基于-~~SAAS的智慧農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)方案

1、 云端農(nóng)業(yè)SAAS系統(tǒng)初步建設(shè)方案2016年9月目錄一、 概述3二、 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)32.2 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)52.3 SAAS平臺(tái)架構(gòu)72.4 SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)8三、 平臺(tái)特點(diǎn)103.1 數(shù)據(jù)報(bào)表可視化103.2 應(yīng)用成果專題化103.3 企業(yè)要求空間化113.4 信用評(píng)估模型化113.5 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)12四、 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)124.1 基礎(chǔ)管理124.2 監(jiān)控中心134.3 價(jià)格監(jiān)控144.4 數(shù)據(jù)采集154.5 土地流轉(zhuǎn)管理154.6 供應(yīng)商管理154.7 報(bào)表功能151、 概述“云端農(nóng)業(yè)SAAS系統(tǒng)”立足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，融入國際領(lǐng)先的“物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算”技術(shù)，借助個(gè)人電腦、

2、智能手機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)氣象、土壤、水源環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)大棚、溫室的灌溉、通風(fēng)、降溫、增溫等農(nóng)業(yè)設(shè)施實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。結(jié)合視頻直播、智能預(yù)警等強(qiáng)大功能，系統(tǒng)可幫助廣大農(nóng)業(yè)工作者隨時(shí)隨地掌握農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況及環(huán)境變化趨勢(shì)，為用戶提供一套高效便捷、功能強(qiáng)大的農(nóng)業(yè)監(jiān)控解決方案。2、 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)是基于高前瞻性、高穩(wěn)定性、高性能、數(shù)據(jù)整合共享、高技術(shù)應(yīng)用為核心的綜合集成架構(gòu)。總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用從以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合集成：1. 應(yīng)用集群、分布式部署將平臺(tái)作為整個(gè)系統(tǒng)入口，采用服務(wù)集群的方式進(jìn)行部署，一是解決用戶并發(fā)量，二是將信息平臺(tái)基礎(chǔ)核心功能進(jìn)行性能分發(fā)，以保證其

3、運(yùn)行正常，而且在信息中心平臺(tái)還涉及到可以將部分應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成整合開發(fā)，從而進(jìn)行統(tǒng)一部署，所以，信息中心平臺(tái)應(yīng)該將其分為核心功能服務(wù)集群和業(yè)務(wù)應(yīng)用集群兩部分。2. SAAS服務(wù)架構(gòu)在平臺(tái)建設(shè)中，建設(shè)方式是以云的模式進(jìn)行建設(shè)，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多租戶的應(yīng)用，每個(gè)用戶/企業(yè)都應(yīng)該有自己獨(dú)立的區(qū)域，有自己特有的數(shù)據(jù)，而且每個(gè)用戶或企業(yè)的數(shù)據(jù)做到完全隔離。那么，從軟件設(shè)計(jì)的角度來說，此種模式即為軟件即服務(wù)（SAAS）的應(yīng)用。3. 基于SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）的應(yīng)用SOA是一種面向服務(wù)的架構(gòu)體系，也是實(shí)現(xiàn)SAAS的核心技術(shù)；在此基礎(chǔ)上能夠快速響應(yīng)其他業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能集成和數(shù)據(jù)調(diào)用，將平臺(tái)核心功能以

4、接口的方式進(jìn)行開放，在面向服務(wù)的技術(shù)應(yīng)用同時(shí)，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)ESB（企業(yè)服務(wù)總線）來支撐SOA的架構(gòu)應(yīng)用，建設(shè)成為平臺(tái)的服務(wù)總線。采用SOA面向服務(wù)的架構(gòu)能夠解決與于第三方的集成也能夠保證平臺(tái)化建設(shè)的要求。4. 基于J2EE的技術(shù)架構(gòu)應(yīng)用J2EE的企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)架構(gòu)是目前較為流行且穩(wěn)定的技術(shù)架構(gòu)，在企業(yè)級(jí)的應(yīng)用中一直處于前列，因此此次基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)將采用J2EE架構(gòu)模式，為實(shí)現(xiàn)其平臺(tái)的建設(shè)要求，在技術(shù)架構(gòu)上將會(huì)采用多種技術(shù)合成的架構(gòu)方式來實(shí)現(xiàn)。5. 基于Activiti的BPM應(yīng)用平臺(tái)在更大程度上應(yīng)該建立統(tǒng)一的BPM業(yè)務(wù)流程平臺(tái)，而Activiti是目前Java開源中的使用最多的流程引擎，它不僅可以實(shí)

5、現(xiàn)工作流，而且能夠支持業(yè)務(wù)流程；因此在平臺(tái)流程引擎將選用Activiti作為BPM業(yè)務(wù)流程引擎，將直接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)流程整合（即能實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成，那么基于單個(gè)系統(tǒng)的流程則更易）?？倶?gòu)架系圖：2.2 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)² 系統(tǒng)采用業(yè)界主流的SOA架構(gòu)系統(tǒng)框架，統(tǒng)一ESB服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)私有云，支持多公司不同軟件部署和共享。² 門戶支持，能夠更好的進(jìn)行各種信息展現(xiàn)整合，提供個(gè)性化的展現(xiàn)形式² 強(qiáng)化系統(tǒng)接口和數(shù)據(jù)庫的處理支持系統(tǒng)集成能力、數(shù)據(jù)整合能力平臺(tái)系統(tǒng)用戶體驗(yàn)層完全采用B/S架構(gòu)體系，提供對(duì)AJAX、HTML/XHTML、flex、以及WML等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的

6、支持，從而使用戶不但可以通過桌面終端，還可以通過其它方式訪問平臺(tái)系統(tǒng)提供的服務(wù)，大大增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的使用程度。同時(shí)，這樣的架構(gòu)體系讓平臺(tái)系統(tǒng)可以與第三方的現(xiàn)有的門戶很好的集成在一起。流程層可以更加貼近業(yè)務(wù)，迅速跟進(jìn)業(yè)務(wù)變化。流程引擎將人工工作流和系統(tǒng)自動(dòng)化流程融合在一起，利用單一引擎對(duì)兩者加以執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的端到端流程。一體化的設(shè)計(jì)環(huán)境也使得用戶不必將業(yè)務(wù)分析人員或咨詢方梳理出來的完整業(yè)務(wù)流程拆散成人工工作流和系統(tǒng)自動(dòng)流程，然后再利用不同的引擎對(duì)二者分別執(zhí)行。這樣一來，端到端的流程從設(shè)計(jì)，到執(zhí)行，到監(jiān)控，再到優(yōu)化，都是統(tǒng)一的，不會(huì)存在于業(yè)務(wù)人員和IT人員不同的設(shè)計(jì)工具中，不會(huì)帶來流程模型

7、同步的問題，真正做到對(duì)業(yè)務(wù)流程準(zhǔn)確和統(tǒng)一的管理。流程引擎支持XPDL、BPEL以及其他模型的導(dǎo)入和導(dǎo)出。規(guī)則引擎將平臺(tái)內(nèi)的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行模型化的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、和管理，同時(shí)又與流程引擎和系統(tǒng)集成平臺(tái)緊密結(jié)合，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)要求，就可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)流程和觸發(fā)后端系統(tǒng)功能等操作。業(yè)務(wù)流程監(jiān)控基于完整的端到端流程，因此可以準(zhǔn)確定位問題和瓶頸所在，為業(yè)務(wù)分析人員提供準(zhǔn)確的資料對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析和優(yōu)化。如果將人工工作流與系統(tǒng)自動(dòng)化流程分開處理和監(jiān)控，就很難定位問題的根源，無法確定是最初的業(yè)務(wù)模型問題，還是在對(duì)流程進(jìn)行IT實(shí)現(xiàn)時(shí)的拆散過程有問題。而且，將分開監(jiān)控的數(shù)據(jù)提供給業(yè)務(wù)分析人員，對(duì)其分析也會(huì)造成一定的不便

8、，因?yàn)椴鹕⒑蟮牧鞒桃呀?jīng)與最初業(yè)務(wù)人員設(shè)計(jì)的端到端流程不一致了，因此很難在原有模型上定位問題，從而無法對(duì)原有業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。在流程層內(nèi)，提供對(duì)公司關(guān)鍵業(yè)務(wù)定義指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行圖形化的監(jiān)控，使得用戶可以準(zhǔn)確掌握公司的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)情況。而且，平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程監(jiān)控和審計(jì)等也與規(guī)則引擎和流程引擎緊密相連。當(dāng)偵測(cè)到定義的業(yè)務(wù)事件后，就可以進(jìn)行觸發(fā)業(yè)務(wù)流程和發(fā)送消息等動(dòng)作。對(duì)于經(jīng)過優(yōu)化的業(yè)務(wù)流程，平臺(tái)提供審計(jì)的功能，使用戶對(duì)業(yè)務(wù)的發(fā)展歷程有個(gè)清晰的檔案管理，供以后分析所用，因而幫助公司達(dá)到相關(guān)質(zhì)量體系和內(nèi)控法規(guī)的要求。在應(yīng)用集成層內(nèi)，平臺(tái)采用SOA架構(gòu)與技術(shù)，可以方便地與第三方必須的IT架構(gòu)融合為一體，而且性能上達(dá)

9、到線性伸縮能力，同時(shí)在這一層內(nèi)還提供豐富的用戶認(rèn)證和信息安全機(jī)制（支持SAML、WS-Security、X.509等安全協(xié)議，以及服務(wù)級(jí)和數(shù)據(jù)級(jí)的ACL）、負(fù)載均衡機(jī)制、以及高可用性保障。平臺(tái)采用無狀態(tài)信息連接與含狀態(tài)信息XML對(duì)象的技術(shù)，消除傳統(tǒng)分布式體系架構(gòu)中必須維護(hù)系統(tǒng)間連接狀態(tài)的開銷，因此在服務(wù)器數(shù)量增加的時(shí)候，整體性能不會(huì)出現(xiàn)衰減，恰恰相反，整體性能會(huì)呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。平臺(tái)系統(tǒng)利用不同種類的連接器與后端系統(tǒng)進(jìn)行集成，再利用不同的通信協(xié)議與后端系統(tǒng)進(jìn)行通訊。目前主要支持的協(xié)議包括Socket、JMS、MSMQ、SSL（Secure Socket Layer）等。業(yè)務(wù)邏輯層用于向集成層

10、提供公司資源，將公司內(nèi)不同系統(tǒng)的功能開放出來，形成Web服務(wù)。如果現(xiàn)有功能無法滿足業(yè)務(wù)需求，平臺(tái)就需要提供基于普通Java語言的應(yīng)用服務(wù)器WS-AppServer，讓用戶自由擴(kuò)展現(xiàn)有系統(tǒng)功能，并自動(dòng)完成與Web服務(wù)調(diào)用等相關(guān)的代碼邏輯。平臺(tái)需支持構(gòu)建于現(xiàn)有主流技術(shù)體系的應(yīng)用系統(tǒng)功能開放成Web服務(wù)，這些技術(shù)包括J2EE、.Net等。通過對(duì)ODBC和JDBC等技術(shù)的支持，平臺(tái)系統(tǒng)還可以訪問到個(gè)人的數(shù)據(jù)層，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作。2.3 SAAS平臺(tái)架構(gòu)SaaS是Software-as-a-Service(軟件即服務(wù))的簡(jiǎn)稱，本云端農(nóng)業(yè)系統(tǒng)都將按照SaaS的架構(gòu)模式進(jìn)行開發(fā)，從而解決多用戶統(tǒng)一應(yīng)用，

11、統(tǒng)一軟件管理和維護(hù)。對(duì)于SaaS應(yīng)用的可伸縮，最理想的情況：隨著用戶數(shù)的增大，系統(tǒng)架構(gòu)無需調(diào)整，而僅需要增加/增強(qiáng)相應(yīng)的硬件設(shè)備（應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器）即可。SaaS服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，從技術(shù)角度來說，主要是在部署、存儲(chǔ)和開發(fā)架構(gòu)上需要統(tǒng)一確定，在開發(fā)上應(yīng)該完全基于SOA架構(gòu)模式進(jìn)行，而在存儲(chǔ)則需要對(duì)每個(gè)應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的獨(dú)立架構(gòu)設(shè)計(jì)（信息中心平臺(tái)作為核心主數(shù)據(jù)中心無需獨(dú)立設(shè)計(jì)），在運(yùn)行部署上則需要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的集群和分布式應(yīng)用。SaaS服務(wù)平臺(tái)是一個(gè)多元化、多技術(shù)集成的服務(wù)平臺(tái)，除上述的應(yīng)用設(shè)計(jì)外，其中還包括PaaS（Platform-as-a-Service）是平臺(tái)即服務(wù)的簡(jiǎn)稱，IaaS（Infra

12、structure-as-a-Service）是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的簡(jiǎn)稱，其中PaaS平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)則是此次信息中心平臺(tái)所建設(shè)的基礎(chǔ)核心功能；IaaS服務(wù)則是以機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、硬件服務(wù)器等組合形成的系統(tǒng)集群和分布式的應(yīng)用。下圖是對(duì)SaaS應(yīng)用從云計(jì)算的方式來進(jìn)行構(gòu)建的邏輯架構(gòu)圖：2.4 SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以

13、使用一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。在本平臺(tái)方案中將完全使用SOA架構(gòu)，它可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。因?yàn)榉?wù)層是SOA的基礎(chǔ)，可以直接被應(yīng)用調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。SOA技術(shù)是一種粗粒度、松耦合服務(wù)架構(gòu)，服務(wù)之間通過簡(jiǎn)單、精確定義接口進(jìn)行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。SOA可以看作是B/S模型、XML/Web Service技術(shù)之后的自然延伸。它將能夠幫助軟件工程師們站在一個(gè)新的高度理解企業(yè)級(jí)架構(gòu)中的各種組件的開發(fā)、部署形式，它將幫助企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)者以更迅速、更可靠、更具重用性架構(gòu)整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。較之以往，以SOA架構(gòu)

14、的系統(tǒng)能夠更加從容地面對(duì)業(yè)務(wù)的急劇變化。Ø SOA核心架構(gòu)SODAService-Oriented Device Architecture (SODA),即“面向服務(wù)的設(shè)備架構(gòu)”， 通過引入基于服務(wù)（SOA）的編程模型，以規(guī)X和簡(jiǎn)化智能設(shè)備（Devices）與企業(yè)應(yīng)用的集成。SODA致力于充分利用嵌入式系統(tǒng)和IT領(lǐng)域已有的標(biāo)準(zhǔn)，為智能設(shè)備與SOA技術(shù)的融合提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。具體來說，SODA提供標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：1. Integrate once, deploy everywhere, 使用戶專注于整體應(yīng)用方案而不是陷于設(shè)備連接工作；2. 在應(yīng)用和眾多協(xié)議之間建立一個(gè)通用接口，

15、形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)；3. 作為一個(gè)中間件平臺(tái)，為眾多行業(yè)應(yīng)用提供應(yīng)用支持。Ø SODA系統(tǒng)的架構(gòu)圖如下：在這個(gè)架構(gòu)中，集成接口定義是關(guān)鍵，也就是所謂的API和描述語言的定義。 由于對(duì)實(shí)時(shí)性以及footprint大小要求較高，一般用REST而不是用SOAP來定義和實(shí)現(xiàn)Web Services接口。Ø SOA體系結(jié)構(gòu)作用對(duì) SOA 的需要來源于需要使業(yè)務(wù) IT 系統(tǒng)變得更加靈活，以適應(yīng)業(yè)務(wù)中的改變。通過允許強(qiáng)定義的關(guān)系和依然靈活的特定實(shí)現(xiàn)，IT 系統(tǒng)既可以利用現(xiàn)有系統(tǒng)的功能，又可以準(zhǔn)備在以后做一些改變來滿足它們之間交互的需要。3、 平臺(tái)特點(diǎn)3.1 數(shù)據(jù)報(bào)表可視化趨勢(shì)圖、柱形圖

16、、氣泡圖、地圖組成任意混搭的分析模式：3.2 應(yīng)用成果專題化先進(jìn)的可視化展現(xiàn)技術(shù)，隨心所欲生成可讀性專題報(bào)告3.3 企業(yè)要求空間化梯度、密度、區(qū)域統(tǒng)計(jì)多種空間分析方法，全面展示特定群體空間集聚特征。3.4 信用評(píng)估模型化專業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，個(gè)性化的信用報(bào)告。3.5 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)1.多功能合一云端監(jiān)控在同一個(gè)系統(tǒng)中，用戶可同時(shí)在云端監(jiān)控所有種植園區(qū)的種植環(huán)境、作物情況及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，無需購買數(shù)據(jù)中心設(shè)備，不僅節(jié)約了大量的系統(tǒng)設(shè)備購買成本，同時(shí)大大降低了日后的維護(hù)成本。2.數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)高效系統(tǒng)采用智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)度高，無需人工進(jìn)行采集上傳，可避免人為操作錯(cuò)誤，確保對(duì)環(huán)境的精細(xì)管理。3.

17、移動(dòng)管理方便快捷系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)與手機(jī)端、平板電腦端、PC電腦端無縫對(duì)接。管理者可隨時(shí)隨地對(duì)種植園區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。4、 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)4.1 基礎(chǔ)管理通過對(duì)生產(chǎn)過農(nóng)事活動(dòng)進(jìn)行信息化股哪里，下達(dá)農(nóng)事計(jì)劃，發(fā)放農(nóng)事任務(wù)，通過平臺(tái)能夠?qū)⑷蝿?wù)下達(dá)到具體作業(yè)人員；作業(yè)人員完成后通過系統(tǒng)及時(shí)反饋給管理人員。具體工作包括有：1. 對(duì)公司基礎(chǔ)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理；2. 對(duì)農(nóng)村基礎(chǔ)信息統(tǒng)一管理（借助GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、可視化應(yīng)用）；3. 實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的人員基礎(chǔ)信息管理，達(dá)到全面監(jiān)測(cè)和評(píng)估；4. 對(duì)土地進(jìn)基礎(chǔ)信息統(tǒng)籌規(guī)劃和管理；5. 工作計(jì)劃管理，計(jì)劃下發(fā)，計(jì)劃監(jiān)控等；6. 工作內(nèi)容上報(bào)，及時(shí)反饋；4.2 監(jiān)控中心1.隨時(shí)了解

18、農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)在監(jiān)控中心可結(jié)合園區(qū)平面圖直觀顯示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、以及各種農(nóng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。u 氣象數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣濕度、光照時(shí)長(zhǎng)、光照強(qiáng)度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、二氧化碳濃度等等；u 土壤數(shù)據(jù)：土壤溫度、土壤含水率、土壤X力，土壤pH值、土壤EC值等u 設(shè)備狀態(tài)：燈光狀態(tài)，卷簾狀態(tài)，水泵壓力、閥門狀態(tài)，水表流量，車輛位置等等2.視頻圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控可通過360°視頻監(jiān)控設(shè)備以及高清照相機(jī)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)作物生長(zhǎng)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程查看。同時(shí)可根據(jù)設(shè)定，對(duì)視頻進(jìn)行錄像，隨時(shí)回放。3.遠(yuǎn)程自動(dòng)控制采用全智能化設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，用戶設(shè)定監(jiān)控條件后，可完全自動(dòng)化運(yùn)行，遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種農(nóng)用設(shè)施和農(nóng)機(jī)設(shè)備，快速