重要。为了能够精确、有效地进行农产品收购工作，提升用户的使用体验感。选择集成百度地图开放平台的全球位置服务，其特点是覆盖范围广、服务稳定、定位精准，能够很好地为平台提供定位服务。

2.2 路径规划

路径规划功能是平台核心功能之一，为收购提供高效的收购路径，如图3 所示。基于最佳路径算法开发多点最短路径，而Dijkstra 算法是解单源最短路径问题的贪心算法，且不能处理带负边权的情况，用邻接矩阵或邻接表存图。Dijkstra 算法思路是：首先把起点到所有点的距离存下来找个最短的，然后松弛一次再找出最短的。根据Dijkstra 算法进行开发和改进，并且经过实验发现降低了其时间复杂性，提高了机器以及系统的运行效率。

图3 路径规划功能

2.3 图表统计功能

农作物分布显示功能如图4 所示。为了管理者能够直观地获得收购统计情况，使用前端图表生成工具，对数据库中数据即时成图，更加直观地展示统计到的信息，对更进一步的知识挖掘起到关键作用，按照不同的统计地区进行图表分格，会更直观地反映农产品的出产与地域之间的关系，比数据和文字的描述更加清晰、更加简单易懂，并基于此作出合理的推断与预测，协助决策。

图4 农作物分布显示功能

2.4 基于三维模型的路径规划可视化功能

随着5G 时代的临近，人们对移动的三维GIS 应用需求也越来越明显。使用遥感影像对建筑物进行提取，并拉伸为三维模型。与此同时，基于三维建筑模型的路径规划具有良好的美观性，也能带来良好的视觉感受，能够更直观地了解农产品物流中的信息，并使农产品的物流更加数字化、智能化。3D 导航功能如图5 所示。

图5 3D 导航功能

3 结语

本系统主要通过数据调查和文献查阅方式了解农户对农产品收购信息的需求以及政务部门对农产品收购管理的需求，通过基本的需求分析，得到农产品收购平台的基本功能与未来可能的扩展模块，基本实现了为农户以及政务部门提供透明信息、规范化农产品收购过程服务的核心目标，并力争以可视化等新技术，提供规范、专业、覆盖广且易管理的农产品收购服务，同时帮助政务部门决策，以调整农产品结构的方式，减少滞销或紧缺的情况，这能够带动农业信息化的发展。而农户借助本平台了解农产品的需求信息，引导农民进行有目的、有组织地种植，避免资源发生浪费，实时了解农产品的数量和质量，对农产品的存储情况进行监管，进而计划来年的种植计划等，则是未来开发的方向。

借助这样的一个平台，使农产品收购过程中的多种信息资源得到全面共享，确保农产品收购的各项信息的快速传递，有利于农户生产生活和政务部门工作的高效化。未来，中国的农业信息化还将继续深入，本系统作为一个农产品收购管理系统，在运输端的管理中仍具有相当的社会价值。