農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

劉 巖，張文宇，蔣婷婷，曹 靜*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所/數(shù)字農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210014；2.江蘇農(nóng)科傳媒有限公司，江蘇南京 210014)

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農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

劉 巖1，張文宇1，蔣婷婷2，曹 靜1*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所/數(shù)字農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210014；2.江蘇農(nóng)科傳媒有限公司，江蘇南京 210014)

圍繞農(nóng)業(yè)科技信息服務(wù)，以已建成的農(nóng)業(yè)科技信息資源和系統(tǒng)為依托，通過云計算技術(shù)對底層近服務(wù)器集群資源、數(shù)字化資源及應(yīng)用系統(tǒng)資源進(jìn)行綜合調(diào)配和利用，設(shè)計開發(fā)了農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺。該平臺擁有5大模塊和7個咨詢通道，方便用戶及時獲取本地區(qū)各類農(nóng)業(yè)數(shù)字資源信息，全面提升了農(nóng)業(yè)科技信息服務(wù)的精準(zhǔn)性和實(shí)效性。

農(nóng)業(yè)云；科技云；云計算；云平臺

“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是2016年中央一號文件的一大亮點(diǎn)[1]，伴隨大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)的發(fā)展，“智慧農(nóng)業(yè)”已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵詞。隨著云時代的來臨，云服務(wù)技術(shù)因其弱化對客戶端的要求、突破傳統(tǒng)的信息傳播模式、將信息無障礙地送到農(nóng)民手中等優(yōu)勢，得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用研究。通過搭建農(nóng)業(yè)資源智能化管理平臺，推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，可以有效促進(jìn)信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理、市場流通、資源環(huán)境等方面的融合，提高農(nóng)業(yè)智慧化和精準(zhǔn)化水平[2-6]。

當(dāng)前，各地區(qū)各級農(nóng)業(yè)管理部門和科研機(jī)構(gòu)多擁有自己的農(nóng)業(yè)資源管理系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)資源和軟件沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)科技信息資源服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低，且管理系統(tǒng)重復(fù)開發(fā)、擴(kuò)展性差，缺乏信息共享機(jī)制[7-10]。利用云服務(wù)技術(shù)調(diào)動和綜合利用一切硬件資源、數(shù)字化資源、應(yīng)用系統(tǒng)資源進(jìn)行農(nóng)業(yè)科技資源云端存儲管理，并在此基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建云桌面式服務(wù)平臺，集成5個信息服務(wù)頻道及7個專家咨詢服務(wù)系統(tǒng)，能發(fā)揮技術(shù)及資源的協(xié)同、集成、規(guī)?；?yīng)，突破傳統(tǒng)信息傳播模式，提高信息服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)村信息服務(wù)體系的升級。

1 平臺總體框架

平臺框架采用4層設(shè)計：①服務(wù)層，即面向用戶界面，用以展現(xiàn)面向用戶端的前臺功能；②管理層，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)云平臺遷移，包括統(tǒng)計分析、運(yùn)行監(jiān)測管理、負(fù)載調(diào)度管理等；③資源層，提供后臺各種數(shù)據(jù)庫支持，同時包括與數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的接口，主要包括資訊信息庫、品種信息庫、農(nóng)業(yè)技術(shù)信息庫、農(nóng)產(chǎn)品信息庫等自建數(shù)據(jù)庫，以及多媒體數(shù)據(jù)庫、期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫等；④物理層，負(fù)責(zé)硬件資源虛擬化。平臺總體框架設(shè)計見圖1。

2 平臺功能

2.1 5大模塊 通過對用戶需求的前期調(diào)研及各類農(nóng)業(yè)資源信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用分析，將農(nóng)業(yè)科技信息分為以下5大類。

2.1.1 新聞資訊。聚合國家和江蘇省農(nóng)業(yè)新聞動態(tài)及決策信息，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活提供農(nóng)業(yè)資訊服務(wù)，包括江蘇農(nóng)業(yè)政策法規(guī)、農(nóng)業(yè)管理部門的決策參考、農(nóng)業(yè)情報、新農(nóng)村建設(shè)、低碳經(jīng)濟(jì)、科技進(jìn)展、科技興農(nóng)、致富信息等內(nèi)容。

2.1.2 品種技術(shù)。圖文并茂地展示糧食作物、園藝作物、畜禽養(yǎng)殖及水產(chǎn)等新品種、新技術(shù)信息，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供農(nóng)業(yè)科技成果和技術(shù)服務(wù)。

2.1.3 農(nóng)業(yè)問答。集成熱線電話、雙向視頻、微信、QQ、移動APP等咨詢服務(wù)通道，以及萬條精彩問答庫，為農(nóng)業(yè)用戶提供實(shí)時、專業(yè)、全面的專家解答服務(wù)。

2.1.4 農(nóng)商農(nóng)品。提供農(nóng)產(chǎn)品滯銷、助銷、供銷對接及農(nóng)業(yè)企業(yè)基地展示功能，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者拓寬農(nóng)產(chǎn)品銷售渠道，促進(jìn)增產(chǎn)又增收。

2.1.5 便民服務(wù)。提供天氣、日歷、快遞、醫(yī)療、交通、社保等方面常用網(wǎng)址信息，為農(nóng)村生活提供便捷服務(wù)。

2.2 7大咨詢通道 為使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時獲得相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业闹笇?dǎo)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和專家之間搭建了7個咨詢通道，用戶可根據(jù)情況，與專家直接或間接溝通。

2.2.1 熱線電話服務(wù)。通過撥打熱線電話，為用戶提供農(nóng)業(yè)技術(shù)專家答疑服務(wù)。

圖1 平臺總體設(shè)計框架Fig.1 Overall design framework of platform

2.3.2.2 雙向視頻咨詢服務(wù)。通過登錄雙向視頻系統(tǒng)，為用戶提供遠(yuǎn)程面對面專家咨詢服務(wù)。

2.2.3 微信服務(wù)系統(tǒng)。通過關(guān)注服務(wù)微信，為用戶提供手機(jī)端實(shí)時答疑服務(wù)。

2.2.4 農(nóng)業(yè)技術(shù)QQ交流群。通過加入服務(wù)QQ群，為用戶提供技術(shù)咨詢指導(dǎo)、經(jīng)驗交流服務(wù)。

2.2.5 手機(jī)APP服務(wù)。通過下載APP客戶端，為用戶提供掌上專家答疑服務(wù)。

2.2.6 網(wǎng)絡(luò)留言咨詢服務(wù)。通過訪問網(wǎng)絡(luò)留言咨詢系統(tǒng)，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)留言解答服務(wù)。

2.2.7 網(wǎng)絡(luò)在線客服系統(tǒng)。通過訪問網(wǎng)絡(luò)在線客服系統(tǒng)，為用戶提供網(wǎng)頁端實(shí)時解答服務(wù)。

3 平臺的技術(shù)特點(diǎn)

3.1 農(nóng)業(yè)科技云構(gòu)建與負(fù)載均衡 農(nóng)業(yè)科技云的構(gòu)建通過集群存儲技術(shù)實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性、易于管理維護(hù)的數(shù)據(jù)存儲與管理；采用虛擬化技術(shù)來統(tǒng)一資源接口、簡化部署過程、實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算等；利用負(fù)載均衡擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、有效提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。農(nóng)業(yè)科技構(gòu)建技術(shù)如圖2所示。

3.1.1 農(nóng)業(yè)科技數(shù)字資源集群存儲。由若干個通用存儲設(shè)備組成的用于存儲的集群，組成集群存儲的每個存儲系統(tǒng)的性能和容量均可通過“集群”的方式得以疊加和擴(kuò)展，集群存儲則可提供按比例增加的存儲資源的性能、容量、可靠性及可用性，突破了單機(jī)設(shè)備的種種限制。

3.1.2 服務(wù)器虛擬化。將計算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化部署過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許1個平臺同時運(yùn)行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計算機(jī)的工作效率。3.1.3 智能化作業(yè)調(diào)度與負(fù)載均衡。采用全局智能作業(yè)調(diào)度算法與用戶訪問流量感知技術(shù)，對農(nóng)村信息資源服務(wù)云中的用戶訪問行為進(jìn)行智能調(diào)度、資源分配以及用戶訪問負(fù)載均衡，避免大量用戶并行訪問可能引起的服務(wù)響應(yīng)中斷，保證云服務(wù)的順暢運(yùn)行。

3.2 云終端自適應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺多終端良好應(yīng)用 通過自動獲取訪問設(shè)備屬性，利用彈性布局技術(shù)，結(jié)合CSS元素浮動屬性，讓模塊根據(jù)設(shè)備顯示區(qū)域或系統(tǒng)頁面大小變化自動調(diào)整自身寬度及位置，以適應(yīng)不同的屏幕分辨率，使得用戶無論在PC端、手機(jī)端，還是平板電腦端瀏覽，均具有良好的使用體驗。

3.3 基于詞云圖的信息可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁信息表現(xiàn)形式升級 采用類似知識地圖的方法[11]，通過分詞、詞頻統(tǒng)計、主題詞提取等預(yù)處理獲取文檔特征詞，并利用3D球體表面積渲染模型，生成詞云圖，對網(wǎng)絡(luò)文本中出現(xiàn)頻率較高的“關(guān)鍵詞”以圖片等形式予以視覺上的突出，對次要文本信息進(jìn)行過濾，使用戶掃一眼詞云圖即可以領(lǐng)略頁面信息主旨，促進(jìn)信息表現(xiàn)形式的升級。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺整合各類涉農(nóng)的資源管理系統(tǒng)，發(fā)揮了云計算技術(shù)及資源的協(xié)同、集成、規(guī)?；?yīng)，突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技信息管理和傳播模式，提高了信息服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)了農(nóng)村信息服務(wù)體系的升級；同時，平臺具備良好的穩(wěn)定性，且易維護(hù)、可擴(kuò)展，具備較好的可持續(xù)發(fā)展能力。

圖2 農(nóng)業(yè)科技云構(gòu)建技術(shù)示意Fig.2 Construction technology of agricultural science and technology cloud

圖3 多種客戶端顯示Fig.3 Multiple clients display

圖4 可視化詞云圖Fig.4 Visual word image

作為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)重要承載體的農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺，對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、優(yōu)化資源配置具有重要意義，同時也是促進(jìn)農(nóng)業(yè)向高效、安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路方向發(fā)展的主要手段。隨著國家農(nóng)業(yè)方式轉(zhuǎn)變和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，綜合性農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺將會有更廣闊的發(fā)展空間，農(nóng)業(yè)信息化的建設(shè)將有力地推動我國由農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。

[1] 中共中央 國務(wù)院關(guān)于落實(shí)發(fā)展新理念加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 實(shí)現(xiàn)全面小康目標(biāo)的若干意見[A/OL].[2016-08-05].http：//www.gov.cn/zhengce/2016-01/27/content_5036698.htm.

[2] 周平，曹成茂，楊林寬，等.農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜合服務(wù)信息化平臺設(shè)計[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2015，21(23)：96-97.[3] 劉爽，熊明民，劉建安，等.農(nóng)業(yè)科技平臺建設(shè)分析與發(fā)展思考：以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院為例[J].農(nóng)業(yè)科技管理，2016，35(1)：49-51.

[4] 徐小俊，方佳.大數(shù)據(jù)背景下農(nóng)業(yè)科技平臺發(fā)展的困境及對策[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2015(6)：76-80.

[5] 蔡彥虹，劉平，李仕寶.我國農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)科技條件平臺建設(shè)的作用與效果分析[J].農(nóng)業(yè)科技管理，2012，31(4)：18-21.

[6] 王成紅，陳偉能，張軍，等．大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用中的挑戰(zhàn)性科學(xué)問題[J].中國科學(xué)基金，2014(2)：92-97．

[7] 朱科峰，曹靜，凡燕，等.基于SSH2架構(gòu)的農(nóng)村信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，29(4)：885-891.

[8] 朱科峰，張炎凌，曹靜，等.江蘇省村級農(nóng)業(yè)信息服務(wù)綜合管理系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)效分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(12)：419-422.

[9] 李寧，馮利平，白蕤，等.自動氣象站氣象信息實(shí)時顯示查詢系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2015(7)：30-35.

[10] 楊余旺，陳超.探討基于云計算的設(shè)施農(nóng)業(yè)云系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2011(12)：5-7.

[11] 王亮，李秀峰，王文生.農(nóng)技云平臺知識地圖的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2015，17(2)：87-93.

Design and Implementation of Agricultural Science and Technology Cloud Services Platform

LIU Yan1, ZHANG Wen-yu1, JIANG Ting-ting2, CAO Jing1*

(1. Institute of Agricultural Economics and Information / Engineering Research Center for Digital Agriculture, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014; 2. Jiangsu Agricultural Scientific Industry Co. Ltd, Nanjing, Jiangsu 210014)

Focus on agricultural science and technology information service, the agricultural science and technology cloud services platform was developed, based on the existed agricultural science and technology information resources and systems, which allocated and utilized near bottom server cluster resources and digital resources and application of system resource through cloud computing technology. The platform had 5 modules and 7 advisory channels, which is convenient for users to timely access to all kinds of agricultural digital resources in the region, fully improving the accuracy and effectiveness of agricultural science and technology information services.

Agriculture cloud; Science cloud; Cloud computing; Cloud platform

江蘇省科技支撐計劃項目(BE2014388)；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目[CX(14)2115]；江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院基金項目(6111649)。

劉巖(1982-)，男，河北唐山人，助理研究員，碩士，從事信息農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)科技管理研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事農(nóng)業(yè)信息研究。

2016-09-21

S 126

A

0517-6611(2016)29-0240-03