湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺的設(shè)計(jì)與構(gòu)建

周超 金龍新 于超 麻劍鈞

摘 要：聚焦于湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，闡述分析湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺的建設(shè)構(gòu)想、架構(gòu)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)。就建設(shè)構(gòu)想而言，湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺以信息技術(shù)全面助力農(nóng)業(yè)科技服務(wù)發(fā)展為目標(biāo)，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、流媒體、即時(shí)通訊等現(xiàn)代信息技術(shù)，采用人機(jī)混合方式構(gòu)建線上線下相結(jié)合的農(nóng)業(yè)科技服務(wù)模式。就架構(gòu)設(shè)計(jì)而言，湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺包含基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、支撐層、應(yīng)用層和用戶層，采用扁平化設(shè)計(jì)，以服務(wù)站點(diǎn)為基本載體面向用戶開展服務(wù)。就功能實(shí)現(xiàn)而言，湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺構(gòu)建了視頻服務(wù)支撐系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐系統(tǒng)、可視化農(nóng)業(yè)支撐系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程支撐系統(tǒng)、知識服務(wù)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)資源供需發(fā)布管理系統(tǒng)、農(nóng)事托管服務(wù)系統(tǒng)和站群信息管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)平臺各種功能。湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺通過創(chuàng)新農(nóng)業(yè)科技服務(wù)方式提高農(nóng)業(yè)科技服務(wù)效能，對湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)科技服務(wù)；服務(wù)平臺；信息技術(shù)；人機(jī)混合；扁平化設(shè)計(jì)；湖南

中圖分類號：F323.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2023）10-0079-04

The Design and Construction of Hunan Agricultural Science and Technology Service Platform

ZHOU Chao1， JIN Long-xin1， YU Chao1， MA Jian-jun2

（1. Hunan Institute of Agricultural Information and Engineering， Changsha 410125， PRC; 2. Agricultural and Rural Information Center of Hunan Province， Changsha 410005， PRC）

Abstract：This paper， focusing on the design and construction of Hunan Agricultural Science and Technology Service Platform， elaborates and analyzes its construction conception， architecture design and function realization. In terms of construction conception， the platform， aiming at comprehensively promoting the development of agricultural science and technology services， makes full use of modern information technologies， such as the internet of things， artificial intelligence， streaming media and instant messaging to construct an online-offline combined service model of agricultural science and technology in a man-machine hybrid way. In terms of architecture design， the platform includes the infrastructure layer， data layer， support layer， application layer and user layer， adopting the flat design with service sites as basic carriers to provide services for users. In terms of function realization， the platform builds the video service support system， agricultural internet of things application support system， visual agriculture support system， standardized production process support system， knowledge service system， agricultural resource supply and demand release management system， agricultural commission service system， and station and group information management system to achieve various functions. Hunan Agricultural Science and Technology Service Platform improves the efficacy of agricultural science and technology services by innovating service ways， and plays a positive role in promoting the development of agricultural science and technology services in Hunan.

Key words：agricultural science and technology service; service platform; information technology; man-machine hybrid; flat design; Hunan

收稿日期：2023–08–14

基金項(xiàng)目：湖南省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新資金項(xiàng)目（2022CX91）

作者簡介：周 超（1984—），男，湖南長沙市人，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究、應(yīng)用與推廣工作。

通信作者：麻劍鈞

近年來，農(nóng)業(yè)科技對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的支撐作用顯著增強(qiáng)。農(nóng)業(yè)科技推廣是農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與應(yīng)用鏈條中的重要環(huán)節(jié)，但在農(nóng)業(yè)科技推廣組織多元化、需求多樣化和環(huán)境復(fù)雜化的背景下，農(nóng)業(yè)科技推廣體系存在服務(wù)效能不佳等問題，亟待重構(gòu)優(yōu)化[1]。特別是隨著我國農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)依靠農(nóng)業(yè)科技推廣人員的單一推廣模式已經(jīng)逐漸難以滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，也與如今農(nóng)民群眾接受農(nóng)業(yè)新技術(shù)的習(xí)慣不相適應(yīng)[2-3]。而農(nóng)業(yè)科技推廣信息化是推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化進(jìn)程、創(chuàng)新農(nóng)業(yè)科技推廣方式方法、提高農(nóng)業(yè)科技服務(wù)質(zhì)量和農(nóng)民整體素質(zhì)、加快農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用以及促進(jìn)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和農(nóng)民增收致富的重要動力[4-5]。為此，筆者所在團(tuán)隊(duì)充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、流媒體、即時(shí)通訊等現(xiàn)代信息技術(shù)搭建了湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺，以提升全省的農(nóng)業(yè)科技綜合服務(wù)能力，在一定程度上解決目前湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)存在的有限的農(nóng)業(yè)專家資源難以滿足廣大基層農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者不斷增長的農(nóng)業(yè)科技服務(wù)需求的問題。本文從建設(shè)構(gòu)想、架構(gòu)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)方面對湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺進(jìn)行了闡述和分析。

1 湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺的建設(shè)構(gòu)想

湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺以信息技術(shù)全面助力農(nóng)業(yè)科技服務(wù)發(fā)展為目標(biāo)，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、流媒體技術(shù)、即時(shí)通訊技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，采用人機(jī)混合方式構(gòu)建線上線下相結(jié)合的農(nóng)業(yè)科技服務(wù)模式。該服務(wù)模式根據(jù)請求發(fā)起方的類別分為基于用戶請求和基于生產(chǎn)過程需求2類。該平臺的基本業(yè)務(wù)包括即時(shí)服務(wù)、QA問答、農(nóng)業(yè)托管服務(wù)、線上課堂、田間農(nóng)技直播、在線閱覽以及服務(wù)過程管理等。

2 湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

2.1 平臺架構(gòu)

湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺的總體架構(gòu)包含基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、支撐層、應(yīng)用層和用戶層5個(gè)部分（圖1），整個(gè)平臺采用扁平化的設(shè)計(jì)，以服務(wù)站點(diǎn)為基本服務(wù)載體面向用戶開展服務(wù)。基礎(chǔ)設(shè)施層是平臺運(yùn)行的軟硬件基礎(chǔ)，為平臺運(yùn)行提供支撐，由終端設(shè)備、云服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、安全系統(tǒng)及存儲設(shè)備組成。數(shù)據(jù)層是平臺應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐，是由農(nóng)業(yè)知識庫、專家信息庫、站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫、服務(wù)數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)物聯(lián)信息庫和視頻信息庫等各類數(shù)據(jù)資源庫組成的數(shù)據(jù)資源中心。支撐層以標(biāo)準(zhǔn)化接口方式支撐應(yīng)用層各類業(yè)務(wù)請求，由視頻服務(wù)支撐系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐系統(tǒng)、可視化農(nóng)業(yè)支撐系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程支撐系統(tǒng)組成。應(yīng)用層通過應(yīng)用程序向用戶提供各類業(yè)務(wù)需求響應(yīng)，由知識服務(wù)、農(nóng)業(yè)資源供需發(fā)布管理、農(nóng)事托管服務(wù)、站群信息管理等應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成，用戶依托服務(wù)站點(diǎn)發(fā)起服務(wù)請求，服務(wù)站點(diǎn)通過調(diào)用應(yīng)用系統(tǒng)響應(yīng)用戶請求。用戶層的用戶可根據(jù)平臺站點(diǎn)的類型分為農(nóng)業(yè)主管部門、生產(chǎn)經(jīng)營主體和專技服務(wù)人員3類，農(nóng)業(yè)主管部門涉及政府涉農(nóng)管理部門、專業(yè)協(xié)會等，生產(chǎn)經(jīng)營主體涵蓋個(gè)體生產(chǎn)者、農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物資生產(chǎn)商、農(nóng)資經(jīng)銷商、農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)銷商等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)銷售主體，專技服務(wù)人員包括各級農(nóng)業(yè)專家以及其他各類專業(yè)技術(shù)服務(wù)人員，用戶可以根據(jù)自身實(shí)際情況動態(tài)創(chuàng)建對應(yīng)類型的服務(wù)站點(diǎn)并申請應(yīng)用授權(quán)。

2.2 平臺功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺構(gòu)建了視頻服務(wù)支撐系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐系統(tǒng)、可視化農(nóng)業(yè)支撐系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程支撐系統(tǒng)、知識服務(wù)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)資源供需發(fā)布管理系統(tǒng)、農(nóng)事托管服務(wù)系統(tǒng)和站群信息管理系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方式如下。

2.2.1 視頻服務(wù)支撐系統(tǒng) 視頻服務(wù)是平臺的核心功能之一，平臺運(yùn)用即時(shí)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶間的音視頻通訊。一是一對一音視頻：通過客戶端建立用戶和專家間一對一音視頻通訊，該服務(wù)支持即時(shí)和預(yù)約通話2種模式，服務(wù)流程如圖2所示。二是多人音視頻：由用戶發(fā)起請求邀請其他參與人啟動多人音視頻服務(wù)，用戶向平臺發(fā)起服務(wù)請求，平臺通知其他參與人加入，參與人通過客戶端加入音視頻通道，該音視頻服務(wù)支持即時(shí)和預(yù)約2種模式，單次并行接入數(shù)為20人以內(nèi)，服務(wù)流程如圖3所示。三是視頻直播：直播發(fā)起者通過客戶端向平臺申請直播服務(wù)，平臺審核后動態(tài)建立直播間并授權(quán)使用，其他人員可通過移動客戶端進(jìn)入直播間觀看相關(guān)內(nèi)容，單個(gè)直播間的并發(fā)用戶數(shù)為200人以內(nèi)，該功能適用于中小型科技培訓(xùn)業(yè)務(wù)。四是視頻錄制與回放：平臺對一對一音視頻、多人音視頻、視頻直播服務(wù)過程進(jìn)行云端錄制和存儲，服務(wù)過程完成后用戶可對該次音視頻服務(wù)進(jìn)行點(diǎn)播回放。

2.2.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐系統(tǒng) 平臺集成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提供標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集接口和可視化接口，服務(wù)站點(diǎn)站內(nèi)人員可通過服務(wù)站點(diǎn)向平臺提出設(shè)備接入請求，經(jīng)審核并授權(quán)后將設(shè)備接入到平臺，該系統(tǒng)還具有物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、分析和展示功能（圖4）。

2.2.3 可視化農(nóng)業(yè)支撐系統(tǒng) 平臺提供可視化接口用于建立一個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)信息的集成環(huán)境，使分散、異構(gòu)的視頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求和信息資源得以聚合。平臺通過統(tǒng)一的視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)訪問接口，實(shí)現(xiàn)來自不同廠家的各種攝像頭的無縫接入和應(yīng)用集成，提供支持視頻可視化網(wǎng)絡(luò)信息訪問、傳輸以及協(xié)同操作的集成化環(huán)境。

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程支撐系統(tǒng) 平臺可使農(nóng)業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)專家進(jìn)行合作，結(jié)合平臺各個(gè)站點(diǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、根據(jù)不同的生產(chǎn)模式和地域特點(diǎn)建立不同版本的數(shù)字化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)模型，動態(tài)創(chuàng)建新的種植、養(yǎng)殖品種品類，并對各個(gè)站點(diǎn)下發(fā)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。一方面是根據(jù)模型創(chuàng)建并管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地等，為農(nóng)業(yè)企業(yè)、生產(chǎn)基地、生產(chǎn)區(qū)域等提供建園設(shè)置功能，幫助制訂生產(chǎn)計(jì)劃、下發(fā)生產(chǎn)指令、進(jìn)行遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督。另一方面是結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理前端App系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地提供現(xiàn)場執(zhí)行情況反饋功能，記錄農(nóng)事作業(yè)過程，幫助農(nóng)民及時(shí)反饋問題，幫助農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)業(yè)專家及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

2.2.5 知識服務(wù)系統(tǒng) 平臺為站內(nèi)成員提供農(nóng)業(yè)知識服務(wù)，站內(nèi)用戶以文字、圖片、語音、視頻等形式發(fā)起知識服務(wù)請求，平臺以人機(jī)協(xié)同方式提供應(yīng)答。平臺的AI會對請求內(nèi)容進(jìn)行識別和分類，通過搜索知識資源庫和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)提出解決方案，此外，還會針對服務(wù)需求智能匹配相關(guān)候選專家進(jìn)行同步響應(yīng)，將服務(wù)請求消息推送給候選專家。平臺優(yōu)先將服務(wù)請求推送給站內(nèi)相關(guān)專家來響應(yīng)并處理，站內(nèi)專家沒有響應(yīng)時(shí)平臺會自動匹配其他站點(diǎn)相關(guān)專家進(jìn)行響應(yīng)。當(dāng)有專家進(jìn)行服務(wù)響應(yīng)時(shí)，平臺自動形成提問會話，并對會話進(jìn)行記錄，此時(shí)，平臺對當(dāng)前任務(wù)進(jìn)行鎖定，不再受理其他專家的服務(wù)響應(yīng)；會話結(jié)束后，系統(tǒng)自動要求用戶和相關(guān)專家對此次會話進(jìn)行會話完結(jié)確認(rèn)操作，并存儲此次會話過程。

2.2.6 農(nóng)事托管服務(wù)系統(tǒng) 各服務(wù)站點(diǎn)內(nèi)人員可根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)平臺發(fā)布農(nóng)事托管請求，農(nóng)事托管請求優(yōu)先由站內(nèi)人員響應(yīng)，當(dāng)站內(nèi)無人響應(yīng)時(shí)，平臺將請求向外發(fā)布，尋求平臺其他人員響應(yīng)。農(nóng)事托管服務(wù)有全程托管（聯(lián)機(jī)方式）和部分托管（脫機(jī)方式）2種類型，通過標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程支撐系統(tǒng)制定農(nóng)事標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)技術(shù)流程指導(dǎo)用戶進(jìn)行農(nóng)事操作。其中，全程托管服務(wù)需要用戶基地配套安裝物聯(lián)網(wǎng)自動監(jiān)控設(shè)備和視頻監(jiān)測設(shè)備以自動獲取作物生長信息，部分托管服務(wù)要求用戶配備工具箱做好作物生長信息采集工作并手動上報(bào)相關(guān)數(shù)據(jù)，以輔助專家下達(dá)個(gè)性化農(nóng)事任務(wù)。

2.2.7 農(nóng)業(yè)資源供需發(fā)布管理系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)資源供需發(fā)布管理系統(tǒng)可促使農(nóng)業(yè)資源供應(yīng)方和需求方實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源有效對接和利用。經(jīng)平臺認(rèn)證的農(nóng)業(yè)資源供應(yīng)方發(fā)布資源信息詳情，資源需求方發(fā)起需求響應(yīng)。該服務(wù)以平臺為中介實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源對接，這些農(nóng)業(yè)資源涉及農(nóng)資、農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)服務(wù)、農(nóng)產(chǎn)品等。

2.2.8 站群信息管理系統(tǒng) 服務(wù)站點(diǎn)是平臺開展服務(wù)的載體，考慮到用戶習(xí)慣和實(shí)際應(yīng)用效果，平臺通過構(gòu)建農(nóng)業(yè)“微網(wǎng)格”服務(wù)模式對服務(wù)站點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。服務(wù)站點(diǎn)采用類似微信群的形式對外展現(xiàn)，用戶向平臺動態(tài)申請創(chuàng)建服務(wù)站點(diǎn)，站內(nèi)用戶通過服務(wù)指令獲取服務(wù)資源。

3 結(jié) 語

湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)平臺立足湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)現(xiàn)實(shí)需求，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展人機(jī)混合服務(wù)模式下的農(nóng)業(yè)科技服務(wù)方式研究與應(yīng)用，通過創(chuàng)新農(nóng)業(yè)科技服務(wù)方式提高農(nóng)業(yè)科技服務(wù)效能，深化拓展農(nóng)業(yè)科技服務(wù)領(lǐng)域，促使湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)從傳統(tǒng)的線下指導(dǎo)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)高效的線上線下相結(jié)合的指導(dǎo)模式，從單一專家服務(wù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎囝I(lǐng)域?qū)＜摇皶\”模式，從專家主導(dǎo)型服務(wù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)融合服務(wù)模式，對湖南農(nóng)業(yè)科技服務(wù)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

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（責(zé)任編輯：袁萍萍）