計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用研究

鄭夢龍

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)；建設(shè)；應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心運(yùn)行依靠農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)，在實(shí)際建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用較廣泛，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，需要加強(qiáng)農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)，尤其是加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。

1農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)的基本思路

現(xiàn)代農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)主要是利用農(nóng)機(jī)上設(shè)置的傳感器、北斗定位系統(tǒng)對農(nóng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，其采用的各種軟硬件都是以農(nóng)機(jī)在線監(jiān)測為前提，因此，農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)綜合應(yīng)用各種軟硬件對農(nóng)機(jī)進(jìn)行高精度定位，利用RTK精準(zhǔn)掌握農(nóng)機(jī)位置信息，再通過CAN總線，將置于農(nóng)業(yè)機(jī)械終端的各種傳感器監(jiān)測、采集的數(shù)據(jù)回傳給控制終端，回傳控制終端采取無線傳輸?shù)姆绞较虮O(jiān)測平臺(tái)源源不斷地回傳數(shù)據(jù)，最終通過屏幕顯示出來。這既能實(shí)時(shí)掌握農(nóng)機(jī)的位置信息，又能及時(shí)掌握農(nóng)機(jī)所處的狀態(tài)以及作業(yè)狀態(tài)等方面的信息，對農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和診斷，為農(nóng)機(jī)作業(yè)調(diào)度管理提供支撐。本文農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)在整個(gè)農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)中有著十分重要的意義。因此，需要將其計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用作為重點(diǎn)研究，才能優(yōu)化其整體和功能設(shè)計(jì)[1]。

2農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)計(jì)算機(jī)技術(shù)分析

2.1Ajax與iQuery技術(shù)

Ajax技術(shù)是基于動(dòng)態(tài)交互式Web程序開發(fā)和創(chuàng)建所需的關(guān)鍵技術(shù)，在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中，由于其在支持本地刷新網(wǎng)頁時(shí)不用重新加載整個(gè)網(wǎng)頁，能大大提高工作效率。而這主要得益于Ajax技術(shù)基于異步請求原理和回調(diào)函數(shù)來獲取，具體而言，Ajax模式在運(yùn)行時(shí)，其以Java Script作為核心支撐，實(shí)現(xiàn)了多技術(shù)融合，加上基于XML Request的請求發(fā)送方式，能達(dá)到數(shù)據(jù)異步調(diào)用的效果，從而實(shí)現(xiàn)XML與XSTL之間互換數(shù)據(jù)。此外，Ajax所采用的良好定義Web標(biāo)準(zhǔn)較多，除了Java Script外，還有XML，HTML和CSS，同時(shí)還能兼容目前主流的瀏覽器，因此在不同的工況下，基于Ajax的應(yīng)用程序，均能處于獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，而非在其他體系上附著，故在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，采用Ajax基于異步數(shù)據(jù)的調(diào)用方式能對部分頁面進(jìn)行刷新處理。

iQuery技術(shù)與Ajax兩者之間具有較強(qiáng)的交互性，可以為Ajax提供更多使用的方法。在具體的使用中，既能以動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)出來，又能高效處理和高效交互，便于編寫插件，因此用戶內(nèi)容和HTML頁面代碼之間能分離，借助API選擇靈活的特點(diǎn)和優(yōu)勢，在模塊化編程中能更好地滿足核心業(yè)務(wù)邏輯的需要，其余完成加載的模塊則不用重復(fù)編寫代碼，為農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)開發(fā)效率的提升提供了技術(shù)支撐，尤其是靜態(tài)、動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的開發(fā)更為便捷。

2.2JSON技術(shù)

JSON技術(shù)是應(yīng)用于系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)，在很多系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。尤其在不同的系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)語言中，因?yàn)槠渥陨淼募嫒菪暂^強(qiáng)，所以在不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中成為數(shù)據(jù)接口的首選，使得多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合、交互更加便捷。在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中，主要是應(yīng)用其以下技術(shù)優(yōu)勢：一是在不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間應(yīng)用時(shí)有助于共享數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)中有多種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，各自的數(shù)據(jù)接口也存在差異，借助JSON技術(shù)的靈活性與可拓展性，使其在不同的應(yīng)用之間能更好地描述數(shù)據(jù)，加上不同應(yīng)用之間存在的差異對其沒有影響，尤其是在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)這種監(jiān)測平臺(tái)中主要用于記錄數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)傳輸速率較高，加上自身的自我描述功能，在數(shù)據(jù)交換與處理程序下，JSON技術(shù)的優(yōu)勢更強(qiáng)：二是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)中存儲(chǔ)了海量的農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)，在對這些數(shù)據(jù)檢索時(shí)，借助JSON技術(shù)與ES搜索技術(shù)，使得數(shù)據(jù)檢索的便利性得到提升：三是還能支撐多種不同的語言。

2.3Web Service技術(shù)

Web Servlce技術(shù)的交互性技術(shù)體系較多，常見的有XML，WSDL，SOAP，UDDI。在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在自包含和自描述以及模塊化三個(gè)方面。借助Web調(diào)用能發(fā)布信息和定位農(nóng)機(jī)，在服務(wù)器部署后，均能被其余的Web Service的應(yīng)用程序調(diào)用[2]。

2.4Spring MVC

在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)時(shí)，Spring MVC技術(shù)是微軟服務(wù)中提供的一種RESTful接口，其架構(gòu)分別包含i DAO，ORM，JEE，WEB，AOP，CORE。其中，DAO架構(gòu)主要由Spring JDBC，Transaction，Management組成；ORM架構(gòu)主要由Hibernate，JPA，TOPLink，JDO，OJB，iBATIS組成；JEE架構(gòu)主要由JMX，JMS，JCA，Remoting，EJBs，Email組成；WEB架構(gòu)主要由SpringWEB MVC， Framework， Struts， WEB work．Tapestry，JSF， Rich view Support， JSPs， Velocity， Free Marker，PDF， Jasper， Reports， Excel， Spring Portlet

MVC組成；AOP架構(gòu)主要由Spring AOP，AspectJ integration組成；CORE架構(gòu)主要由The IOC Container Overview組成。

在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中應(yīng)用時(shí)，首先是在通過前端控制器所接收的發(fā)送請求的基礎(chǔ)上，將所接收的信息提交給解析器解析，自身只是統(tǒng)一的訪問點(diǎn)而并非處理模塊，因此具有負(fù)責(zé)控制全局流程的作用：其次，由請求處理映射器把用戶發(fā)送的請求url經(jīng)過映射處理后配置到相應(yīng)的處理器，而處理器則是將自身作為適配器，能滿足不同處理器的需要，同時(shí)適配相應(yīng)的功能和方法，便于達(dá)到調(diào)配的目的。常見的做法是利用Response Body實(shí)施序列化處理，且將所需的數(shù)據(jù)格式及時(shí)返回。例如，為達(dá)到渲染瀏覽器頁面的目的，只要對處理器做好調(diào)配就能返回包含模型數(shù)據(jù)和邏輯視圖名數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)解析后得到的渲染效果由控制器反饋給用戶[3]。

3計(jì)算機(jī)技術(shù)在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用

3.1農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

由于農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)在整個(gè)農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中屬于核心的地位，且占比巨大，常見的農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，利用Tomcat服務(wù)器進(jìn)行在線發(fā)布，普通用戶可以在任意聯(lián)網(wǎng)的PC機(jī)上進(jìn)入該系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)和進(jìn)行初級的系統(tǒng)管理，而操作人員則能在查詢數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展高級的系統(tǒng)管理。在系統(tǒng)登錄后，能實(shí)現(xiàn)多元化的集成管理，及時(shí)查看各節(jié)點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)，查詢設(shè)備所處的運(yùn)行狀態(tài)，且包含多個(gè)為用戶的服務(wù)模塊[4]。

用戶服務(wù)模塊旨在開展用戶、閾值、節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)4個(gè)方面的管理，分為4個(gè)不同的子模塊。其中，用戶管理模塊用于查詢、添加、刪除相關(guān)信息和修改登錄密碼等：而閾值管理子模塊則是設(shè)置和查詢相關(guān)閾值，常見的有油溫、油耗、轉(zhuǎn)速，但是不同型號的農(nóng)機(jī)所設(shè)置參數(shù)與監(jiān)測結(jié)果的安全閾值也不同，一旦超過設(shè)定的安全閾值，就能及時(shí)提出警告，便于及時(shí)管理和優(yōu)化：節(jié)點(diǎn)管理子模塊用于記錄節(jié)點(diǎn)位置信息，為農(nóng)機(jī)管理提供支撐：數(shù)據(jù)管理子模塊就是提供農(nóng)機(jī)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，便于及時(shí)掌握運(yùn)行情況，為科學(xué)利用農(nóng)機(jī)提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)能結(jié)合傳感器回傳的數(shù)據(jù)，掌握農(nóng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，檢測農(nóng)機(jī)內(nèi)部主要設(shè)備的重點(diǎn)參數(shù)數(shù)據(jù)，借助曲線圖對比設(shè)備使用情況，做好參數(shù)調(diào)整，確保農(nóng)機(jī)參數(shù)始終處于最佳范圍。

3.2農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

基于B/S模式的用戶與系統(tǒng)的交互核心就在于利用系統(tǒng)前提實(shí)現(xiàn)通信和信息交互，利用直觀的界面設(shè)計(jì)，便于用戶精準(zhǔn)快速地進(jìn)行查詢、輸入、操控信息等操作，所有功能操作均能直觀查看，便捷獲取所需信息，使農(nóng)機(jī)工作效率得以提升。因此，結(jié)合系統(tǒng)功能需求，在利用Ajax與iQuery技術(shù)、JSON技術(shù)、WebService技術(shù)、Spring MVC搭建農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)時(shí)，應(yīng)圍繞以下功能加強(qiáng)對其的設(shè)計(jì)。

（1）登錄界面，就是用戶在輸入注冊的賬號和密碼后登錄后提交表單，查詢數(shù)據(jù)庫，若用戶名與密碼均正確，直接跳轉(zhuǎn)到成功登錄的頁面，若密碼不正確，則需要返回登錄頁重新登錄。

（2）主界面，當(dāng)用戶登錄系統(tǒng)成功后，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)主界面，主界面的首頁中呈現(xiàn)車輛監(jiān)控、作業(yè)日歷、重復(fù)地塊、作業(yè)報(bào)表、計(jì)劃任務(wù)、數(shù)據(jù)核對返回主頁等功能。

（3）車輛監(jiān)控，用戶在主界面可以對車輛所處的狀態(tài)點(diǎn)擊“車輛監(jiān)控”菜單后，能及時(shí)查詢報(bào)警信息，能呈現(xiàn)車主、地址、手機(jī)、時(shí)間、速度、今日作業(yè)面積、作業(yè)位置、參數(shù)、精度、緯度等信息，從而對車輛進(jìn)行監(jiān)控。查詢報(bào)警信息時(shí)，可以從農(nóng)機(jī)分組、農(nóng)機(jī)車牌號碼、農(nóng)機(jī)手姓名、報(bào)警開始時(shí)間、報(bào)警開始位置、報(bào)警結(jié)束位置、報(bào)警類型、報(bào)警狀態(tài)、操作等方面進(jìn)行搜索，在操作模塊可以查看和處理。

（4）作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)，即進(jìn)入主界面時(shí)選擇“作業(yè)報(bào)表”模塊，點(diǎn)擊下拉框后進(jìn)入查看相關(guān)信息，在農(nóng)機(jī)作業(yè)日報(bào)表中，會(huì)呈現(xiàn)機(jī)主姓名、報(bào)表產(chǎn)生時(shí)間、車牌號碼、農(nóng)機(jī)型號、農(nóng)機(jī)具型號、車主電話、位置信息、今日作業(yè)面積、達(dá)標(biāo)面積、總作業(yè)面積、作業(yè)地塊等作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)，還能生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度示意圖，包括任務(wù)面積、已完成、未完成、審核通過、審核未通過等作業(yè)進(jìn)度示意圖。

（5）農(nóng)機(jī)軌跡界面，借助移動(dòng)智能終端將農(nóng)機(jī)任務(wù)軌跡點(diǎn)數(shù)據(jù)信息上傳后，以日期作為區(qū)分點(diǎn)，在農(nóng)機(jī)軌跡界面查詢軌跡信息。

（6）在農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)界面，主要是利用標(biāo)準(zhǔn)化通信接口對終端所發(fā)送的各種數(shù)據(jù)信號接收后進(jìn)行高速解析，采取數(shù)據(jù)列表的方式在系統(tǒng)呈現(xiàn)出來，利用農(nóng)機(jī)移動(dòng)智能終端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，按照5s／次的頻率向數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心能及時(shí)掌握農(nóng)機(jī)作業(yè)調(diào)度和監(jiān)控管理新數(shù)據(jù)。移動(dòng)智能終端上傳的農(nóng)機(jī)作業(yè)軌跡數(shù)據(jù)有農(nóng)機(jī)工作時(shí)間、經(jīng)緯度、星源數(shù)量、速度、精確度、行進(jìn)方向、定位狀態(tài)、狀態(tài)信息等方面的數(shù)據(jù)。移動(dòng)智能終端還能為電子地圖對農(nóng)機(jī)駕駛路線、運(yùn)行狀態(tài)等方面的數(shù)據(jù)提供支撐，使作業(yè)調(diào)度與監(jiān)控管理數(shù)據(jù)更加實(shí)時(shí)、可靠、安全。此外，還能根據(jù)農(nóng)機(jī)所在的地市和合作社進(jìn)行搜索與統(tǒng)計(jì)，也能根據(jù)設(shè)備類型與編碼進(jìn)行搜索與查找。

（7）在農(nóng)機(jī)展示界面，主要是在主界面點(diǎn)擊農(nóng)機(jī)設(shè)備展示后，直觀看到農(nóng)機(jī)設(shè)備的信息，選擇最佳農(nóng)機(jī)設(shè)備。

（8）在數(shù)據(jù)管理界面，為了嚴(yán)謹(jǐn)、合理、可靠把控?cái)?shù)據(jù)，在本監(jiān)控平臺(tái)中，可以對農(nóng)機(jī)設(shè)備有影響的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和存儲(chǔ)與解析，便于使用者及時(shí)精準(zhǔn)掌握農(nóng)機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)。

為滿足上述功能，需要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)庫表，尤其是監(jiān)測平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)十分重要。其中，用戶信息表包含序號和用戶名以及密碼等字段，各自的字段名稱、數(shù)據(jù)類型要與字段描述相符：而農(nóng)機(jī)設(shè)備類別表則需要包含農(nóng)機(jī)的名稱、類別、性能、面積與狀態(tài)等字段，且各自的字段名稱、數(shù)據(jù)類型要與字段描述相符：農(nóng)機(jī)作業(yè)統(tǒng)計(jì)表需要包含的字段有農(nóng)戶的序號、面積、位置、完成狀態(tài)、坐標(biāo)點(diǎn)集合等，各自的字段名稱、數(shù)據(jù)類型要與字段描述相符；監(jiān)測記錄表包含的字段主要有農(nóng)機(jī)的序號編碼、監(jiān)測數(shù)據(jù)上線下、變量名稱、真實(shí)值上下線，各自的字段名稱、數(shù)據(jù)類型要與字段描述相符[5]。

4結(jié)束語

在農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺(tái)建設(shè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)是加強(qiáng)農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，為了提升計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，本文僅選取幾種常見的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為例，在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)化計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以達(dá)到提升農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)水平的目的。