基于Android的移動農技通的研究與實現

楊靖峰+鄧永卓+王姝逸+等

摘要：為提高農業生產的科技水平和降低作物受自然災害、病蟲害的損失。通過對移動終端行業應用和農民需求的分析，結合農業生產技術、模型技術、信息技術，開發出基于Android的C/S架構的移動農技通。

關鍵詞：Android；農業信息化；移動農技通

中圖分類號： TP319；S126文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）06-0369-03

收稿日期：2013-09-27

基金項目：天津市農業科技成果轉化與推廣項目（編號：201001160）。

作者簡介：楊靖峰（1983—），男，天津薊縣人，碩士，農藝師，研究方向為農業信息化。E-mail：yangjingfeng1@163.com。智能手機應用系統，也稱智能手機軟件，是安裝在手機上的軟件，完善原始系統的不足與個性化。第一代智能手機是由諾基亞公司在1996年推出一款名為Communicator的手機[1]，伴隨著智能手機的出現，智能手機應用系統也開始發展。經過十幾年的發展，全球智能手機用戶已經超10億個[1]，智能手機應用軟件更是不計其數。隨著智能手機及應用軟件的迅速發展，智能手機在各行業中的應用逐漸增多。從企業的移動辦公到政府的移動警務通、移動工商[2-4]，智能手機已經應用在各個行業。農業是關系國計民生的支柱產業，隨著農業現代化進程的深入，信息技術在農業中的作用越來越明顯。我國最早將智能手機應用系統引入到農業的應該是基于PDA技術農業施肥通[5]。在智能手機如此普及的今天，不但需要專業的移動智能，還需要便攜、操作簡單，農業技術人員和農民都能使用的，為此，我們通過基于Android研發一款移動農技通智能手機應用系統，幫助農業技術人員和農民進行農業生產。

1系統架構

移動農技通的總體框架如圖1所示。

移動農技通采用基于Android的C/S架構開發。

1.1客戶端

也稱智能手機端，為總體框架中的應用層。是進行安裝、卸載的手機應用程序。移動農技通應用程序中包括：專家系統、智能施肥系統、市場交易系統、專家會診系統和溫室管家5個子系統。

1.2服務器端

也稱云端，應用組件技術和數據庫技術，是總體框架中的系統支撐層。它為客戶端（智能手機端）提供系統支撐。

組件（component）技術是各種軟件重用方法中最重要的一種方法，是分布式計算和Web服務的基礎[6]。隨著移動計算的發展，組件技術已經延伸至移動互聯網應用的開發中。移動農技通應用了產生式推理組件、漸進式診斷組件等組件技術。

移動農技通的數據服務層包括空間數據、基礎數據和農業知識數據。（1）空間數據：包括智能施肥系統中的GIS數據。（2）基礎數據：包括行政區劃數據、土壤數據、專家信息、農產品市場價格等。（3）農業知識數據：包括專家系統中的技術、病蟲害數據等。

1.3通信方式

服務器端采用TCP/IP協議，同時應用手機終端廣泛支持的SMS/MMS通信方式作為TCP/IP協議的有效補充。客戶端（智能手機端）通過GPRS網絡連接為主，3G和Wi-Fi為輔的通信方式。

2主要技術

移動農技通的開發主要應用了Java ME技術、嵌入式GIS技術、Gson技術、異步任務技術等嵌入式軟件開發技術。

2.1Java ME技術[7]

Java ME技術由Sun公司在1999年的JavaOne Developer Conference大會上正式推出。Java ME平臺是一組技術和規范。這些技術和規范結合在一起，可以創建一個完整的Java運行時環境，主要用于嵌入式設備的應用開發。

2.2嵌入式GIS技術[8]

嵌入式GIS是運行在嵌入式設備（掌上電腦、PDA、智能手機）上的GIS，用小的基礎內核和少的文件存儲量實現圖形數據、拓撲數據、參數數據以及屬性數據等空間數據的存儲和處理。

2.3Gson技術[9]

Gson技術是Android系統中的一個編程技術，Gson是個Java類庫，它可以把Java對象轉換成JSON，也可以把JSON字符串轉換成一個相等的Java對象。JSON是一種數據存儲格式，用于存儲一些基于文檔的非關系型數據。

2.4異步任務技術[10]

異步任務技術是Android系統中的一個編程技術。Android 系統提供了一個工具類AsyncTask，用于處理后臺比較耗時的任務，不需要子線程和Handler就可以完成異步操作并且同時刷新用戶界面，給用戶帶來良好體驗。

3系統實現

移動農技通共包括專家系統、智能施肥系統、市場交易系統、專家會診系統和溫室管家5個子系統。功能結構如圖2所示。

3.1專家系統

專家系統利用分類技術和數據采集處理技術采集主要農作物的生產知識和病害診斷信息，利用模糊產生式決策機制和漸進式診斷技術對不同農作物生產管理環節中遇到的各類問題進行解答、解釋和判斷推理，并提出決策性建議和實施方案。系統提供生產知識、病害診斷、生產決策和農事指導四大功能，為農技人員和農民隨時隨地提供病蟲害診斷防治、農事操作等咨詢服務。專家系統功能結構見圖3。

3.2智能施肥系統

智能施肥系統應用智能手機的GPS功能，即時定位查看地塊土壤養分數據，并通過建立的施肥計算模型，計算出地塊種植某種作物時的施肥量。同時應用嵌入式GIS技術。該系統包括：（1）數據采集模塊：采集并存儲用于建立智能施肥模型的試驗數據；（2）施肥推薦卡模塊：用于存儲施肥計算的結果；（3）施肥計算建模模塊：根據特定算法利用數據采集模塊的數據建立施肥計算模型，將施肥計算的結果返回給施肥推薦卡。

3.3市場交易系統

市場交易系統與本地區價格行情數據庫無縫對接，隨時隨地查詢某個農產品在任意農貿市場的價格信息，同時查看農產品的時間價格曲線。圖5為市場交易系統的功能結構圖。

3.4專家會診系統

專家會診系統用于解決農戶在種養過程中出現的個性問題，特別是突如其來的動植物病害問題，農戶根據實際情況選擇相關專業的技術專家，通過視頻電話進行交流。圖6為專家會診系統的功能結構圖。

3.5溫室管家

溫室管家是物聯網農業的一部分，它將溫室大棚系統中

的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、光照度、太陽輻射等數據實時傳送到移動終端，方便管理人員查看，進行下一步的農作物管理工作。圖7為溫室管家的功能結構圖。

4結論

移動農技通以農業生產、經營的實用技術為主體，使農業技術人員和農民成為農業資源信息的真正受益者，移動農技通的應用將農業技術和市場移動化，從而加快農業信息化進程。但移動農技通還需要在以下方面進行探索。（1）專家系統，在病害診斷方面，需要進一步提高診斷精度。（2）智能施肥系統， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）專家會診系統， 現在應用的是中國聯通公司的視頻通話業務，此業務收費較高，圖像傳輸質量一般，需要尋找一個費用較低、圖像質量高的視頻通話方法以降低成本。

參考文獻：

[1]Rowinski D. Know whats cool？A billion smartphones and theyre changing everything[EB/OL]. （2012-10-17）[2013-08-07].http：//readwrite.com/2012/10/17/know-whats-cool-a-billion-smartphones-and-theyre-changing-everything#awesm=～oiqZvaXh5SMtvD.

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[7]陳賢闖. 移動Java平臺的研究與實現[D]. 杭州：杭州電子科技大學，2009.

[8]陳飛翔，謝忠，周治武. 嵌入式GIS的研究與開發[J]. 計算機與現代化，2003（3）：21-24.

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[10]謝海潮. 手機桌面搜索引擎的研究與實現[D]. 大連：大連理工大學，2009.

3.3市場交易系統

市場交易系統與本地區價格行情數據庫無縫對接，隨時隨地查詢某個農產品在任意農貿市場的價格信息，同時查看農產品的時間價格曲線。圖5為市場交易系統的功能結構圖。

3.4專家會診系統

專家會診系統用于解決農戶在種養過程中出現的個性問題，特別是突如其來的動植物病害問題，農戶根據實際情況選擇相關專業的技術專家，通過視頻電話進行交流。圖6為專家會診系統的功能結構圖。

3.5溫室管家

溫室管家是物聯網農業的一部分，它將溫室大棚系統中

的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、光照度、太陽輻射等數據實時傳送到移動終端，方便管理人員查看，進行下一步的農作物管理工作。圖7為溫室管家的功能結構圖。

4結論

移動農技通以農業生產、經營的實用技術為主體，使農業技術人員和農民成為農業資源信息的真正受益者，移動農技通的應用將農業技術和市場移動化，從而加快農業信息化進程。但移動農技通還需要在以下方面進行探索。（1）專家系統，在病害診斷方面，需要進一步提高診斷精度。（2）智能施肥系統， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）專家會診系統， 現在應用的是中國聯通公司的視頻通話業務，此業務收費較高，圖像傳輸質量一般，需要尋找一個費用較低、圖像質量高的視頻通話方法以降低成本。

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3.3市場交易系統

市場交易系統與本地區價格行情數據庫無縫對接，隨時隨地查詢某個農產品在任意農貿市場的價格信息，同時查看農產品的時間價格曲線。圖5為市場交易系統的功能結構圖。

3.4專家會診系統

專家會診系統用于解決農戶在種養過程中出現的個性問題，特別是突如其來的動植物病害問題，農戶根據實際情況選擇相關專業的技術專家，通過視頻電話進行交流。圖6為專家會診系統的功能結構圖。

3.5溫室管家

溫室管家是物聯網農業的一部分，它將溫室大棚系統中

的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度、光照度、太陽輻射等數據實時傳送到移動終端，方便管理人員查看，進行下一步的農作物管理工作。圖7為溫室管家的功能結構圖。

4結論

移動農技通以農業生產、經營的實用技術為主體，使農業技術人員和農民成為農業資源信息的真正受益者，移動農技通的應用將農業技術和市場移動化，從而加快農業信息化進程。但移動農技通還需要在以下方面進行探索。（1）專家系統，在病害診斷方面，需要進一步提高診斷精度。（2）智能施肥系統， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）專家會診系統， 現在應用的是中國聯通公司的視頻通話業務，此業務收費較高，圖像傳輸質量一般，需要尋找一個費用較低、圖像質量高的視頻通話方法以降低成本。

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