基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的湖羊育種管理信息系統(tǒng)的研究*

高立兵，刁 鵬

（甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 金昌 737100）

近年來口蹄疫、豬流感、禽流感不斷蔓延，對畜牧業(yè)帶來了較為嚴(yán)重的影響[1]。目前市場上羊肉等肉類產(chǎn)品價(jià)格不斷上漲，國民出現(xiàn)吃肉難現(xiàn)象，生活水平大大降低，因此如何提高湖羊的產(chǎn)量是目前急需解決的問題。甘肅省金昌市由于自身的環(huán)境特點(diǎn)，可以大量飼養(yǎng)湖羊，現(xiàn)已形成大規(guī)模的養(yǎng)殖體系。但是目前的養(yǎng)殖仍舊使用傳統(tǒng)的方法，成本高、管理難[2]，以至于產(chǎn)量提升困難，技術(shù)革新成為當(dāng)務(wù)之急，基于物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的湖羊育種管理信息系統(tǒng)能有效地節(jié)約生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量，將在畜牧生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[3]。

1 湖羊育種管理信息系統(tǒng)的開發(fā)

預(yù)先設(shè)計(jì)技術(shù)路線，見圖1。根據(jù)設(shè)計(jì)思路，建立開發(fā)總體流程，見圖2。

圖1 技術(shù)路線示意圖

金昌市湖羊飼養(yǎng)種類繁多，養(yǎng)殖困難，為了改善養(yǎng)殖環(huán)境，2017 年以來，養(yǎng)殖基地與甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院開展合作，開發(fā)引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，力求建立一個(gè)可靠的管理平臺(tái)，克服養(yǎng)殖遇到的困難。管理系統(tǒng)由信息感知層、信息傳輸層、信息應(yīng)用層組成，依托電子耳標(biāo)、攝像頭、無線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、PC、手機(jī)終端等多樣化設(shè)備完成各層之間的銜接，基于金昌市湖羊生產(chǎn)基地的實(shí)際流程，通過有效的方式獲取大量的一手資料文獻(xiàn)，預(yù)先建立數(shù)據(jù)庫，并以此為基礎(chǔ)建立了該系統(tǒng)。使用系統(tǒng)工程的思想和工程化的方法進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，涉及到多種理論方法，如計(jì)算機(jī)科學(xué)、畜牧學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等。經(jīng)過3 年的合作開發(fā)，該系統(tǒng)已經(jīng)趨于成熟，管理體系正在本地養(yǎng)殖基地全面推廣[4]。

圖2 開發(fā)總體流程圖

2 湖羊育種管理信息系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用人性化設(shè)計(jì)，注重用戶體驗(yàn)，界面簡單，容易操作。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中遵循了開放、可靠、安全、實(shí)用、可擴(kuò)展5 項(xiàng)原則。系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，管理人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)建立統(tǒng)計(jì)表，數(shù)據(jù)分析更為簡便。系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)的方法，建立七大模塊，擴(kuò)展性好。采用客戶端/服務(wù)器端（Client/Server，C/S） 結(jié)構(gòu)模式與瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S） 結(jié)構(gòu)模式[5]，將系統(tǒng)分為3 層：用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)操作層，各層之間相互獨(dú)立。各層功能見圖3。

圖3 C/S 與B/S 層級分布圖

經(jīng)過多方考慮，最終確定系統(tǒng)使用框架設(shè)計(jì)，使用此設(shè)計(jì)方法可以在很大程度上降低系統(tǒng)開發(fā)的難度，并且具備很多特點(diǎn)，如周期短、測試簡單、結(jié)構(gòu)清晰、開發(fā)容易等。系統(tǒng)采用開源集成框架SSH，其中Struts 是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)分離數(shù)據(jù)，Spring 則作為容器來使用，負(fù)責(zé)查找、定位，Hibernate 則為人機(jī)交互，負(fù)責(zé)傳送請求和接受響應(yīng)，SSH 框架能很好地處理并返回結(jié)果。

3 湖羊育種管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)表的方法，見圖4。

圖4 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)數(shù)據(jù)庫由5 個(gè)部分組成，每個(gè)部分可以相應(yīng)的延伸出不同的數(shù)據(jù)表，共可形成9 類統(tǒng)計(jì)表。

數(shù)據(jù)庫具有體積小、速度快、使用方便等特點(diǎn)，為開源設(shè)計(jì)，有多種接口，適用于多數(shù)的計(jì)算機(jī)語言。它還支持兩種以上的存儲(chǔ)引擎，支持多線程、多語言，并且提供了優(yōu)化的管理工具。

數(shù)據(jù)表依據(jù)整體完整性、域完整性、參照完整性、用戶定義完整性4 項(xiàng)原則進(jìn)行約束設(shè)計(jì)[6]，共設(shè)計(jì)9 類大表完成統(tǒng)計(jì)分析。包括用戶管理表、基本信息表、疾病登記表、死亡登記表、配種記錄表、繁殖記錄表、飼料管理表、員工管理表、育種信息表。每個(gè)表格的功能信息簡介見表1。

通過對9 類表格的數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析，找出最優(yōu)的管理方法，從而確立系統(tǒng)。

4 湖羊育種管理信息系統(tǒng)網(wǎng)站開發(fā)

系統(tǒng)后期計(jì)劃申請域名，支持多種瀏覽器使用，目前僅支持項(xiàng)目的測試使用，內(nèi)部登錄。

系統(tǒng)縱向有兩個(gè)鏈接，用戶登錄、用戶注冊。用戶注冊時(shí)必須使用自己的員工編號，另外注冊時(shí)需要選擇工種，此項(xiàng)選擇決定使用者后期擁有不同的權(quán)限，如管理員擁有最高權(quán)限，技術(shù)員只能對下級模塊進(jìn)行操作，普通員工則只有基礎(chǔ)的功能。

用戶登錄時(shí)必須使用正確的用戶名和密碼，另外還需要填寫驗(yàn)證碼。用戶登錄的過程采用C++程序設(shè)計(jì)，采用If 語句，生成判斷條件，幫助用戶選擇不同的權(quán)限。

系統(tǒng)橫向有7 個(gè)模塊菜單，用戶根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇。每個(gè)模塊負(fù)責(zé)不同的功能，見表2。

表1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表各表解析

表2 模塊功能簡介

5 結(jié)束語

系統(tǒng)引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，通過對金昌市畜牧養(yǎng)殖基地的深入研究，結(jié)合基地的生產(chǎn)流程和養(yǎng)殖規(guī)律，設(shè)計(jì)出先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)功能齊全，界面簡潔，實(shí)用性強(qiáng)，運(yùn)行良好，符合新時(shí)代下企業(yè)的要求，值得廣泛推廣。