智慧農(nóng)技推廣平臺(tái)系統(tǒng)框架研究

劉洪艷

摘要：針對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作普遍存在的技術(shù)推廣方式單一、農(nóng)民接受技術(shù)渠道少等問(wèn)題，采用互聯(lián)網(wǎng)思維，建立起精準(zhǔn)化個(gè)性化智慧農(nóng)技推廣平臺(tái)。平臺(tái)總體框架由數(shù)據(jù)采集/自動(dòng)控制層、數(shù)據(jù)管理/運(yùn)算層和應(yīng)用層3層結(jié)構(gòu)組成，并根據(jù)模塊功能不同搭建起12個(gè)模塊框架，集成知識(shí)技術(shù)、農(nóng)技服務(wù)和農(nóng)情監(jiān)測(cè)功能，通過(guò)數(shù)字化應(yīng)用管理和多形態(tài)終端利用，為用戶提供農(nóng)業(yè)知識(shí)服務(wù)、農(nóng)技指導(dǎo)服務(wù)及農(nóng)情監(jiān)測(cè)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)信息化；智慧農(nóng)技；平臺(tái)；框架；功能

中圖分類號(hào)：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2019）02-0035-04

農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的橋梁和紐帶，目前農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣普遍存在技術(shù)推廣方式單一、農(nóng)民接受技術(shù)渠道少、科技成果轉(zhuǎn)化難、技術(shù)技能更新慢等問(wèn)題。不論是農(nóng)技人員、新型農(nóng)村經(jīng)濟(jì)組織、農(nóng)民還是示范基地，其核心需求是擁有一個(gè)動(dòng)態(tài)的農(nóng)業(yè)科技智庫(kù)，可隨時(shí)隨地解決種植過(guò)程中碰到的疑難問(wèn)題。這個(gè)智庫(kù)既是符合當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)、主栽品種、主推技術(shù)的個(gè)性化知識(shí)技術(shù)庫(kù)，也是一個(gè)能提供技術(shù)咨詢服務(wù)、獲取便捷高效信息的平臺(tái)。以農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣存在的問(wèn)題為導(dǎo)向，瓦房店市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心與大連華鞍自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司開展橫向聯(lián)合，采取互聯(lián)網(wǎng)思維，建立起精準(zhǔn)化個(gè)性化智慧農(nóng)技推廣平臺(tái)。

1 平臺(tái)總體框架

平臺(tái)總體框架由數(shù)據(jù)采集/自動(dòng)控制層、數(shù)據(jù)管理/運(yùn)算層和應(yīng)用層3層結(jié)構(gòu)組成。數(shù)據(jù)采集/自動(dòng)控制層利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)采集數(shù)據(jù)，使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)管理/運(yùn)算層；數(shù)據(jù)管理/運(yùn)算層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換及數(shù)學(xué)計(jì)算后，將數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用層；應(yīng)用層負(fù)責(zé)與用戶界面進(jìn)行交互，將加工好的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示給用戶。

2 平臺(tái)模塊框架

根據(jù)模塊的不同功能，平臺(tái)系統(tǒng)劃分為知識(shí)技術(shù)支持系統(tǒng)、農(nóng)技服務(wù)支持系統(tǒng)及農(nóng)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。3個(gè)子系統(tǒng)搭建12個(gè)模塊框架，模塊框架見圖2。

2.1 知識(shí)庫(kù)、技術(shù)庫(kù)模塊框架

以文字和圖片形式建立知識(shí)庫(kù)、技術(shù)庫(kù)2個(gè)模塊（見圖3），為用戶查詢農(nóng)業(yè)百科知識(shí)和農(nóng)業(yè)常用技術(shù)提供速查速算，向用戶展示、推介國(guó)內(nèi)外種植業(yè)最新技術(shù)及先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。

2.2 種植指南模塊框架

以文字、圖片等形式建立種植指南模塊（見圖4），向用戶展示、推介本地農(nóng)作物新品種、栽培技術(shù)要點(diǎn)、品種來(lái)源、專家熱線。

2.3 農(nóng)技咨詢模塊框架

以QQ視頻切入、人機(jī)交互、專家系統(tǒng)（耕地資源評(píng)價(jià)、玉米配方施肥、蘋果推薦施肥專家系統(tǒng)）等建立農(nóng)技咨詢模塊（見圖5），向用戶提供農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢指導(dǎo)服務(wù)。

2.4 玉米配方施肥專家系統(tǒng)模塊

模塊以瓦房店域內(nèi)農(nóng)田地塊為管理對(duì)象，應(yīng)用“3S”技術(shù)構(gòu)建地域—屬性土壤數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)土壤肥力狀況、作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能與施肥效應(yīng)等因子，建立集咨詢與管理功能于一體的配方施肥專家系統(tǒng)，向用戶提供土壤養(yǎng)分狀況、養(yǎng)分等級(jí)查詢等服務(wù)，提出專家配方施肥建議，模塊頁(yè)面見圖6。

2.5 植物醫(yī)院模塊框架

以圖譜、人機(jī)交互、視頻等形式建立植物醫(yī)院模塊（見圖7），診斷作物常見病蟲害癥狀、作物營(yíng)養(yǎng)失調(diào)癥狀等，查詢相關(guān)防治措施。

2.6 推廣體系模塊

以電子地圖和文字形式建立推廣體系模塊（見圖8），查詢市、鄉(xiāng)、村農(nóng)技人員分布及個(gè)人信息，試驗(yàn)示范基地位置及相關(guān)信息，指導(dǎo)企業(yè)相關(guān)信息，指導(dǎo)農(nóng)事項(xiàng)目?jī)?nèi)容等。

2.7 專家園地模塊

以圖片和表格形式建立專家園地模塊（見圖9），介紹農(nóng)業(yè)技術(shù)專家，并以視頻形式建立農(nóng)技講堂，開通網(wǎng)絡(luò)課堂，邀請(qǐng)知名專家開展遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)技術(shù)講座。 2.8 監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)模塊

監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括土壤墑情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和有害生物監(jiān)測(cè)。土壤墑情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)模塊采用無(wú)線傳感器和人工測(cè)試點(diǎn)混合布局方式進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用無(wú)線網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)二級(jí)計(jì)算機(jī)通信。運(yùn)算服務(wù)器根據(jù)位置計(jì)算模型和濕度預(yù)測(cè)模型，在電子地圖上實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)當(dāng)?shù)赝寥缐勄橄嚓P(guān)信息，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)生成各種相關(guān)報(bào)表和土壤墑情趨勢(shì)圖。有害生物監(jiān)測(cè)模塊將所采集的蟲情進(jìn)行自動(dòng)分類匯總、上報(bào)，記錄每天采集數(shù)據(jù)，形成有害生物發(fā)生數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.9 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全模塊

以多形態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)和流程控制管理，全過(guò)程采集關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括種植地塊位置、生態(tài)環(huán)境、田間管理、農(nóng)用化學(xué)品投入、殘留檢測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量、第三方質(zhì)檢認(rèn)證、加工倉(cāng)儲(chǔ)物流等數(shù)據(jù)，并經(jīng)云端處理后記入RFID或二維碼，提供農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全信息查詢，詳見圖10。

2.10 種植業(yè)生產(chǎn)與技術(shù)現(xiàn)狀分析模塊

對(duì)肥料施用、農(nóng)藥施用、技術(shù)推廣成效等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)統(tǒng)計(jì)與調(diào)研，詳見圖11。

3 平臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用與展望

3.1 數(shù)字化應(yīng)用管理

一是建立SOA服務(wù)架構(gòu)演進(jìn)路線，將SOA服務(wù)架構(gòu)分為7級(jí)，目前本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)第五級(jí)的復(fù)合化架構(gòu)。二是應(yīng)用GIS技術(shù)和面向服務(wù)的模塊可復(fù)用設(shè)計(jì)（SOA）理念，以Web化方法構(gòu)建以地塊為單元，以地塊（圖斑）編碼、空間位置、行政區(qū)劃、地塊面積、土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分含量、綜合地力指數(shù)等為重要土壤評(píng)價(jià)指標(biāo)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，以及地塊圖形與圖斑圖形完全重合的電子矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而構(gòu)成覆蓋全域耕地的土壤屬性空間數(shù)據(jù)庫(kù)，為精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)管理、產(chǎn)能預(yù)報(bào)等大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持和可持續(xù)擴(kuò)展能力。三是以大數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，應(yīng)用反距離加權(quán)系數(shù)插值法，求解非采樣點(diǎn)地塊土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的預(yù)測(cè)值。四是基于地塊屬性和作物種類的配方施肥專家系統(tǒng)模型，通過(guò)與地塊土壤養(yǎng)分狀況結(jié)合，土壤養(yǎng)分預(yù)測(cè)值的地塊可得出當(dāng)年半定量配方施肥方案，土壤養(yǎng)分實(shí)測(cè)值的地塊可得出定量施肥方案。

3.2 多形態(tài)終端利用

利用互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打造基于ios、android、觸摸屏一體機(jī)、PC、平板電腦、LED顯示屏等多終端應(yīng)用平臺(tái)，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)模式。農(nóng)技推廣人員使用手機(jī)APP，PC、平板電腦，即可開展一對(duì)一的專家問(wèn)診與咨詢服務(wù)，為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣提供完備的信息基礎(chǔ)支撐、透徹的信息感知，便于集中數(shù)據(jù)資源，提供貼心工具服務(wù)，建立廣泛互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)深入智能控制，進(jìn)而有效解決農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣最后“一公里”問(wèn)題，提升農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)能力和水平。

4 結(jié)語(yǔ)

該智慧農(nóng)技推廣平臺(tái)系統(tǒng)以云服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為通信手段，融合關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)多形態(tài)數(shù)據(jù)資源共享。應(yīng)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、通信與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，使用多種客戶端，提供知識(shí)信息、技術(shù)服務(wù)和農(nóng)情監(jiān)測(cè)，為瓦房店市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展提供“數(shù)字引擎”。

參考文獻(xiàn)

[1] 許永麗.淺談“互聯(lián)網(wǎng)+”在農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中的作用與發(fā)展前景[J].青海農(nóng)技推廣，2015（3）：6-7.

[2] 周清波，吳文波，宋茜.數(shù)字農(nóng)業(yè)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2018，30（1）：1-9

[3] 梁?jiǎn)⒄?，齊清文，張岸，等.大田種植數(shù)字農(nóng)業(yè)信息流與技術(shù)體系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2018，30（4）：17-31.