天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺開發(fā)與構(gòu)建

李 潔，鄧永卓，楊靖峰，王姝逸，李 冰

（天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，天津 300061）

天津市基層農(nóng)技推廣體系信息服務(wù)平臺，能夠滿足高效數(shù)據(jù)獲取、管理及服務(wù)需求。實現(xiàn)天津農(nóng)業(yè)和農(nóng)村資源數(shù)字化、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，最大限度地為基層農(nóng)技人員和農(nóng)民提供信息咨詢服務(wù)。

1 關(guān)鍵技術(shù)與研究方法

天津市農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺采用J2EE標準，以SSH三層架構(gòu)為基礎(chǔ)，分別應(yīng)用Ajax技術(shù)、Gson技術(shù)和異步任務(wù)技術(shù)，并結(jié)合GIS技術(shù)開發(fā)。

1.1 J2EE標準

J2EE是一套全然不同于傳統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)架構(gòu)，用它搭建的系統(tǒng)具有很高的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和靈活性，支持較為全面的技術(shù)規(guī)范，同時它又是一套國際通用的開發(fā)標準，非常適合開發(fā)農(nóng)業(yè)信息平臺。

1.2 Ajax技術(shù)

Ajax（Asynchronous JavaScript and XML）結(jié)合了Java技術(shù)、XML以及JavaScript等編程技術(shù)，讓開發(fā)者構(gòu)建基于Java技術(shù)的Web應(yīng)用，打破了使用頁面重載的慣例。應(yīng)用Ajax技術(shù)，天津市農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺幾乎所有的模型計算都在本地完成，大大減少了本地與服務(wù)器的通信次數(shù)和時間，使用戶的等待時間減少，彌補了各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)不好和網(wǎng)速慢的問題；同時，Ajax是標準化的，用戶不需要下載安裝插件，增加了平臺的易用性。

1.3 Gson技術(shù)

Gson技術(shù)是一種編程技術(shù)，它可以把Java對象轉(zhuǎn)換成JSON，也可以把JSON字符串轉(zhuǎn)換成一個相等的Java對象。JSON是一種數(shù)據(jù)存儲格式，用于存儲一些基于文檔的非關(guān)系型數(shù)據(jù)。天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺開發(fā)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的程序編寫應(yīng)用了此項技術(shù)。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)中的所有農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)則和知識都是以文檔的格式存儲在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，也就是JSON數(shù)據(jù)格式，使用戶能夠快速的讀取這些技術(shù)規(guī)則和知識，獲得流暢的使用體驗。

1.4 異步任務(wù)技術(shù)

異步任務(wù)技術(shù)是一種編程技術(shù)。天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺的各個系統(tǒng)把Web應(yīng)用中的邏輯復(fù)雜、執(zhí)行耗時的業(yè)務(wù)邏輯和功能放在后臺執(zhí)行，前臺與用戶的交互不用等待，提高用戶體驗。

2 平臺架構(gòu)與功能

平臺以整合天津市農(nóng)業(yè)資源信息為基礎(chǔ)，建立統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)資源信息綜合數(shù)據(jù)庫，以專家系統(tǒng)、測土配方施肥、市場交易信息、專家會診、政務(wù)公開和基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能管理等系統(tǒng)為核心應(yīng)用，建立和完善面向基層農(nóng)村和農(nóng)戶的信息交互平臺，并通過觸摸屏、智能手機和Web網(wǎng)絡(luò)等終端向廣大基層農(nóng)民提供農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)資源、市場行情和農(nóng)村文化等信息服務(wù)。

2.1 平臺架構(gòu)

天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺采用數(shù)據(jù)、服務(wù)、業(yè)務(wù)和表現(xiàn)分離的多層設(shè)計理念，以安全可靠的數(shù)據(jù)管理為基礎(chǔ)，以專業(yè)的數(shù)據(jù)服務(wù)模塊為支撐，實現(xiàn)高效的業(yè)務(wù)處理能力，同時融合了權(quán)限管理體系，保證平臺的穩(wěn)定和安全可靠運行，充分考慮了兼容性和可擴展性，能夠在各種終端設(shè)備上以多種形式展現(xiàn)。

平臺應(yīng)用SOA架構(gòu)，采用 XML與WebServices組件化開發(fā)模式，實現(xiàn)業(yè)務(wù)模塊/組件的松藕合。天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)層：包括平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)。

圖1 天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺總體架構(gòu)圖

① 平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：整個平臺的管理數(shù)據(jù)，保障平臺正常運行，包括用戶數(shù)據(jù)和權(quán)限數(shù)據(jù)等。

② 業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：各個應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括測土配方施肥系統(tǒng)中的地塊信息、GIS空間信息、肥料信息及實驗數(shù)據(jù)等信息；農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)中的生產(chǎn)知識信息、決策信息、病害信息及農(nóng)事信息等信息；市場交易信息系統(tǒng)中的產(chǎn)品信息、價格信息及預(yù)測數(shù)據(jù)等；專家會診系統(tǒng)中的專家信息及會診信息等；政務(wù)公開系統(tǒng)中的各種政務(wù)信息以及溫室智能管理系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境參數(shù)和農(nóng)事生產(chǎn)數(shù)據(jù)等。

③ 應(yīng)用數(shù)據(jù)：用戶對基礎(chǔ)信息進行應(yīng)用操作，包括統(tǒng)計數(shù)據(jù)和規(guī)則數(shù)據(jù)等。服務(wù)層：服務(wù)層是平臺的技術(shù)支撐層，包含統(tǒng)計分析引擎、報表服務(wù)和數(shù)據(jù)倉庫組件等各種服務(wù)引擎和服務(wù)策略，為平臺業(yè)務(wù)處理提供專業(yè)化的服務(wù)組件。業(yè)務(wù)層：為了便于管理不同的業(yè)務(wù)關(guān)系，平臺掛接多個系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)技信息服務(wù)的各個功能，包括測土配方施肥系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、市場交易信息系統(tǒng)、專家會診系統(tǒng)、政務(wù)公開系統(tǒng)和溫室智能管理系統(tǒng)，通過接口為不同的用戶提供信息查詢和交互服務(wù)。通訊層：通訊層支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式，提供高效安全的數(shù)據(jù)交互通道。

設(shè)備層：平臺能夠掛接多種終端設(shè)備，自動完成各種格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和交互。目前開發(fā)的服務(wù)終端包括觸摸屏、智能手機及Web網(wǎng)絡(luò)。

2.2 平臺功能

該平臺從底層依次向上包括數(shù)據(jù)庫模塊、系統(tǒng)平臺支撐模塊、功能模塊、系統(tǒng)通訊模塊和終端顯示模塊。功能模塊包括測土配方施肥系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、市場交易信息系統(tǒng)、農(nóng)村政務(wù)管理系統(tǒng)、專家視頻會診系統(tǒng)以及溫室智能管理系統(tǒng)等模塊。

2.3 平臺數(shù)據(jù)庫

平臺數(shù)據(jù)庫模塊包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括整個系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)，以保障系統(tǒng)正常運行；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫包括功能模塊中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如測土配方施肥模塊中的地塊數(shù)據(jù)、GIS空間信息、肥料數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)。

3 平臺應(yīng)用終端

針對農(nóng)民快速、便捷獲取信息的需求，以快速傳播農(nóng)業(yè)知識，提升天津市農(nóng)技推廣體系服務(wù)能力為目標，開發(fā)了智能移動終端、觸摸屏終端以及Web網(wǎng)絡(luò)三類信息服務(wù)終端。

天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺終端顯示模塊為觸摸式或按鍵式，從物理設(shè)備上包括觸摸屏、智能手機和Web網(wǎng)絡(luò)三種。終端顯示模塊包括登錄頁面、系統(tǒng)主界面、主內(nèi)容頁母版、彈出窗口母版、標簽頁框架及標簽頁母版；目錄結(jié)構(gòu)根據(jù)各功能模塊的顯示位置自動選擇用戶操作界面模版中的相應(yīng)母版。

3.1 觸摸屏終端

圖2 農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺觸摸屏界面

通過天津市各區(qū)縣1∶10000數(shù)字化地圖展示監(jiān)測點基礎(chǔ)信息，實現(xiàn)全市各區(qū)縣空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，并以地圖服務(wù)的形式進行發(fā)布，為觸摸屏端和智能手機端的地圖展現(xiàn)提供支撐。開發(fā)的專家系統(tǒng)、測土配方施肥、市場交易信息、專家會診、政務(wù)公開和基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能管理系統(tǒng)可在觸摸屏端實現(xiàn)。

3.2 移動農(nóng)技通

在天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺運行后，考慮全方位、全覆蓋地開展農(nóng)技推廣信息服務(wù)的需要，及一些用戶硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)的限制問題，開發(fā)了應(yīng)用在智能手機上的移動農(nóng)技通，利用已經(jīng)建成的天津農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺，采用移動通信技術(shù)整合專家系統(tǒng)、測土配方施肥和市場交易信息、專家視頻會診以及溫室智能管理，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息服務(wù)的移動化，方便農(nóng)業(yè)知識和技術(shù)的快速傳播，解決了農(nóng)民獲取信息速度慢的問題。

農(nóng)技推廣信息服務(wù)平臺以完善農(nóng)技推廣服務(wù)手段，提升農(nóng)技推廣服務(wù)能力為目標，建立和完善面向基層農(nóng)技推廣體系、農(nóng)戶的信息交互平臺，通過觸摸屏、智能移動終端“農(nóng)技通手機”及Web網(wǎng)絡(luò)終端等多種方式向基層農(nóng)技人員和農(nóng)民提供農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)資源、市場行情和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等信息服務(wù)。觸摸屏終端在全市投放了9個農(nóng)業(yè)區(qū)縣116個農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)13個村莊，依托民心工程與氣象局、組織部、供銷合作社合作建立了1500個村級服務(wù)站點；研制的基于Android系統(tǒng)的“農(nóng)技通”手機，通過與中國聯(lián)通簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議框架，組建了“1862288天津農(nóng)技集團V網(wǎng)”，200名基層農(nóng)技人員和骨干科技示范戶成為首批集團用戶。