云計算在農(nóng)業(yè)種植管理系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用初探

王鑫　佟海亮　楊征

摘 要 從計算原理、計算流程、預(yù)警及結(jié)果顯示等方面就云計算在農(nóng)業(yè)種植管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，提出了一套農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用云計算進(jìn)行分析的方法，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)處理提供實踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞 云計算；云分析；農(nóng)業(yè)信息；農(nóng)業(yè)種植管理系統(tǒng)；服務(wù)平臺

中圖分類號：P49 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）09-159-02

在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)信息化進(jìn)程中，建立一種市場信息暢通、規(guī)范、高效的農(nóng)業(yè)種植管理信息新模式已刻不容緩，云計算能夠提供給用戶可靠的、資源利用最大化的、自定義的服務(wù)，是一種全新的分布式計算模式[1-2]。目前，云計算的發(fā)展規(guī)模越來越大，速度也越來越快。同時，將云計算和農(nóng)業(yè)信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，是解決理論研究和實際應(yīng)用的重要途徑。云計算技術(shù)的出現(xiàn)和普及將改變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)的工作效率，為農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展提供源動力。建立集信息收集、處理、傳播、應(yīng)用為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、經(jīng)營者、管理者和決策者提供信息服務(wù)，并指導(dǎo)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后各環(huán)節(jié)，為農(nóng)業(yè)信息化提供技術(shù)和組織保障尤為重要[3]。

1 云計算系統(tǒng)

1.1 計算原理與方法

農(nóng)業(yè)種植管理系統(tǒng)云計算基本原理是指按照農(nóng)作物生長周期指標(biāo)要求，基于當(dāng)下種植大棚環(huán)境以及相應(yīng)所在生育期，自動計算出環(huán)境及生長發(fā)育指標(biāo)是否在參考指標(biāo)范圍之內(nèi)，為科學(xué)種植提供農(nóng)藝操作依據(jù)。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過傳感器讀取的數(shù)據(jù)，通過農(nóng)業(yè)科學(xué)專業(yè)知識，對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工，計算出相應(yīng)的指標(biāo)值，如不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，提示種植作業(yè)工作人員采用相應(yīng)的作業(yè)手段，對指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整[4-6]。例如，當(dāng)水分達(dá)到不要求時，采取自動灌溉；當(dāng)光合作用達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時，修改光合作用計算指標(biāo)值，改善環(huán)境達(dá)到目標(biāo)。

1.2 計算流程

見圖1。

1.3 品種計算

作物的生長發(fā)育，取決于內(nèi)在的遺傳特性與外界的環(huán)境條件。影響作物生長發(fā)育的主要環(huán)境因子有光照、水分、養(yǎng)分和空氣等。此外，信息技術(shù)支撐也成為指導(dǎo)作物優(yōu)化種植的重要手段。在栽培上既要了解各個環(huán)境因子的單獨作用，又要了解它們的相互作用。栽培技術(shù)是為了調(diào)控環(huán)境因子，使之達(dá)到綜合的總體，以滿足蔬菜發(fā)育和器官形成的需要，實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的綜合目標(biāo)。

品種計算就是對種子供應(yīng)商成長周期官方數(shù)據(jù)、業(yè)行專家發(fā)表論文數(shù)據(jù)、各種植基地成長周期過程所產(chǎn)生歷史數(shù)據(jù)及當(dāng)前種植大棚實況數(shù)據(jù)運用云分析的方法進(jìn)行綜合計算，提出最優(yōu)措施及適宜種植的品種[7]。

1.4 種植指導(dǎo)

大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)支撐科學(xué)種植的呈現(xiàn)層，應(yīng)用農(nóng)業(yè)專業(yè)知識計挖掘以往產(chǎn)品種植季節(jié)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過單元計算、產(chǎn)品計算、綜合計算，按當(dāng)前系統(tǒng)最優(yōu)種植方案生成種植向?qū)А?/p>

1.5 種植預(yù)警

單元計算推送出某單個指標(biāo)與最優(yōu)指標(biāo)差距，并做出相應(yīng)的處理方案；品種計算協(xié)助對供應(yīng)商提供種子，在各種條件下的種植結(jié)果。超出邊界值時，以短信報警方式推送給農(nóng)場主與農(nóng)業(yè)專家，通過遠(yuǎn)程技術(shù)進(jìn)行指導(dǎo)調(diào)整改善環(huán)境。

1.6 結(jié)果顯示

以光照為例，在下圖中加類似圖標(biāo)（紅），顯示當(dāng)前光照沒有達(dá)到最佳值，請您打開日光燈系統(tǒng)（圖2）。

2 數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)

以某產(chǎn)品為單位，挖掘種植成長周期數(shù)據(jù)（大數(shù)據(jù)），單元（元素）指標(biāo)分析報表，產(chǎn)品綜合分析報表，成長流的全過程生成報表。種植作業(yè)（工種）操作方案分析，升級作業(yè)輔助工具，操作方法升級[8]。提出產(chǎn)量分析，在采用溯源管理信息系統(tǒng)后，產(chǎn)品種植每季都有所提高，生成產(chǎn)量提升趨勢圖（圖3）。

分析原因與方法：因農(nóng)業(yè)種植目前沒有比較成熟的模型，采取假設(shè)模型方法，電子模擬計算，當(dāng)調(diào)整種植元素指標(biāo)時，最終產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的變化；以運籌學(xué)為科學(xué)以據(jù)，假設(shè)數(shù)據(jù)模型在對種植基地歷史種植大數(shù)據(jù)分析，邀請運籌學(xué)專家，分析與設(shè)計初級數(shù)據(jù)函數(shù)公式，支撐假設(shè)模型算法（圖4）。

參考文獻(xiàn)

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[8]伍丹華，黃智剛，劉永賢.云計算在農(nóng)業(yè)信息化中的應(yīng)用前景分析[J].南方農(nóng)業(yè)2011，5（9）：61-63.

（責(zé)任編輯：趙中正）