新型職業農民培育遠程視頻監管系統設計與實現

山紅梅+陳曦+姚晨靜+吳琦

[摘要]隨著新型職業農民培育的不斷深入發展，職業農民培育監督與管理工作日益成為農業部門的一項重要任務。計算機網絡和視頻監控技術的快速發展，為實現職業農民培育的網絡化集中管理和遠程視頻監控提供了強有力的技術支撐。文章在明確了系統設計目標和功能需求的基礎上，開發設計了新型職業農民培育遠程視頻監管系統，并通過實踐應用證明系統設計方案的合理性與可行性。

[關鍵詞]新型職業農民培育；遠程視頻監管系統；SOA；B/S結構

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.275

1 系統設計目標

1.1 設計背景

新型職業農民培育是加快我國現代農業發展的重要支撐，也是保障國家糧食安全的戰略選擇。隨著新型職業農民培育工作的深入開展，各類農業技能培訓日益成為農業部門一項瑣碎而又重要的工作，職業農民培育涉及點多面廣、管理壓力和工作難度越來越大[1]。近年來，計算機視頻監控技術的廣泛應用為解決職業農民培育監管問題提供了強有力的技術手段。本文旨在研究與開發一套可實現實時監控的遠程視頻監管系統，從而提高職業農民培育管理決策的科學化與信息化水平，提高農業培訓的有效性和可控性，大大節省職業農民培育管理部門的人力、物力和財力，也為實時監督和事后復核工作提供有效跟進的技術手段。

1.2 設計目標

按照現行的新型職業農民培育監管工作需求，考慮實現以下主要目標：

（1）建設以職業農民培育遠程視頻監控為主線的管理信息平臺。可提供在線視頻監控、在線培訓、視頻數據采集、視頻存儲等功能網絡化信息管理系統，為培訓監督復核工作提供有效跟進的技術手段。

（2）建設以優化職業農民培育管理業務流程為基本點，提高職業農民培育管理科學化、信息化水平，提高培訓管理優化決策水平。

（3）建設以各級部門信息溝通為輔助，實現異地聯網同步辦公的公告和工作平臺，為各級職業農民培育管理部門與培訓實施機構搭建有效的溝通橋梁。

2 系統需求分析

2.1 系統功能性需求分析

系統功能性需求是指系統實現的功能作用型需求[2]。職業農民培育遠程視頻監管系統可以實現對相關培育信息的管理及過程監管。根據功能要求，將監管系統劃分成五個功能模塊：

用戶登錄模塊：常規的輸入用戶名、密碼登錄系統功能；對用戶分角色管理，具體分為省、市、區（縣）三級監管部門和培育機構共四類權限用戶，最高權限為省級監管部門。

基本信息管理模塊：對各級監管用戶和培育機構、職業農民等信息進行采集、存儲，各級監管部門信息包括人員信息等；培育機構信息主要包括機構與課程信息；職業農民信息包括農民的基本情況等；信息添加與修改具有糾錯和提示功能。

培訓管理模塊：按照用戶權限不同實現過程管理。培訓機構向上一級監管部門提出開班申請，監管部門予以審核提交，高一級用戶可查看、審核或批復所轄行政區域范圍內相關培訓信息。

查詢統計模塊：按區域、年度、專業類別等方式進行信息統計與查詢，信息統計和查詢結果以表格形式予以顯示并可導出到相應的Excel文件中。

音、視頻監控模塊：可實時采集記錄音、視頻信息。攝像機在開機狀態內可調；可隨時選擇需要監控的多路信號；滿足實時監控和歷史查看需求，當三級管理機構同時查看一個培育基地的培訓情況時，高一級權限用戶可獲得視頻攝像機控制權。

2.2 系統非功能性需求分析

系統非功能性需求是指依一些條件判斷系統運作情形或其特性，而不是針對系統特定行為的需求。非功能性需求主要與系統的總體特征相關，是對系統實際使用環境所做的要求，如性能要求、可靠性要求、安全性要求等要素，也是一些限制性要求[3]。

網絡傳輸需求：需要穩定高速的傳輸網絡，保證視頻實時信號傳輸過程不出現中斷、延遲、無聲音等情況。

設備物理安全需求：各層的操作系統、中間件系統需要具有很高的可靠性；各類系統軟件需要保證其自身安全無病毒；硬件環境要求有很高的實體安全性，系統運行需要保持穩定。

網絡信息安全需求：基于IP網絡的數字視頻監管系統的業務信息具有很高的安全需求，系統采用開放式、信息共享的系統模式，需要保證網絡信息傳輸安全，對網絡攻擊具有防御性。

3 系統設計

3.1 總體架構設計

采用面向服務的架構（Service-Oriented Architecture，SOA）作為技術架構的核心架構模式。平臺的總體技術架構由數據分析和應用、業務協同服務、數據存儲和備份、數據采集和交換、基礎環境、系統安全和系統管理七個層面組成[4]。見圖1。

3.2 系統硬件設計

硬件平臺是支撐整個系統運行的核心基礎設施，主要包括高性能服務器、高容量存儲設備、高清視頻監控攝像設備和其他相關硬件設備。視頻監管系統主要由三個部分組成：視頻監控前端、傳輸網絡、監控中心視頻管理控制系統。見圖2。

3.3 系統軟件設計

采用B/S結構實現系統各項功能點的需求。其主要包含客戶端瀏覽器、Web服務器和數據庫服務器。B/S模式最大的特點就是操作簡便，維護也很方便，只需修改服務器端的頁面，所有用戶即可實現同步更新[5]。在網頁架構上，采用DIV+CSS。CSS的極大優勢表現在簡潔的代碼，可節省大量帶寬，并且做到輕松控制頁面的美觀和布局。服務器采用PHP語言快捷有效地傳遞參數、響應客戶端請求，支持多種操作系統的訪問。

3.4 系統關鍵技術設計

視頻監控系統存在著傳輸和存儲兩大核心的問題。本系統采用公網進行視頻傳輸與控制，每個培訓基地撥號上網獲取動態IP地址后，要向公網上具有固定IP地址的動態注冊管理服務器注冊自己的IP及本機構的相關信息；管理部門通過動態注冊管理服務器獲取培訓基地的動態IP地址，實時地查看本部門所轄區域的培訓視頻。

4 系統實踐應用

4.1 系統實踐

系統設計方案于2014年得到陜西省農業科技推廣與示范項目的支持并投入使用，系統運行情況良好，并且得到了各類用戶的一致好評。系統真正實現了農業培訓管理科學化與信息化，實現各級監管部門對培訓現場的實時監督，提高了農業技能培訓管理優化決策水平，大大彌補了現有農業技能培訓網絡監控功能缺乏的弊端，提高了農業培訓的有效性、可控性和覆蓋面，也節省培訓管理部門的人力、物力和財力，為事后監督復核工作提供了有效跟進的技術手段，對實現農業現代化具有重要的理論意義、工程意義和使用價值。系統建立的資料庫，形成了大量的可復用資源；解決了監管應用開發中的界面可配置、業務可配置和流程可配置問題； 同時提供了大量的搜索和篩選工具，實現了職業農民培育遠程視頻監管的可視化開發。

4.2 系統優勢

PC機、智能終端的操作非常簡單，用戶在瀏覽器地址欄輸入服務器端的IP地址，即可通過網絡訪問視頻監管系統的登錄頁面[5]。為確保用戶的安全，設置用戶登錄權限，并根據不同級別權限不同，用戶輸入正確的用戶名和密碼后，可通過安全認證進入系統的整體頁面進行操作。并且本系統有很強的擴展性，可結合后期新增需求添加不同功能模塊，能適應將來不斷發展的農業信息化的新需求。

參考文獻：

[1]于利華，劉延濤.農民培訓現狀與職業農民培育對策[J].山東農業科學，2012，44（4）：135-140.

[2]羅新星.軟件非功能需求國內外研究綜述[J].計算機應用研究，2015，32（4）：972-977.

[3]黃浪.企業級的B/S模式應用軟件非功能性需求分析與研究[D].廈門：廈門大學，2008.

[4]陳振鍇，樸在林.基于云計算的新型農產品安全監管系統體系構建[J].沈陽農業大學學報，2013，44（2）：249-252.

[5]婁德成，韋銀.基于B/S架構的嵌入式遠程視頻監控系統的設計[J].微型電腦應用，2014，30（9）：51-53.