基于互聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展對策

劉海濤，李朝霞

（邢臺學院 數(shù)學與信息技術(shù)學院，河北 邢臺 054001）

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志，農(nóng)機裝備持續(xù)發(fā)展是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵點，關(guān)系到智慧農(nóng)業(yè)能否加速實現(xiàn)。隨著科技的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開始采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向高效化方向發(fā)展。我國農(nóng)用機械不精準，農(nóng)機社會化服務(wù)發(fā)展滯緩等問題日益突出，大數(shù)據(jù)時代信息技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，發(fā)揮大數(shù)據(jù)平臺溝通協(xié)調(diào)功能可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代發(fā)展，數(shù)據(jù)共享等信息技術(shù)為農(nóng)機智能化提供有效方法。數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展下我國農(nóng)業(yè)機械化呈現(xiàn)向智慧化方向邁進的特征，通過發(fā)展智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺，引領(lǐng)智慧農(nóng)機供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展步伐。

1 農(nóng)業(yè)機械信息化發(fā)展研究

中國是擁有五千年歷史的國家，歷史上以農(nóng)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)在國家經(jīng)濟體系中占據(jù)重要地位，農(nóng)業(yè)技術(shù)隨著科技發(fā)展不斷進步，但以犧牲資源環(huán)境為代價換取發(fā)展模式造成嚴重的后果，如生產(chǎn)過程浪費，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)食品不安全等，生產(chǎn)方式粗放，風險抵御能力差。隨著科技的發(fā)展，中央一號文件強調(diào)加強農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代通過提高組織化程度等途徑優(yōu)化資源配置，為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣提供科學動態(tài)的信息服務(wù)。

1.1 農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展歷程

農(nóng)業(yè)機械化的實質(zhì)是生產(chǎn)技術(shù)革命，大多數(shù)發(fā)達國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)路線選擇不同，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展經(jīng)歷機械化、農(nóng)技自動化與智慧化發(fā)展階段。農(nóng)業(yè)機械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向，初級階段以機械動力為支撐，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營條件，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平與經(jīng)濟社會效益提升[1]。農(nóng)業(yè)機械化促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，但對操作人員技術(shù)要求較高。農(nóng)業(yè)自動化是農(nóng)機技術(shù)本土化的關(guān)鍵階段，農(nóng)機自動化以電控技術(shù)為制衡，使農(nóng)業(yè)勞作更加便利，增強農(nóng)機的適應(yīng)性，發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械提升勞動率的作用。

農(nóng)機智慧化是我國農(nóng)業(yè)機械化水平提升的重點任務(wù)，是農(nóng)業(yè)機械化的高級階段，利用農(nóng)機具動力作業(yè)輔助系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境感知等功能，通過生態(tài)數(shù)據(jù)，服務(wù)數(shù)據(jù)采集分析等途徑利用信息資源，在農(nóng)機作業(yè)，科學決策等方面體現(xiàn)其產(chǎn)生價值。智慧農(nóng)機是農(nóng)機生產(chǎn)使用的智慧化，通過農(nóng)機智慧化可提升農(nóng)機作業(yè)能力，實現(xiàn)對農(nóng)機作業(yè)多維智能化控制。農(nóng)機社會化規(guī)模系統(tǒng)作業(yè)中，農(nóng)機智慧化根據(jù)作業(yè)場景對參與作業(yè)農(nóng)機科學評估，農(nóng)機智慧化實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械一體化操作，可降低生產(chǎn)經(jīng)營成本提高農(nóng)機作業(yè)安全性，促進農(nóng)機價值與社會應(yīng)用功能充分發(fā)揮。智慧農(nóng)機關(guān)鍵是注入大數(shù)據(jù)，信息經(jīng)濟下，信息化技術(shù)成為農(nóng)機化發(fā)展助推劑，大數(shù)據(jù)平臺有效利用信息資源助力智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展[2]。農(nóng)機智慧化以大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)為抓手，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。

1.2 大數(shù)據(jù)下智慧農(nóng)機發(fā)展現(xiàn)狀

隨著城鎮(zhèn)化加快，用工難等問題日益突出，智慧農(nóng)機開發(fā)應(yīng)用等關(guān)系到農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展進程。目前智慧農(nóng)機發(fā)展存在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用進展滯緩，大數(shù)據(jù)與智慧農(nóng)機開發(fā)應(yīng)用步調(diào)不齊，智慧農(nóng)機制造企業(yè)面臨技術(shù)資金瓶頸，農(nóng)機經(jīng)營服務(wù)主體對智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)應(yīng)用消極等問題。近年來我國農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)水平大幅提高，但需從作業(yè)應(yīng)用環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用程度與應(yīng)用區(qū)域等方面推進，作業(yè)應(yīng)用環(huán)節(jié)中大田作物耕種各環(huán)節(jié)智能技術(shù)接近實用化水平，但大多數(shù)環(huán)節(jié)面臨急需普及機械化[3]。

農(nóng)機智慧化需要通過信息管理系統(tǒng)與農(nóng)機裝備融合實效，目前信息化普及快于智能農(nóng)機推廣水平，互聯(lián)網(wǎng)對農(nóng)民起到生活信息窗口作用，農(nóng)村居民利用互聯(lián)網(wǎng)了解生產(chǎn)經(jīng)營信息較少。信息化發(fā)展快于智能農(nóng)機裝備應(yīng)用開發(fā)水平，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準不完善阻礙智慧農(nóng)機的應(yīng)用效率[4]。近年來我國農(nóng)機保有量大幅增加，農(nóng)機裝備制造企業(yè)呈現(xiàn)出低效競爭的局面，我國智慧農(nóng)機裝備開發(fā)處于探索階段，人機工程設(shè)計未引起足夠重視；作業(yè)機械化智慧化未提上議事日程；溫室運行管理具備自動化水平，但農(nóng)業(yè)機器人主要處于研究階段，一些經(jīng)營管理良好的農(nóng)機制造企業(yè)技術(shù)瓶頸明顯，低效競爭導(dǎo)致農(nóng)機行業(yè)利潤率低。農(nóng)機經(jīng)營服務(wù)主體應(yīng)用消極主要涉及補貼問題，主要表現(xiàn)為對智慧農(nóng)機裝備使用與系統(tǒng)升級態(tài)度消極。國家對農(nóng)機作業(yè)補貼，但使用深耕犁增加成本，一些種糧大戶為降低經(jīng)營成本不愿為小農(nóng)戶深松整地[5]。購置大中型農(nóng)機具少，深松整地作業(yè)需要升級老舊動力系統(tǒng)，升級成本高不能保證迅速回收成本。

2 智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)對策

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的永恒主題，農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展時代，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)等建設(shè)智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺成為農(nóng)機智能化的突破口。隨著各類用戶的使用，數(shù)據(jù)價值信息不斷提高，但出現(xiàn)數(shù)據(jù)碎片逐漸嚴重的問題[6]。智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺大量數(shù)據(jù)無法利用，基于智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺發(fā)揮數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢，可以解決數(shù)據(jù)平臺中碎片化嚴重的問題，對智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)要堅持統(tǒng)籌推進，處理好政策支持與保護尺度，構(gòu)建智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)良性發(fā)展格局。

當前我國農(nóng)機市場是典型政策主導(dǎo)型，要對促使農(nóng)機智能化技術(shù)研發(fā)單位給予支持政策，如對電子控制單元、智能化決策等高新技術(shù)相關(guān)研究給予政策激勵；在新技術(shù)農(nóng)機方面補貼加大力度，貫徹綠色生態(tài)理念，努力提高農(nóng)機工作補貼，如加大高效施肥等事項扶持力度。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，推廣新型農(nóng)機具為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)是農(nóng)機部門的重點工作，要積極尋求運用于國內(nèi)農(nóng)機安保措施，提升產(chǎn)業(yè)化市場化水平。目前農(nóng)業(yè)機械廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程，在提高資源利用率，推動農(nóng)民增收等方面發(fā)揮重要作用。但仍存在信息不對稱等問題，當前農(nóng)業(yè)亟需發(fā)展智慧農(nóng)機，農(nóng)機社會服務(wù)需要導(dǎo)向性制度供給，明確農(nóng)機化發(fā)展方向非常關(guān)鍵。要在推進農(nóng)機發(fā)展中重視大數(shù)據(jù)發(fā)展，充分將數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域深度融合。

針對農(nóng)機發(fā)展中出現(xiàn)不平衡等問題，可加快智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)推廣，依據(jù)不同作業(yè)內(nèi)容推進大數(shù)據(jù)建設(shè)，在地勢較高地區(qū)配置一體化智慧農(nóng)機裝備；對農(nóng)機社會化服務(wù)工作人員應(yīng)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用培訓機會，使其更好地促進農(nóng)機社會化服務(wù)發(fā)展；考慮我國現(xiàn)有農(nóng)機服務(wù)在農(nóng)產(chǎn)品品種等方面存在結(jié)構(gòu)性沖突，要在更新落后農(nóng)機同時推廣新型農(nóng)機。培育成熟的農(nóng)機社會化服務(wù)體系要開展公益性服務(wù)，側(cè)重構(gòu)建農(nóng)機化服務(wù)中介組織；管理部門要為農(nóng)機手設(shè)置專項考核，管理農(nóng)機社會化服務(wù)市場；基于熟人社會探究新型溝通模式，構(gòu)建良性的農(nóng)機社會服務(wù)市場。建設(shè)智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺要加強基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)，要保障智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)間密切聯(lián)系，要重視研發(fā)檢測農(nóng)業(yè)中存在動態(tài)環(huán)境的設(shè)施，努力探索大數(shù)據(jù)前沿技術(shù)，使農(nóng)機作業(yè)與大數(shù)據(jù)發(fā)掘技術(shù)融合；農(nóng)機局等應(yīng)聯(lián)合推動智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)共享平臺建設(shè)，完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)同農(nóng)機大數(shù)據(jù)的結(jié)合。

3 互聯(lián)網(wǎng)背景下智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)

隨著農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展，我國進入智慧農(nóng)業(yè)新時代。智慧農(nóng)機建設(shè)代表農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，智慧農(nóng)機決策管理平臺依托傳感器等軟硬件平臺，采集農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)等，研究智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)驅(qū)動服務(wù)系統(tǒng)可以為農(nóng)機管理部門等涉農(nóng)人員提供更好的服務(wù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可提供作業(yè)技術(shù)支持，對智慧農(nóng)機發(fā)展具有重要意義。基于互聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)需要優(yōu)化總體構(gòu)架設(shè)計，合理選擇系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，建設(shè)人機管理數(shù)據(jù)庫。

智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺由眾多應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成，包括面向農(nóng)戶、農(nóng)機手的智能APP應(yīng)用，農(nóng)機作業(yè)智能管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)，農(nóng)機安全監(jiān)理信息網(wǎng)公眾平臺。智慧盒子與軟件子系統(tǒng)平臺采集農(nóng)田農(nóng)機數(shù)據(jù)等，智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)驅(qū)動服務(wù)系統(tǒng)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)，平臺架構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)層與用戶層。網(wǎng)絡(luò)層包括智能硬件終端，持久層主要是存儲應(yīng)用服務(wù)器，智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)圖片應(yīng)用構(gòu)成應(yīng)用層，表示層支持智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺在PC等多種設(shè)備上運行，用戶層包括農(nóng)機合作社，農(nóng)機銷售等多種用戶。智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)驅(qū)動服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)來自大數(shù)據(jù)平臺，系統(tǒng)用戶可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，平臺用戶數(shù)量較多，用戶類型包括農(nóng)機合作社等產(chǎn)生數(shù)據(jù)龐雜。服務(wù)定制管理功能設(shè)計如圖1所示。

圖1 服務(wù)定制管理功能設(shè)計

智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)分為可視化推薦算法接口與用戶層，平臺層為服務(wù)系統(tǒng)提供大數(shù)據(jù)支持，包括農(nóng)田農(nóng)機數(shù)據(jù)，公共信息數(shù)據(jù)等。推薦算法接口層封裝模型接口，應(yīng)用服務(wù)層是服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用服務(wù)，包括農(nóng)機發(fā)展狀況，農(nóng)機監(jiān)理鑒定分析等服務(wù)。根據(jù)對智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)中心分析設(shè)計服務(wù)系統(tǒng)分為APP用戶端與Web系統(tǒng)管理端部分，具有數(shù)據(jù)服務(wù)等功能，各類用戶可通過登錄Web系統(tǒng)根據(jù)需求個性化定制所需要的數(shù)據(jù)服務(wù)，Web管理系統(tǒng)主要具有定制管理功能，普通用戶根據(jù)平臺提供服務(wù)內(nèi)容定制所需數(shù)據(jù)服務(wù)，管理員用戶可實現(xiàn)定制服務(wù)發(fā)布撤銷等。智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺采用SQL Sever數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理，管理工具采用Navicat快速創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，部分數(shù)據(jù)從智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺讀取，根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計賬戶表，賬號定制服務(wù)關(guān)聯(lián)表等。

智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)研究包括農(nóng)機百科系統(tǒng)，移動應(yīng)用APP等采集農(nóng)機等大量數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術(shù)，軟件開發(fā)技術(shù)完成對智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)。實現(xiàn)關(guān)鍵信息科學分析，以服務(wù)資源形式提供給用戶使用，利用推薦算法根據(jù)用戶歷史行為將公共信息推送到用戶手中，系統(tǒng)向用戶推送定制關(guān)注信息。智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)采用Spring與Hibemate框架整合開發(fā)，SpringMVC是適用于輕量級應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的Web框架，可完成網(wǎng)頁層解耦職責，應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)有很高的跨平臺性，后期有利于功能拓展開發(fā)。智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)基礎(chǔ)信息模塊，個性化推薦服務(wù)模塊等功能。

4 結(jié)束語

智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺目標是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和推薦算法，將平臺設(shè)計挖掘分析，實現(xiàn)為農(nóng)機手等涉農(nóng)人員提供精準信息推薦服務(wù)，實現(xiàn)農(nóng)機從業(yè)者利用智慧農(nóng)機提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺主要功能包括定制服務(wù)模塊與利用融合推薦算法對不同類型用戶精準高效推薦農(nóng)業(yè)信息，定制服務(wù)農(nóng)墾包括數(shù)據(jù)服務(wù)，農(nóng)機信息化率分析等，利用消息推送技術(shù)實現(xiàn)對用戶離線推送。平臺公共信息推薦模塊采用融合推薦算法，提高農(nóng)業(yè)公共信息推薦領(lǐng)域效果，使用戶及時收到重要農(nóng)業(yè)資訊。隨著智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用，對智慧農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺研究非常重要，平臺可以助力智慧農(nóng)機建設(shè)步入新臺階。