基于Android的移動(dòng)農(nóng)技通的研究與實(shí)現(xiàn)

楊靖峰+鄧永卓+王姝逸+等

摘要：為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技水平和降低作物受自然災(zāi)害、病蟲(chóng)害的損失。通過(guò)對(duì)移動(dòng)終端行業(yè)應(yīng)用和農(nóng)民需求的分析，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、模型技術(shù)、信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)出基于Android的C/S架構(gòu)的移動(dòng)農(nóng)技通。

關(guān)鍵詞：Android；農(nóng)業(yè)信息化；移動(dòng)農(nóng)技通

中圖分類號(hào)： TP319；S126文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）06-0369-03

收稿日期：2013-09-27

基金項(xiàng)目：天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目（編號(hào)：201001160）。

作者簡(jiǎn)介：楊靖峰（1983—），男，天津薊縣人，碩士，農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)信息化。E-mail：yangjingfeng1@163.com。智能手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，也稱智能手機(jī)軟件，是安裝在手機(jī)上的軟件，完善原始系統(tǒng)的不足與個(gè)性化。第一代智能手機(jī)是由諾基亞公司在1996年推出一款名為Communicator的手機(jī)[1]，伴隨著智能手機(jī)的出現(xiàn)，智能手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也開(kāi)始發(fā)展。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，全球智能手機(jī)用戶已經(jīng)超10億個(gè)[1]，智能手機(jī)應(yīng)用軟件更是不計(jì)其數(shù)。隨著智能手機(jī)及應(yīng)用軟件的迅速發(fā)展，智能手機(jī)在各行業(yè)中的應(yīng)用逐漸增多。從企業(yè)的移動(dòng)辦公到政府的移動(dòng)警務(wù)通、移動(dòng)工商[2-4]，智能手機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。農(nóng)業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的作用越來(lái)越明顯。我國(guó)最早將智能手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)引入到農(nóng)業(yè)的應(yīng)該是基于PDA技術(shù)農(nóng)業(yè)施肥通[5]。在智能手機(jī)如此普及的今天，不但需要專業(yè)的移動(dòng)智能，還需要便攜、操作簡(jiǎn)單，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民都能使用的，為此，我們通過(guò)基于Android研發(fā)一款移動(dòng)農(nóng)技通智能手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，幫助農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1系統(tǒng)架構(gòu)

移動(dòng)農(nóng)技通的總體框架如圖1所示。

移動(dòng)農(nóng)技通采用基于Android的C/S架構(gòu)開(kāi)發(fā)。

1.1客戶端

也稱智能手機(jī)端，為總體框架中的應(yīng)用層。是進(jìn)行安裝、卸載的手機(jī)應(yīng)用程序。移動(dòng)農(nóng)技通應(yīng)用程序中包括：專家系統(tǒng)、智能施肥系統(tǒng)、市場(chǎng)交易系統(tǒng)、專家會(huì)診系統(tǒng)和溫室管家5個(gè)子系統(tǒng)。

1.2服務(wù)器端

也稱云端，應(yīng)用組件技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，是總體框架中的系統(tǒng)支撐層。它為客戶端（智能手機(jī)端）提供系統(tǒng)支撐。

組件（component）技術(shù)是各種軟件重用方法中最重要的一種方法，是分布式計(jì)算和Web服務(wù)的基礎(chǔ)[6]。隨著移動(dòng)計(jì)算的發(fā)展，組件技術(shù)已經(jīng)延伸至移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)中。移動(dòng)農(nóng)技通應(yīng)用了產(chǎn)生式推理組件、漸進(jìn)式診斷組件等組件技術(shù)。

移動(dòng)農(nóng)技通的數(shù)據(jù)服務(wù)層包括空間數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)。（1）空間數(shù)據(jù)：包括智能施肥系統(tǒng)中的GIS數(shù)據(jù)。（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：包括行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、專家信息、農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格等。（3）農(nóng)業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)：包括專家系統(tǒng)中的技術(shù)、病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)等。

1.3通信方式

服務(wù)器端采用TCP/IP協(xié)議，同時(shí)應(yīng)用手機(jī)終端廣泛支持的SMS/MMS通信方式作為TCP/IP協(xié)議的有效補(bǔ)充?？蛻舳耍ㄖ悄苁謾C(jī)端）通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接為主，3G和Wi-Fi為輔的通信方式。

2主要技術(shù)

移動(dòng)農(nóng)技通的開(kāi)發(fā)主要應(yīng)用了Java ME技術(shù)、嵌入式GIS技術(shù)、Gson技術(shù)、異步任務(wù)技術(shù)等嵌入式軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。

2.1Java ME技術(shù)[7]

Java ME技術(shù)由Sun公司在1999年的JavaOne Developer Conference大會(huì)上正式推出。Java ME平臺(tái)是一組技術(shù)和規(guī)范。這些技術(shù)和規(guī)范結(jié)合在一起，可以創(chuàng)建一個(gè)完整的Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境，主要用于嵌入式設(shè)備的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

2.2嵌入式GIS技術(shù)[8]

嵌入式GIS是運(yùn)行在嵌入式設(shè)備（掌上電腦、PDA、智能手機(jī)）上的GIS，用小的基礎(chǔ)內(nèi)核和少的文件存儲(chǔ)量實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)、拓?fù)鋽?shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。

2.3Gson技術(shù)[9]

Gson技術(shù)是Android系統(tǒng)中的一個(gè)編程技術(shù)，Gson是個(gè)Java類庫(kù)，它可以把Java對(duì)象轉(zhuǎn)換成JSON，也可以把JSON字符串轉(zhuǎn)換成一個(gè)相等的Java對(duì)象。JSON是一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，用于存儲(chǔ)一些基于文檔的非關(guān)系型數(shù)據(jù)。

2.4異步任務(wù)技術(shù)[10]

異步任務(wù)技術(shù)是Android系統(tǒng)中的一個(gè)編程技術(shù)。Android 系統(tǒng)提供了一個(gè)工具類AsyncTask，用于處理后臺(tái)比較耗時(shí)的任務(wù)，不需要子線程和Handler就可以完成異步操作并且同時(shí)刷新用戶界面，給用戶帶來(lái)良好體驗(yàn)。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)農(nóng)技通共包括專家系統(tǒng)、智能施肥系統(tǒng)、市場(chǎng)交易系統(tǒng)、專家會(huì)診系統(tǒng)和溫室管家5個(gè)子系統(tǒng)。功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.1專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)利用分類技術(shù)和數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)采集主要農(nóng)作物的生產(chǎn)知識(shí)和病害診斷信息，利用模糊產(chǎn)生式?jīng)Q策機(jī)制和漸進(jìn)式診斷技術(shù)對(duì)不同農(nóng)作物生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)中遇到的各類問(wèn)題進(jìn)行解答、解釋和判斷推理，并提出決策性建議和實(shí)施方案。系統(tǒng)提供生產(chǎn)知識(shí)、病害診斷、生產(chǎn)決策和農(nóng)事指導(dǎo)四大功能，為農(nóng)技人員和農(nóng)民隨時(shí)隨地提供病蟲(chóng)害診斷防治、農(nóng)事操作等咨詢服務(wù)。專家系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

3.2智能施肥系統(tǒng)

智能施肥系統(tǒng)應(yīng)用智能手機(jī)的GPS功能，即時(shí)定位查看地塊土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，并通過(guò)建立的施肥計(jì)算模型，計(jì)算出地塊種植某種作物時(shí)的施肥量。同時(shí)應(yīng)用嵌入式GIS技術(shù)。該系統(tǒng)包括：（1）數(shù)據(jù)采集模塊：采集并存儲(chǔ)用于建立智能施肥模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；（2）施肥推薦卡模塊：用于存儲(chǔ)施肥計(jì)算的結(jié)果；（3）施肥計(jì)算建模模塊：根據(jù)特定算法利用數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)建立施肥計(jì)算模型，將施肥計(jì)算的結(jié)果返回給施肥推薦卡。

3.3市場(chǎng)交易系統(tǒng)

市場(chǎng)交易系統(tǒng)與本地區(qū)價(jià)格行情數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫對(duì)接，隨時(shí)隨地查詢某個(gè)農(nóng)產(chǎn)品在任意農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的價(jià)格信息，同時(shí)查看農(nóng)產(chǎn)品的時(shí)間價(jià)格曲線。圖5為市場(chǎng)交易系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。

3.4專家會(huì)診系統(tǒng)

專家會(huì)診系統(tǒng)用于解決農(nóng)戶在種養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的個(gè)性問(wèn)題，特別是突如其來(lái)的動(dòng)植物病害問(wèn)題，農(nóng)戶根據(jù)實(shí)際情況選擇相關(guān)專業(yè)的技術(shù)專家，通過(guò)視頻電話進(jìn)行交流。圖6為專家會(huì)診系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。

3.5溫室管家

溫室管家是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的一部分，它將溫室大棚系統(tǒng)中

的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、光照度、太陽(yáng)輻射等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到移動(dòng)終端，方便管理人員查看，進(jìn)行下一步的農(nóng)作物管理工作。圖7為溫室管家的功能結(jié)構(gòu)圖。

4結(jié)論

移動(dòng)農(nóng)技通以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的實(shí)用技術(shù)為主體，使農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)資源信息的真正受益者，移動(dòng)農(nóng)技通的應(yīng)用將農(nóng)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)移動(dòng)化，從而加快農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程。但移動(dòng)農(nóng)技通還需要在以下方面進(jìn)行探索。（1）專家系統(tǒng)，在病害診斷方面，需要進(jìn)一步提高診斷精度。（2）智能施肥系統(tǒng)， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）專家會(huì)診系統(tǒng)， 現(xiàn)在應(yīng)用的是中國(guó)聯(lián)通公司的視頻通話業(yè)務(wù)，此業(yè)務(wù)收費(fèi)較高，圖像傳輸質(zhì)量一般，需要尋找一個(gè)費(fèi)用較低、圖像質(zhì)量高的視頻通話方法以降低成本。

參考文獻(xiàn)：

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3.3市場(chǎng)交易系統(tǒng)

市場(chǎng)交易系統(tǒng)與本地區(qū)價(jià)格行情數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫對(duì)接，隨時(shí)隨地查詢某個(gè)農(nóng)產(chǎn)品在任意農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的價(jià)格信息，同時(shí)查看農(nóng)產(chǎn)品的時(shí)間價(jià)格曲線。圖5為市場(chǎng)交易系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。

3.4專家會(huì)診系統(tǒng)

專家會(huì)診系統(tǒng)用于解決農(nóng)戶在種養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的個(gè)性問(wèn)題，特別是突如其來(lái)的動(dòng)植物病害問(wèn)題，農(nóng)戶根據(jù)實(shí)際情況選擇相關(guān)專業(yè)的技術(shù)專家，通過(guò)視頻電話進(jìn)行交流。圖6為專家會(huì)診系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。

3.5溫室管家

溫室管家是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的一部分，它將溫室大棚系統(tǒng)中

的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、光照度、太陽(yáng)輻射等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到移動(dòng)終端，方便管理人員查看，進(jìn)行下一步的農(nóng)作物管理工作。圖7為溫室管家的功能結(jié)構(gòu)圖。

4結(jié)論

移動(dòng)農(nóng)技通以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的實(shí)用技術(shù)為主體，使農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)資源信息的真正受益者，移動(dòng)農(nóng)技通的應(yīng)用將農(nóng)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)移動(dòng)化，從而加快農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程。但移動(dòng)農(nóng)技通還需要在以下方面進(jìn)行探索。（1）專家系統(tǒng)，在病害診斷方面，需要進(jìn)一步提高診斷精度。（2）智能施肥系統(tǒng)， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）專家會(huì)診系統(tǒng)， 現(xiàn)在應(yīng)用的是中國(guó)聯(lián)通公司的視頻通話業(yè)務(wù)，此業(yè)務(wù)收費(fèi)較高，圖像傳輸質(zhì)量一般，需要尋找一個(gè)費(fèi)用較低、圖像質(zhì)量高的視頻通話方法以降低成本。

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3.3市場(chǎng)交易系統(tǒng)

市場(chǎng)交易系統(tǒng)與本地區(qū)價(jià)格行情數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)縫對(duì)接，隨時(shí)隨地查詢某個(gè)農(nóng)產(chǎn)品在任意農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的價(jià)格信息，同時(shí)查看農(nóng)產(chǎn)品的時(shí)間價(jià)格曲線。圖5為市場(chǎng)交易系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。

3.4專家會(huì)診系統(tǒng)

專家會(huì)診系統(tǒng)用于解決農(nóng)戶在種養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的個(gè)性問(wèn)題，特別是突如其來(lái)的動(dòng)植物病害問(wèn)題，農(nóng)戶根據(jù)實(shí)際情況選擇相關(guān)專業(yè)的技術(shù)專家，通過(guò)視頻電話進(jìn)行交流。圖6為專家會(huì)診系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。

3.5溫室管家

溫室管家是物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的一部分，它將溫室大棚系統(tǒng)中

的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、光照度、太陽(yáng)輻射等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到移動(dòng)終端，方便管理人員查看，進(jìn)行下一步的農(nóng)作物管理工作。圖7為溫室管家的功能結(jié)構(gòu)圖。

4結(jié)論

移動(dòng)農(nóng)技通以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的實(shí)用技術(shù)為主體，使農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)資源信息的真正受益者，移動(dòng)農(nóng)技通的應(yīng)用將農(nóng)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)移動(dòng)化，從而加快農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程。但移動(dòng)農(nóng)技通還需要在以下方面進(jìn)行探索。（1）專家系統(tǒng)，在病害診斷方面，需要進(jìn)一步提高診斷精度。（2）智能施肥系統(tǒng)， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）專家會(huì)診系統(tǒng)， 現(xiàn)在應(yīng)用的是中國(guó)聯(lián)通公司的視頻通話業(yè)務(wù)，此業(yè)務(wù)收費(fèi)較高，圖像傳輸質(zhì)量一般，需要尋找一個(gè)費(fèi)用較低、圖像質(zhì)量高的視頻通話方法以降低成本。

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