基于Android平臺的江西省煙草氣象服務系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)

袁正國， 岳 旭， 雷桂蓮， 田 白

(江西省氣象服務中心，江西南昌 330046)

?

基于Android平臺的江西省煙草氣象服務系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)

袁正國， 岳 旭， 雷桂蓮， 田 白

(江西省氣象服務中心，江西南昌 330046)

摘要為了進一步促進江西煙草業(yè)的發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)代氣象綜合業(yè)務和煙草氣象服務的需求，建立了一套基于Android系統(tǒng)的煙草氣象信息綜合服務平臺。運用該平臺提供的手機客戶端軟件，能夠獲取與煙草種植、加工與管理相關的氣象信息和煙草公司發(fā)布的技術(shù)與管理信息；同時，該系統(tǒng)還能向相關人員主動發(fā)送有關的氣象預警或其他災害信息等?；贏ndroid系統(tǒng)的煙草氣象服務系統(tǒng)的應用將大大加快現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設的發(fā)展步伐。

關鍵詞現(xiàn)代氣象服務；煙草氣象信息；集成平臺；Android系統(tǒng)

煙草產(chǎn)業(yè)一直是國民經(jīng)濟的重要組成部分，在滿足社會消費需求和增加國家及地方財政收入方面具有非常重要的地位。為促進煙草產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量和效益，江西省出臺了確保全省煙草產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展的相關政策，近年來江西省煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)上升態(tài)勢，但是仍然存在許多制約其發(fā)展的因素。近年來，由于全球氣候變暖及特有的山區(qū)地形等因素的作用，極端天氣氣候事件和頻繁發(fā)生的寒潮、低溫、凍害、冰雹、雷雨大風等氣象災害對烤煙生產(chǎn)的影響日趨嚴重，整個煙草行業(yè)大幅減產(chǎn)。只有了解各煙區(qū)的氣候特征及與天氣的災害特點，才能針對性地進行預警提醒、季節(jié)指導[1]；同時制定栽培技術(shù)措施和管理決策，科學有效地預防和減少氣象災害對煙葉生產(chǎn)造成的危害[2]，從而提高煙農(nóng)的種煙積極性，提升整個煙草行業(yè)的經(jīng)濟效益。在當前形勢下，筆者基于廣泛應用于移動終端的Android系統(tǒng)，研制并開發(fā)了一套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、提供煙草氣象服務的綜合平臺，既可以進行全省煙區(qū)長、中、短期天氣預報及災害性煙草天氣預警預報信息預測、預警及發(fā)布，又可以為煙農(nóng)和技術(shù)專家開創(chuàng)一個有現(xiàn)代特色的專業(yè)交流平臺，具有重大的現(xiàn)實意義。

1農(nóng)業(yè)氣象服務發(fā)展現(xiàn)狀

21世紀，我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟進入了一個新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的對象、條件、環(huán)境、技術(shù)等均發(fā)生了重大變化，對農(nóng)業(yè)氣象工作也提出諸多新的需求。在國外，利用高新技術(shù)開展農(nóng)業(yè)氣象服務方面，美國部分州的中尺度氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(Mesonet)以自動站觀測資料為基本信息，采用先進的計算機網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)了實時采集、加工、傳輸農(nóng)業(yè)氣象信息，并通過因特網(wǎng)向公眾提供多種服務。在我國，利用高新技術(shù)開展農(nóng)業(yè)氣象服務也取得積極進展，已初步建成了國家級和省(市)級農(nóng)業(yè)氣象情報服務系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)氣象作物產(chǎn)量預報服務系統(tǒng)[3]。然而，此類系統(tǒng)主要特點是[4]：信息管理以原始信息多，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫少，聯(lián)網(wǎng)共享少；信息服務產(chǎn)品以情報信息多，預報信息少；系統(tǒng)開發(fā)多為單機系統(tǒng)，有著功能強大的優(yōu)點，但同時也存在著互動性不足的缺點。因此，尤其需要結(jié)合現(xiàn)代氣象綜合業(yè)務和煙草氣象服務的需求，建立一套專業(yè)的、有著互動式特點的為農(nóng)服務綜合系統(tǒng)平臺。煙草行業(yè)相關人員將可以通過調(diào)閱該平臺提供的手機客戶端軟件，獲取到與煙草種植、加工與管理相關的氣象信息和煙草公司發(fā)布的技術(shù)與管理信息；同時，平臺還能向相關人員主動發(fā)送有關的氣象預警或其他信息，實現(xiàn)主動與被動相結(jié)合的信息發(fā)布形式。最終，逐步建成一個功能齊全、針對性強、操作性好，對煙草生產(chǎn)決策具有科學指導意義的氣象服務體系。

2煙草氣象服務系統(tǒng)的設計與功能實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)框架煙草氣象服務系統(tǒng)的總體模塊結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　煙草氣象服務系統(tǒng)的框架設計Fig.1　Framework design of tobacco meteorological service system

由圖1可知，整個煙草氣象服務系統(tǒng)包括：后臺平臺管理，比如煙農(nóng)、煙技員、專家等不同的用戶管理和權(quán)限管理，不同地域的服務信息管理；移動終端管理軟件設計實現(xiàn)及更新；對煙區(qū)長、中、短期天氣預報及災害性天氣預警預報信息預測、預警及發(fā)布；針對煙區(qū)的短期氣象預報、中長期預報、病蟲害預報等；支持不同用戶之間的信息傳遞、技術(shù)交流。

整個系統(tǒng)建設分為4大部分：Android版操作系統(tǒng)的手機客戶端、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)、氣象數(shù)據(jù)獲取與產(chǎn)品處理系統(tǒng)。系統(tǒng)建設后的信息交互流程見圖2。

圖2　煙草氣象服務系統(tǒng)信息交互流程Fig.2　Information interaction flow of tobacco meteorological service system

通過Android版的手機客戶端軟件，利用移動互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)交互[5]，主要進行兩方面的信息傳遞。一是與后臺管理系統(tǒng)進行信息傳遞。作為支持的后臺管理系統(tǒng)可以與氣象管理用戶和煙草管理用戶(包括江西省煙草專賣局煙草管理人員、市煙草專賣局煙草管理人員、縣煙草專賣局煙草管理人員、煙農(nóng))提供各項服務并相互交互，氣象數(shù)據(jù)則定期調(diào)用江西省氣象公共服務，由江西省煙草種植區(qū)域3大帶19個縣市(分別是：信豐、安遠、會昌帶，贛縣、寧都、興國、石城、瑞金、泰和、萬安、宜黃、廣昌帶，峽江、永豐、安福、黎川、崇仁、樂安、資溪帶)的氣象服務提供信息。二是與氣象數(shù)據(jù)獲取與產(chǎn)品處理系統(tǒng)進行信息傳遞。既可以提供在線技術(shù)交流問題的功能，也能通過移動互聯(lián)網(wǎng)向江西氣象各業(yè)務系統(tǒng)提供煙葉生產(chǎn)信息的反饋功能。重要的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由主數(shù)據(jù)庫和容災數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，服務器均采用Windows Server 2008 的64位操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫軟件采用MySQL5.5及以上版本。2.2系統(tǒng)客戶端設計及功能實現(xiàn)該系統(tǒng)客戶端軟件界面采用了C++編程技術(shù)，在智能手機的Android操作系統(tǒng)平臺上，基于Qt Quick(Qt User Interface Kit)來編寫應用。同時，采用基于Java語言開發(fā)并搭建符合理念和框架的客戶端氣象服務平臺?？蛻舳说木唧w功能包括以下幾個方面。

(1)提供江西省煙草種植區(qū)域氣象信息。

(2)在烤煙生長關鍵環(huán)節(jié)(育苗期、移栽期、旺長期、成熟期)提供預報服務。

(3)在病蟲害易發(fā)季節(jié)，煙技員及煙葉管理人員通過該客戶端為煙農(nóng)提供病蟲害預測、煙草防蟲技術(shù)措施。

(4)災害性天氣預報預警。當種植煙葉的19個縣市有冰雹、大風、短時強降水、暴雨、洪澇、低溫冰凍、干旱等災害性天氣出現(xiàn)時，系統(tǒng)主動推送文本及圖像作為預報預警及減災措施等信息給有關人員，提供災害預警和生產(chǎn)指導服務。

(5)客戶端提供煙農(nóng)的信息資料管理，煙草技術(shù)人員可以通過手機自己修改信息。

(6)提供一個技術(shù)交流的平臺，比如煙草技術(shù)人員及煙葉管理人員提供煙葉生產(chǎn)技術(shù)或烤煙設備維修信息等給煙農(nóng)。對于煙葉生產(chǎn)中碰到問題，煙農(nóng)可以通過語音、圖片、文字等方式與煙草技術(shù)人員、煙葉管理人員等專家進行“一對一”的咨詢、交流和在線問答。

以第一項系統(tǒng)服務為例，主要指從中國氣象網(wǎng)獲取實時數(shù)據(jù)，包括與煙草種植、加工與管理相關的氣象信息，然后對旬預報、月度預報、季度預報、年度預報進行管理。由于江西省所處地理位置和特有地形地貌的影響，常年氣候具有特定的區(qū)域特點和顯著的氣候特征[6]。主要產(chǎn)煙縣的平均氣溫呈明顯季節(jié)變化，表現(xiàn)為冬春低、夏秋高，早春的極端低溫和夏季的極端高溫都對煙草生產(chǎn)不利。該氣象服務系統(tǒng)可以定期調(diào)用江西省氣象公共服務，提供江西省煙草種植區(qū)域3大帶19個縣市的氣象服務信息在移動終端顯示。

基于Android平臺的煙草氣象服務系統(tǒng)預報服務界面見圖3。

圖3預報服務界面中，提供5 d天氣預報是指提供19個縣市、未來5 d天氣預報，在烤煙生長關鍵環(huán)節(jié)(育苗期、移栽期、旺長期、成熟期)結(jié)合煙葉生產(chǎn)建議進行重點預報。后3種為中長期預報，其中，旬預報是指每月1、11、21日發(fā)布19個縣市及產(chǎn)區(qū)的旬預報；月度預報是每月逢1日發(fā)布3大帶19個縣市煙草產(chǎn)區(qū)當月的月度預報；季度預報則是11月底和2月底發(fā)布3大帶19個縣市煙草產(chǎn)區(qū)季度預報。另外，年度預報是當年12月發(fā)布次年3大帶19個縣市煙草產(chǎn)區(qū)的烤煙生產(chǎn)指導年度預報，重點為當年12月至次年6月，在后期進行不定期修正。信息發(fā)送對象包括煙農(nóng)、煙技員及煙葉管理人員。

以第六項服務功能為例，通過手機客戶端軟件在線技術(shù)交流典型問題并瀏覽文本及圖片的功能如圖4所示。

圖4顯示，基于Android平臺的煙草氣象服務系統(tǒng)手機客戶端界面美觀、清晰，圖文并茂，能播放語音和視頻文件，在功能和人機交互界面上貼近用戶日常操作習慣，用戶操作簡便易用。

2.3系統(tǒng)服務器端的設計及實現(xiàn)服務器系統(tǒng)包括應用服務器和Web服務器[7]，操作系統(tǒng)均為Windows Server 2008 64 位操作系統(tǒng)，前者采用了JDK 1.6+Tomcat 7.0的配置，后者采用了最流行的HTTP服務器軟件Apache 2.2。為了便于數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交換和存儲均以數(shù)據(jù)庫為主，其他格式為輔。江西省煙草氣象服務系統(tǒng)的后臺界面設計見圖5。

圖3　基于Android平臺的煙草氣象服務系統(tǒng)預報服務界面Fig.3　Forecast service interface of tobacco meteorological service system based on Android platform

圖4　基于Android平臺的煙草氣象服務系統(tǒng)語音對講在線交流Fig.4　Voice intercom online communication of tobacco meteorological service system based on Android platform

由圖5可知，整個煙草氣象服務系統(tǒng)的用戶權(quán)限級別設計合理，不同地域用戶只接收本地的氣象信息。煙草人員根據(jù)級別不同，接收的氣象信息及煙草信息均不同。例如：各級管理人員可以查詢其所管理的下級人員的相關信息，如相關人員個人信息、種煙年限、煙田位置等。

該系統(tǒng)還能夠提供有效的安全保障，具備完善的身份認證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密等安全保密機制，保證網(wǎng)絡系統(tǒng)、主機系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的安全，為客戶提供完整的安全保密。它采用了移動化信息系統(tǒng)技術(shù)、可平滑擴展的系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)、開放式的系統(tǒng)軟件平臺、模塊化的應用軟件結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)在處理能力和業(yè)務功能方面可靈活擴充，并可與其他系統(tǒng)進行無縫集成。

圖5　基于Android平臺的江西省煙草氣象服務系統(tǒng)的后臺界面Fig.5　Background interface of tobacco meteorological service system based on Android platform in Jiangxi Province

3結(jié)語

江西省溫潤濕熱的氣候條件溫暖濕潤，能滿足煙草生產(chǎn)所需，但是煙草生長階段前期出現(xiàn)的低溫寡照和后期出現(xiàn)的高溫烈日天氣，均對煙草生長和成熟有不利影響，成熟期的降雨量整體偏多，往往會降低煙葉品質(zhì)甚至產(chǎn)生嚴重的洪澇災情。鑒于氣候條件對煙葉品質(zhì)有著極大影響，只有明確各煙區(qū)的氣候特征及與天氣的災害特點，才能針對性地進行預警提醒、季節(jié)指導及制定栽培技術(shù)措施和管理決策。而推進煙草農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加煙農(nóng)收入、加速煙草農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與現(xiàn)代化進程，則要依靠煙草農(nóng)業(yè)科技的進步與創(chuàng)新。

江西氣象部門開展烤煙氣象服務工作時間已久，但因多種因素影響，氣象信息服務煙葉生產(chǎn)的針對性不強，不能滿足防災、抗災和指導煙時生產(chǎn)的需求。為盡量避免和減輕不利氣候條件對煙草生產(chǎn)和品質(zhì)的制約，防范異常災害的情況，建立對煙草生產(chǎn)決策具有科學指導意義的服務體系，江西省氣象服務中心技術(shù)人員設計并實現(xiàn)了一個基于Android平臺的煙草氣象服務系統(tǒng)。它既健全了全省煙區(qū)長、中、短期天氣預報及災害性煙草天氣預警預報信息預測、預警及發(fā)布制度，又創(chuàng)建了一個有現(xiàn)代特色的煙農(nóng)和技術(shù)專家的專業(yè)交流平臺。整個系統(tǒng)設計規(guī)范、合理，具有安全性、先進性、易操作性、可靠擴充性等特點。從實際應用方面來說，該系統(tǒng)功能齊全、針對性強、操作便捷，為提高江西煙草生產(chǎn)決策水平和煙草產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益提供了有力的技術(shù)支持。

參考文獻

[1] 童以長,吳榮娟.龍巖煙草氣象防災體系的現(xiàn)狀及對策[J].閩西職業(yè)技術(shù)學院學報,2006(4):7-8.

[2] 趙斌,楊斌.蔚縣煙草生育期氣候分析及氣象災害防御[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2015(11):188-189,191.

[3] 羅保華,童以長,張深壽,等.地市級氣象災害短信預警系統(tǒng)[J].氣象科技,2007,35(5):755-758.

[4] 耿德祥.宿州市氣象為農(nóng)服務互動平臺的研究與實現(xiàn)[D].南京：南京信息工程大學,2011.

[5] 張延龍,莊玲玲,郇慶亮,等.3G氣象服務平臺研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2010,33(24):43-44.

[6] 徐慶凱,張正揚,王能如,等.江西省煙區(qū)氣候特征分析比較[J].中國農(nóng)學通報,2013(34):44-49.

[7] 劉世學,黎穎智,劉松,等.分布式專業(yè)氣象服務產(chǎn)品制作平臺的研究與應用[J].氣象研究與應用,2010,31(3):102-103.

基金項目江西省氣象局2015年重點科研項目“江西省煙草氣象服務智能終端系統(tǒng)研究”。

作者簡介袁正國(1973- )，男，江西豐域人，高級工程師，從事計算機應用技術(shù)研究。

收稿日期2016-04-08

中圖分類號S 126

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)13-283-04

Design and Implementation of Tobacco Meteorological Service System in Jiangxi Province Based on Android Platform

YUAN Zheng-guo,YUE Xu,LEI Gui-lian et al

(Jiangxi Meteorological Service Center,Nanchang,Jiangxi 330046)

AbstractIn order to further promote development of tobacco industry in Jiangxi,combining the modern meteorological service with the demand of tobacco industry,an integrated platform to provide meteorological services for tobacco industry based on Android platform was built.Through application on mobile phone,all meteorological information related to cultivating,processing and managing of tobacco,and technology and management information released by tobacco companies can be obtained.It can initiatively send weather warning or other disaster information to relevant staff in tobacco industry at the same time.The application of tobacco meteorological service system based on Android system will greatly promote the development of modern tobacco agriculture.

Key wordsModern meteorological service; Tobacco meteorological information; Integrated platform; Android system