云計算技術在農業信息共享服務平臺中的應用

馬彥圖

(甘肅農業大學 信息科學技術學院，甘肅 蘭州 730070)

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云計算技術在農業信息共享服務平臺中的應用

馬彥圖

(甘肅農業大學 信息科學技術學院，甘肅 蘭州 730070)

對甘肅省特色農業產業資源信息服務過程中，采用傳統技術會出現共享效率差、服務能力不足等問題，在借鑒國內外農業云服務應用經驗基礎上，結合云計算相關技術，引入云計算應用模型，從特色農業資源信息服務類型、總體框架和信息資源規劃等多個環節進行整體衡量，設計基于云計算的農業信息服務共享平臺的基礎設施層、數據服務層、平臺服務層、應用服務層4層架構，詳細描述各層功能，闡明云計算在特色農業信息共享中的應用前景.研究結果表明，利用該平臺可以提供完善的特色農業信息服務，實現甘肅省特色農業信息資源共享，提高資源利用率．

云計算；特色農業；共享服務

0 引 言

甘肅特色優勢農業產業信息發展中，針對缺乏一站式信息服務、數據采集共享困難、人機交互程度低等問題，甘肅省特色農業產業資源信息服務平臺以現代網絡技術和計算機軟件與理論為指導，設計并實現綜合性平臺.目前該平臺建設運行狀態良好，但由于不同數據并沒有直接形成有效的形式，處于混亂訪問模式狀態，需重復檢索不一樣的數據庫.因此，如何充分開發利用現有的農業信息資源，是該平臺研究的關鍵問題之一.針對農業信息共享服務云平臺問題，國外發達國家如美國、德國、日本等利用現代農業技術和云計算技術，從政策、法律法規、技術規范、組織管理和運營機制等方面保障農業信息資源的整合與共享發展[1-3]；國內利用云計算技術對農業信息共享服務進行大量的研究.如河北省農業信息工程技術中心重點研究了云計算在農業物聯網中的支持作用，并在Hadoop開源基礎平臺上，采用云計算并行算法采集農業數據，搭建農業行業應用模型云系統應用開發環境；成都云計算中心設計并開發“豬肉質量安全溯源監管系統”的數據庫平臺，對異構的大量信息進行數據挖掘、結構轉換和信息融合，實現生豬安全追溯信息管理系統.山東省“金農”云管理系統采用云計算技術，對牧場大量的數據進行智能分析和數據托管，提供云應用軟件等服務[4-5].本文在借鑒國內外農業云服務應用經驗的基礎上，通過將農業信息服務系統中添加云計算應用模型的方法，提出一種基于云計算技術的特色農業產業資源信息共享服務平臺建設方案．

1 農業信息共享服務云平臺設計

狹義的云計算指通過按需租用、免租方式，為數據存儲、科學計算、分析等提供虛擬化技術的服務.廣義云計算是通過建立網絡服務集群，利用計算分析、數據存儲、硬件租借、軟件服務等服務類型，向不同類型客戶提供在線軟件服務.普遍意義上的云計算通過計算機技術與互聯網緊密結合的模式進行分布式計算、網絡存儲、虛擬化、網格計算等，集成可擴展的計算、大規模存儲和應用能力．

針對應用的對象與目標不同，目前云計算服務分為三個層次．

(1) 基礎設施服務：利用一個虛擬的資源池，將計算能力、存儲能力、I/O設備、內存整合起來，通過為用戶提供虛擬化服務器和存儲資源，提供相應的虛擬硬件配置．

(2) 平臺服務：通過一個中間平臺，向用戶提供應用開發環境、應用服務、托管、硬件資源等，將互聯網在平臺上定制應用程序并傳遞給其他用戶．

(3)軟件服務：用戶通過發送“云端”申請，不需要自己安裝軟件，能夠通過瀏覽器獲得互聯網服務，為最為常見和使用最多的云計算服務，降低客戶硬件計算能力、資金等資源消耗[6-7]．

目前，特色農業產業信息服務多以系統或平臺的形式體現，通過各類系統或平臺及其他應用支撐軟件提供各類農業信息服務，因此，從系統或平臺服務角度來劃分，特色農業資源信息的服務類型可分為農業資源公共基礎服務、農業專題數據服務、業務基礎服務和業務應用服務，這4類服務相互融合，構成特色農業資源服務的具體內容，為涉農用戶提供多樣化服務．

在當前農業大數據和現代農業信息化背景下，基于云計算技術的特色農業產業信息共享服務具有巨大的應用前景，不僅可以有效解決特色農業產業資源信息服務中存在的信息共享效率差、服務能力不足以及信息資源分布不均問題，而且可以實現信息服務規范化、特色農業產業資源優化配置、信息資源整合與共享利用.下面以甘肅省特色農業產業資源信息服務為例，實現農業信息共享服務云平臺設計.根據云計算服務模式，結合平臺自身需要，將云平臺分為基礎設施層、數據服務層、平臺服務層、應用服務層4個云架構.云平臺架構設計如圖1所示．

圖 1 云平臺架構設計Fig.1 A cloud platform architecture design

(1) 基礎設施層.該層的目的主要是完成設備高效率管理，對農業進行合理調度，確保計算過程高性價比．針對甘肅省特色農業產業資源信息服務平臺基礎設施服務能力不足和設備利用率低等問題，拓展虛擬化技術，實現彈性、可靠的基礎設施服務是該層重點解決的問題.常采用虛擬機的遷移解決基礎設施虛擬化問題，可采用虛擬機在線遷移技術，即虛擬機在運行狀態下從一臺物理機移動到另一臺物理機，對信息平臺服務器資源實現計算虛擬化，對存儲的各類資源實現存儲虛擬化，對其網絡資源提供網絡虛擬化等服務，提高設備的利用率．

(2) 數據服務層.該層以特色農業資源數據為中心，介于IaaS和PaaS之間，包括各類農業專題數據服務集合，主要通過計算機內部零件的層次化和扁平化特性，達到存儲目的.目前，平臺中涉及的特色農業主要以草食畜牧業、設施蔬菜、優質林果、馬鈴薯、中藥材、現代種植業和釀酒原料等產業為主，由于其信息資源具有數量巨大、內容豐富以及分布式結構等特點，因此，如何建設低成本、高效能的數據中心是該層重點解決的問題.數據中心可采用PortLand等新型網絡拓撲結構，確保負載平衡及節點之間具有較高的連通性，采用小型交換機擴展節點，降低網絡建設成本.根據用戶需要引入互聯網中的相關信息資源，對分布式信息資源進行信息點提取，按需獲取有針對性的信息資源內容．

(3) 平臺服務層.該層主要利用軟件開發、網絡安全等技術，在高效率基礎上，為農業提供基礎性服務，實現農業產業數據資源的統一管理、調度、分配，并提供基礎管理、信息資源管理和前后臺管理等業務應用程序和相關的運行環境配置.

(4) 應用服務層.該層以應用支撐服務為中心，基于業務應用服務，實現應用軟件系統在平臺服務層的部署應用，包括特色農業產業資訊、市場行情、行業動態、交互咨詢服務和基礎服務等[8-11]．

2 應 用

通過降低農業信息服務云平臺構架設計的成本，提升特色農業信息化的服務能力.主要表現在以下方面：(1)云管理和云決策.在農業生產中，一旦投入大量復雜的信息，專家只有在原始數據定量分析的基礎上，才可以做出正確的決策.通過進行大量動態數據監測，進行實時分析和決策反饋，可見云計算對于農業生產發展的重要性.(2)農業視頻監測數據的云存儲.實現對平臺涉及的草食畜、蔬菜、林果、馬鈴薯、中藥材等特色農產品市場行情的預測與分析，由于各類資源數據量大，影響因素多，算法復雜，需要云計算技術支持.此外，農產品流通的物流，銷售交易管理和分析決策需要很好的系統計算能力支撐[12-14].(3)農產品質量追溯問題.利用云計算精確分析能力，采用模式識別、圖像檢索等分析方法，使農產品質量向更實用化方向發展，提高農產品質量．

3 結束語

本文針對甘肅省特色農業產業資源信息服務平臺資源共享現狀及需求，分析云計算服務模式及特點，提出基于云計算的農業信息共享服務平臺設計方案.在該設計方案下，平臺不僅提供完善的特色農業信息服務，而且實現甘肅省特色農業信息資源共享，提高資源利用率.另外，在云平臺構建和應用過程中，還需進一步在云平臺基礎上，將特定軟件功能封裝成服務并對外發布，將兩種應用服務模式充分結合，實現特色農業信息資源的共享．

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編輯、校對：趙 放

Application of cloud computing technology in agricultural information sharing service platform

MA Yantu

(School of Information Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China)

In the service of featured aqriculture information in Gansu provice, traditional technology has such problems as poor efficiency and service. Based on agriculture cloud service application experience at home and abroad,with cloud computing technology, cloud computing model is introduced. From the characteristics of agricultural resources information service type, the overall framework and information resource planning, such 4 layer architectures are designed sharing platform of agricultural information service based on cloud computing as infrastructure layer, data service layer, platform layer, and application service layer.The functions of each layer are described in detail , illuminating the cloud computing in the application foreground of agriculture information sharing. The results show that the platform can provide featured agricultural information service, realizing the Gansu province distinctive agriculture information resources sharing,and improving resource utilization.

cloud computing; featured agriculture; sharing service

1674-649X(2016)04-0494-04

10.13338/j.issn.1674-649x.2016.04.015

2016-01-15

甘肅省科技廳星火計劃資助項目(1305NCXA227)

馬彥圖(1979—)，男，甘肅省金塔市人，甘肅農業大學副教授，研究方向為計算機網絡技術、網絡安全和農村信息化.E-mail：mayt@gsau.edu.cn

馬彥圖.云計算技術在農業信息共享服務平臺中的應用[J].西安工程大學學報，2016，30(4)：494-497.

MA Yantu.Application of cloud computing technology in agricultural information sharing service platform[J].Journal of Xi′an Polytechnic University,2016，30(4)：494-497.

P 208

A