云計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用

摘要：本文首先介紹了云計(jì)算的概念及特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分析了云計(jì)算技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)和大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù);信息技術(shù);信息化建設(shè)

云計(jì)算可以說(shuō)是目前最前沿的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)之一，其為數(shù)據(jù)信息的計(jì)算、存儲(chǔ)及處理提供了更為全面高效、準(zhǔn)確可靠的新模式。將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中，能夠推動(dòng)現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)信息化體系進(jìn)一步發(fā)展與完善，為農(nóng)業(yè)信息服務(wù)以及農(nóng)產(chǎn)品電商銷售等發(fā)揮積極的作用。然而我們必須認(rèn)識(shí)到，云計(jì)算在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用的模式、方法仍然存在許多問(wèn)題，且普及率偏低。因此，對(duì)于云計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，無(wú)論對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展還是對(duì)現(xiàn)代信息化農(nóng)業(yè)的建設(shè)，都具有十分積極的意義。

1 云計(jì)算概念及特點(diǎn)

1.1 云計(jì)算的概念及內(nèi)涵

云計(jì)算（ Cloud Computing），指的一種新型的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)模式，這種訪問(wèn)模式能夠全面迅速地訪問(wèn)具有共享功能配置的計(jì)算機(jī)資源。由于云計(jì)算的技術(shù)可以選擇以最少的互動(dòng)量、最便捷的訪問(wèn)途徑，因此其實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息資源的快速收集、分配與處理。其中的“云”就是指通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)匯集成的群組。

總的來(lái)說(shuō)，云計(jì)算具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是具有靈活的虛擬化資源池，可根據(jù)用戶的需求動(dòng)態(tài)化分配虛擬資源，實(shí)現(xiàn)信息資源的有效利用;二是用戶在需要計(jì)算服務(wù)時(shí)，可通過(guò)自行配置的方式獲得該服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了按需分配;三是只要達(dá)到云計(jì)算的接入標(biāo)準(zhǔn)，則各種接入方法都可以接入到云系統(tǒng)中，接入門檻較低;四是云計(jì)算的結(jié)構(gòu)與服務(wù)具有“彈性”，可根據(jù)需求改變與擴(kuò)充;五是云計(jì)算服務(wù)可以量化，以便對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一、高效的處理。

1.2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)

從本質(zhì)上而言，云計(jì)算屬于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的一種新形式，其不是單獨(dú)作用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的，而是與其他相關(guān)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)共同發(fā)揮作用的，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等。而相較于這些其他信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)主要在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通廣、跨地域及跨部門、服務(wù)形式多元化、信息可量化處理等優(yōu)勢(shì)，但需要注意的是，大數(shù)據(jù)技術(shù)也有與云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)較為相似，可是說(shuō)是云計(jì)算技術(shù)的廣泛化。

從圖1中可以明顯看出，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用主要有三個(gè)范圍圈。處于中心位置的是農(nóng)民、農(nóng)民合作組織、農(nóng)業(yè)企業(yè)等農(nóng)業(yè)用戶，此為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)云計(jì)算技術(shù)服務(wù)的目標(biāo)核心;處于中間位置的為與農(nóng)業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)、部門及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)云計(jì)算服務(wù)的政府相關(guān)部門、運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)商、供應(yīng)商等，此為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)云計(jì)算運(yùn)行的技術(shù)資源支撐者;最外部是外圍圈，主要是支持云計(jì)算技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備提供商，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中云計(jì)算提供普遍所需的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備條件。

云計(jì)算應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)之中，則主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，云計(jì)算技術(shù)滿足了大范圍的農(nóng)業(yè)用戶需求，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)云計(jì)算技術(shù)的框架內(nèi)，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、軟件的提供商，還是信息資源的運(yùn)營(yíng)商及技術(shù)服務(wù)商，都在為云計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用起到了積極的推動(dòng)作用，在各方配合下，農(nóng)業(yè)信息資源實(shí)現(xiàn)了全面開(kāi)放、資源共享、互相補(bǔ)充、互相促進(jìn)，從使得零散的農(nóng)業(yè)信息得到有效整合，從而發(fā)揮出更大的效用;第二，在該框架之內(nèi)，各參與者圍繞農(nóng)業(yè)用戶為核心確定自己在其中的位置，其進(jìn)行的一切技術(shù)或服務(wù)活動(dòng)都是以農(nóng)業(yè)用戶及其他農(nóng)業(yè)客戶的價(jià)值為目標(biāo)展開(kāi)的，因此能夠使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及時(shí)掌握市場(chǎng)信息，從而抓準(zhǔn)市場(chǎng)機(jī)遇，提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)效益;第三，云計(jì)算技術(shù)還將各參與者聯(lián)系起來(lái)，即在該框架內(nèi)各參與者不是獨(dú)立的，而是合作共贏的關(guān)系，由此實(shí)現(xiàn)了多方利益，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)衍生出更多的增值利益。

2 云計(jì)算技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，就以云計(jì)算技術(shù)及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及農(nóng)作物的生產(chǎn)情況所進(jìn)行的監(jiān)控與管理。具體來(lái)說(shuō)，主要監(jiān)測(cè)農(nóng)田里的作物生長(zhǎng)、病蟲(chóng)害情況、土壤含水情況（墑情）、自然災(zāi)害等，并且根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行管理，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全面管理。如圖2所示。

2.2 基礎(chǔ)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于云計(jì)算技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要包括四個(gè)子系統(tǒng)：

2.2.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

通過(guò)云計(jì)算技術(shù)與溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、光電傳感器等相連接，對(duì)農(nóng)田處的環(huán)境氣象參與進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。系統(tǒng)測(cè)量的參數(shù)可直接在物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)的顯示模塊中顯示出來(lái)。

2.2.2 墑情監(jiān)測(cè)及自動(dòng)灌溉控制子系統(tǒng)

該系統(tǒng)對(duì)土壤的溫度及水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋在顯示在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，使工作人員及時(shí)了解土壤墑情。在平臺(tái)上設(shè)置自動(dòng)灌溉的閾值，一旦系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的土壤水分低于閩值，則系統(tǒng)控制自動(dòng)灌溉設(shè)備啟動(dòng)，當(dāng)土壤水分處于合理范圍后，自動(dòng)灌溉系統(tǒng)停

2.2.3 可視化監(jiān)控子系統(tǒng)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)視頻連通的方式，相關(guān)人員可以實(shí)時(shí)觀測(cè)作物的生長(zhǎng)情況。該監(jiān)控系統(tǒng)以B/S服務(wù)為基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)上分布各信息處理功能。通過(guò)視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)換。只要用戶處于網(wǎng)絡(luò)中且具有物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的操作權(quán)限，就可以實(shí)時(shí)觀測(cè)農(nóng)作物的生產(chǎn)情況。

2.3 基于云計(jì)算技術(shù)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)分析

本農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最主要的作用是解決農(nóng)田管理效率低下的問(wèn)題，以傳感器終端為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)部分，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)、以太網(wǎng)、4G技術(shù)（5G技術(shù)已經(jīng)得到初步應(yīng)用）、GPS技術(shù)等為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部分，以計(jì)算機(jī)、手機(jī)（或平板）等設(shè)備為監(jiān)測(cè)端和控制端，實(shí)現(xiàn)了智慧化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。

3 云計(jì)算技術(shù)在大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

3.1 大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)信息共享服務(wù)平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)服務(wù)信息共享服務(wù)平臺(tái)就是對(duì)各種農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行收集、整合、匯總，而后為平臺(tái)內(nèi)的用戶提供信息的共享服務(wù)。其中，各用戶可從大數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索所需信息，也可以通過(guò)與其他用戶之間進(jìn)行信息交換。

根據(jù)主要功能進(jìn)行劃分，則大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)共享服務(wù)信息平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)三方面的內(nèi)容：

（1）利用云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將各種農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)收集起來(lái)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、整合、歸類;

（2）要為用戶提供具有針對(duì)性的數(shù)據(jù)共享和交換服務(wù)，用戶通過(guò)檢索及發(fā)布信息的方式獲得其所需要的信息;

（3）該平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的管理要統(tǒng)一整合、統(tǒng)一轉(zhuǎn)換、統(tǒng)一編目，使得數(shù)據(jù)的整體管理科學(xué)規(guī)范，便于數(shù)據(jù)的分類檢索，同時(shí)也有利于保障數(shù)據(jù)的安全。

與智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)一樣，大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)平臺(tái)也采用B/S結(jié)構(gòu)，如此實(shí)現(xiàn)了該平臺(tái)與其他同結(jié)構(gòu)平臺(tái)的鏈接。

3.2 大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2.1 大數(shù)據(jù)整合子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要作用是以互聯(lián)網(wǎng)為載體，從各個(gè)來(lái)源渠道收集農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保證新數(shù)據(jù)的質(zhì)量與有效更新。具體功能如表1。

3.2.2共享服務(wù)子系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)整合子系統(tǒng)將分散存在與網(wǎng)絡(luò)上，且數(shù)據(jù)形式不一的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并提供數(shù)據(jù)的檢索、共享與交換功能。該子系統(tǒng)的主要功能如下：一是數(shù)據(jù)查詢功能。該功能實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單信息的查詢、多詞組條件查詢、主題檢索及全文檢索等，在用戶獲取查詢結(jié)果后，可以在結(jié)果列表中點(diǎn)擊相應(yīng)位置就可瀏覽信息;二是數(shù)據(jù)的申請(qǐng)與審核功能，即用戶可以上傳信息，但所上傳的信息需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的審核方可上傳通過(guò)并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中;三是數(shù)據(jù)分類功能，即根據(jù)數(shù)據(jù)所屬農(nóng)業(yè)專題劃分類別，以便于數(shù)據(jù)查詢及存儲(chǔ);四是數(shù)據(jù)審核功能，即對(duì)來(lái)自各用戶的申請(qǐng)進(jìn)行審核，審核通過(guò)后為用戶開(kāi)放相應(yīng)的端口;五是用戶管理功能，即對(duì)用戶的賬戶、級(jí)別及其權(quán)限等進(jìn)行管理。

3.2.3 元數(shù)據(jù)子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布管理，并控制數(shù)據(jù)相關(guān)權(quán)限，對(duì)大規(guī)模的統(tǒng)一性描述。一是模板目錄功能，制定或修改元數(shù)據(jù)模板，通過(guò)該模板快速錄入元數(shù)據(jù);二是目錄管理，即對(duì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分類、標(biāo)注、關(guān)鍵詞提取等，同時(shí)也包含目錄的刪除、更新、替換等功能;三是元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，查詢?cè)獢?shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì);四是數(shù)據(jù)管理，即數(shù)據(jù)的變更、刪除、新增、審核等功能。

3.3 基于云計(jì)算技術(shù)的大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的技術(shù)分析

該平臺(tái)是基于云計(jì)算技術(shù)的條件下，以J2EE為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，共享服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)是由Spring boot、Zookeeper等，數(shù)據(jù)的交換處理通過(guò)XML/JSON實(shí)現(xiàn)。Hodoop分布式系統(tǒng)架構(gòu)使得平臺(tái)具有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算及關(guān)系式處理功能。選用Mysql、Sqlserver、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)以Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)緩存前端界面，非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)則以構(gòu)建的文件庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

4 云計(jì)算技術(shù)在農(nóng)業(yè)電子商務(wù)中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)電子商務(wù)，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所構(gòu)建的電商平臺(tái)為基礎(chǔ)所進(jìn)行的農(nóng)產(chǎn)品交易活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)網(wǎng)上信息交易、電子支付、物流配送。農(nóng)業(yè)電子商務(wù)擺脫了傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品銷售受地域、市場(chǎng)限制的影響，直接連通了農(nóng)產(chǎn)品與市場(chǎng)。見(jiàn)圖3。

在利用云計(jì)算技術(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)模式時(shí)，要盡量實(shí)現(xiàn)以下內(nèi)容：一是要建立高質(zhì)量的電商平臺(tái)界面，便于政府、企業(yè)及個(gè)人用戶的操作;二是要對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的分類，設(shè)計(jì)高水平的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，便于信息的搜索與瀏覽;三是要提供可靠的第三方交易擔(dān)保，并且對(duì)進(jìn)駐的農(nóng)業(yè)企業(yè)及用戶進(jìn)行嚴(yán)格認(rèn)證，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的品牌、質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管，建立完整的服務(wù)體系;四是要保證網(wǎng)絡(luò)信息的安全，對(duì)隱私信息進(jìn)行加密，同時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行另外備份，防止數(shù)據(jù)丟失而造成重大損失。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，云計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。因此，政府與農(nóng)業(yè)部門應(yīng)當(dāng)積極推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的有效應(yīng)用，農(nóng)業(yè)企業(yè)及農(nóng)民應(yīng)當(dāng)利用好基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的各類農(nóng)業(yè)平臺(tái)，使之為我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

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作者簡(jiǎn)介

李梅（1981-）女，江蘇省人。碩士學(xué)位，講師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全。