基于云環境的農業信息門戶平臺建設*

羅益榮

（湖南農業大學 信息科學技術學院，湖南 長沙410128）

以云計算、物聯網、新一代互聯網、新一代移動通信技術為代表的新一輪信息技術革命正在不斷推動農業信息產業升級，改變農業信息化發展模式，使我國農業信息化進入一個統籌規劃、整合創新、以服務效果為導向的新階段[1]。解決各平臺獨立運行，數據無法共享，區域間合作受限，實現“系統集成、服務集中、資源共享”成為農業信息綜合服務平臺建設與發展的方向[2]。本文探討了云環境下農業信息綜合服務平臺整合的關鍵技術，基于云計算技術整合現有各類農業信息平臺，實現區域間的農業信息共享，為區域間的農業合作提供輔助決策支持。

1 云計算技術

云計算最先由Google提出，是一種利用大規模低成本運算單元通過IP網絡相連而組成的運算系統，可提供各種運算服務。這種服務可以是互聯網相關的IT和軟件，也可以是任意其他的服務，具有超大規模、虛擬化、可靠安全的特點[3]。近年來隨著物聯網的興起，結合物聯網技術的云計算又衍生了兩種云模式，即物聯網應用集成MAI(M2M Application Integration)和物聯網運營服務MaaS(Machine to Machine as a Service)[4]。云計算服務架構如圖1所示。由此可見，云計算就是為資源與信息整合而生[5]。目前，架構公共服務平臺可利用的云計算方案有 IBM云、HP云、Google云、微軟云等[6]。

2 云環境下農信平臺整合的體系結構

農業信息服務平臺整合的解決方案架構分為6層，自底向上依次為基礎技術平臺、虛擬化平臺、應用平臺、應用組件、業務系統和門戶層，如圖2所示。基礎技術平臺由計算資源池、存儲資源池、網絡資源池、數據庫平臺等構成，是農業信息服務平臺整合的基礎設施，基于云計算技術實現基礎技術平臺對用戶的透明服務。應用平臺建立在基礎技術平臺之上，為應用組件以及業務的開發提供服務。為支持系統的功能重構與功能擴展，將一些業務進行分析與抽象，形成應用組件，應用組件與應用平臺共同形成業務構造平臺。門戶為用戶提供單點登錄、個性化的應用入口，并將各類農業信息平臺及涉農業務系統統一展現給最終用戶。

農業信息平臺整合的技術架構，層與層之間以及層內各組件之間定義了標準接口，達到松耦合，使應用系統的開發及后續擴展只需要關注其中相關的部分。當某些提供服務的業務系統發生變化時，不會影響到使用服務的其他業務系統的正常運行。

3 云環境下數據整合的實現技術

數據整合是農業信息平臺整合的關鍵，采用共享數據中心模式來解決。共享數據中心存儲全局共享的數據，通過數據交換工具，把各業務系統需共享的數據抽取到共享數據中心進行保存，通過數據訂閱和抽取的方式實現數據共享。這種模式既體現了數據中心的“共享”地位，又實現了共享數據的存儲和轉發，能有效地實現數據的整合[7]。

數據整合的關鍵步驟是設計好符合實際的整合數據模型。由于原始采集到的數據結果和表記錄與數據整合倉庫設計的表結構和記錄差異很大，所以需要通過一系列的格式變換、數據分類聚合，完成從數據集中庫的數據整合到數據整合庫轉換模型的建立。在完成了數據轉換模型建立后需要根據一定的策略定時定量地完成數據轉換的過程，并在轉換完成后能夠監視數據集中庫與數據整合庫數據的一致性，同時確保數據源與數據倉庫數據的實時變化。數據整合的工作流程如圖3所示。

數據整合基于ETL(Extract-Transform-Load)的核心思想和SOA的開放架構，通過共享數據中心和ESB中間件形成異構的數據交換處理系統。對于各應用系統與共享數據中心的集成，根據數據標準，使用數據集成客戶端工具（ESB客戶端工具）在共享數據中心庫中建立系統需要的數據結構。共享數據中心根據應用系統的業務需要，生成相應的主題庫，應用系統在進行數據操作時，直接調用中間件服務，對共享數據中心主題數據庫進行操作。通過ESB基本可視化的配置工具(下簡稱“AESB”)完成各個應用系統之間的數據采集、交換、同步、共享工作，從而實現農業信息綜合服務平臺諸多應用系統的整合。

4 基于云計算的農業信息門戶平臺

基于云計算的農業信息門戶平臺整合各類農業信息服務，聚集基于 Web的農業信息資源。各類終端用戶只需登錄到門戶平臺并不需要登錄到要使用的每個portlet，從而向用戶提供了對這些資源的單點訪問。通過Web Sphere Portal將Web內容發送到支持WAP的設備和i-Mode電話以及各種Web瀏覽器。基于門戶平臺，創新專家服務模式，形成“遠程視頻、在線咨詢、知識推送”等多信息途徑、快速便捷的農業科技信息服務體系，提高廣大農民的農業科技水平，推進農業生產和農村經濟發展方式的轉變。

農業信息門戶平臺統一控制用戶，為用戶提供統一的訪問入口，在基于Web統一認證和統一授權服務的基礎上，實現單點登錄（SSO）和資源訪問。農業信息門戶平臺將原本分散在各農業信息服務平臺的應用系統集中整合，將信息服務和業務功能在同一個界面下展示給用戶，并提供個性化訪問界面定制。農業信息門戶平臺具有可伸縮的體系結構和組件化的整體設計，支持各種開放性的標準和規范，能夠方便地與現有系統集成的應用組件掛接。其服務特征效果如圖4所示。

湖南農業大學承擔的國家科技支撐計劃課題“低廉高效多元農村信息服務關鍵技術研究與示范”，其中內容之一就是基于本文云環境下農業信息門戶平臺建設技術，以“整合資源、集成技術、人機結合、精準推送”為原則，通過不同平臺的單點登錄，建立了跨區域的農業信息服務門戶網站，實現了區域間的農業信息共享。隨著IPv6商用進程的推進，充分利用IPv6協議的優勢，將平臺整體過渡到IPv6，并利用IPv6幾乎無限的地址空間實現與物聯網的整合，成為本課題下一步要繼續研究的內容。

[1]牛盾.在全國農業網站發展座談會暨農業信息中心主任會議上的講話[EB/OL].[2008-12-9].http：//www.Agri.gov.cn/xxlb/t200608202670899.htm.

[2]陳敏克，王晉寧，逯張禹，等.基于云計算的農業信息資源共享系統建設研究[J].農業網絡信息，2011(4)：5-7，11.

[3]百度百科.云計算[EB/OL].[2011-12-10].http：//baike.baidu.com/view/1316082.htm.

[4]唐紅，徐光俠.云計算研究與發展綜述[J].數字通信，2010，37(3)：23-28.

[5]趙星，廖桂平，史曉慧，等.物聯網與云計算環境下的農業信息服務模式構建[J].農機化研究，2012，34(4)：148-153.

[6]胡昌平，陳果.網絡環境下區域農業信息集成設計及其服務推進[J].情報雜志，2009，28(5)：151-154.

[7]李光達，鄭懷國，譚翠萍，等.基于云計算的農業信息服務研究[J].安徽農業科學，2011，39(27)：491-493.