農業科技云服務平臺設計與實現

劉 巖，張文宇，蔣婷婷，曹 靜*

(1.江蘇省農業科學院農業經濟與信息研究所/數字農業工程技術研究中心，江蘇南京 210014；2.江蘇農科傳媒有限公司，江蘇南京 210014)

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農業科技云服務平臺設計與實現

劉 巖1，張文宇1，蔣婷婷2，曹 靜1*

(1.江蘇省農業科學院農業經濟與信息研究所/數字農業工程技術研究中心，江蘇南京 210014；2.江蘇農科傳媒有限公司，江蘇南京 210014)

圍繞農業科技信息服務，以已建成的農業科技信息資源和系統為依托，通過云計算技術對底層近服務器集群資源、數字化資源及應用系統資源進行綜合調配和利用，設計開發了農業科技云服務平臺。該平臺擁有5大模塊和7個咨詢通道，方便用戶及時獲取本地區各類農業數字資源信息，全面提升了農業科技信息服務的精準性和實效性。

農業云；科技云；云計算；云平臺

“互聯網+”現代農業是2016年中央一號文件的一大亮點[1]，伴隨大數據、物聯網、云計算等信息技術的發展，“智慧農業”已經成為農業未來發展的關鍵詞。隨著云時代的來臨，云服務技術因其弱化對客戶端的要求、突破傳統的信息傳播模式、將信息無障礙地送到農民手中等優勢，得到了廣泛關注和應用研究。通過搭建農業資源智能化管理平臺，推動農業大數據應用，可以有效促進信息技術與農業生產管理、經營管理、市場流通、資源環境等方面的融合，提高農業智慧化和精準化水平[2-6]。

當前，各地區各級農業管理部門和科研機構多擁有自己的農業資源管理系統，但數據資源和軟件沒有統一的標準，導致農業科技信息資源服務農業生產效率低，且管理系統重復開發、擴展性差，缺乏信息共享機制[7-10]。利用云服務技術調動和綜合利用一切硬件資源、數字化資源、應用系統資源進行農業科技資源云端存儲管理，并在此基礎上，通過構建云桌面式服務平臺，集成5個信息服務頻道及7個專家咨詢服務系統，能發揮技術及資源的協同、集成、規?；黄苽鹘y信息傳播模式，提高信息服務質量，促進農村信息服務體系的升級。

1 平臺總體框架

平臺框架采用4層設計：①服務層，即面向用戶界面，用以展現面向用戶端的前臺功能；②管理層，負責業務支撐系統云平臺遷移，包括統計分析、運行監測管理、負載調度管理等；③資源層，提供后臺各種數據庫支持，同時包括與數據存儲系統的接口，主要包括資訊信息庫、品種信息庫、農業技術信息庫、農產品信息庫等自建數據庫，以及多媒體數據庫、期刊文獻數據庫等；④物理層，負責硬件資源虛擬化。平臺總體框架設計見圖1。

2 平臺功能

2.1 5大模塊 通過對用戶需求的前期調研及各類農業資源信息管理系統的應用分析，將農業科技信息分為以下5大類。

2.1.1 新聞資訊。聚合國家和江蘇省農業新聞動態及決策信息，為農業生產、生活提供農業資訊服務，包括江蘇農業政策法規、農業管理部門的決策參考、農業情報、新農村建設、低碳經濟、科技進展、科技興農、致富信息等內容。

2.1.2 品種技術。圖文并茂地展示糧食作物、園藝作物、畜禽養殖及水產等新品種、新技術信息，為農業生產者提供農業科技成果和技術服務。

2.1.3 農業問答。集成熱線電話、雙向視頻、微信、QQ、移動APP等咨詢服務通道，以及萬條精彩問答庫，為農業用戶提供實時、專業、全面的專家解答服務。

2.1.4 農商農品。提供農產品滯銷、助銷、供銷對接及農業企業基地展示功能，幫助農業生產者拓寬農產品銷售渠道，促進增產又增收。

2.1.5 便民服務。提供天氣、日歷、快遞、醫療、交通、社保等方面常用網址信息，為農村生活提供便捷服務。

2.2 7大咨詢通道 為使農業生產者及時獲得相關領域專家的指導，在農業生產者和專家之間搭建了7個咨詢通道，用戶可根據情況，與專家直接或間接溝通。

2.2.1 熱線電話服務。通過撥打熱線電話，為用戶提供農業技術專家答疑服務。

圖1 平臺總體設計框架Fig.1 Overall design framework of platform

2.3.2.2 雙向視頻咨詢服務。通過登錄雙向視頻系統，為用戶提供遠程面對面專家咨詢服務。

2.2.3 微信服務系統。通過關注服務微信，為用戶提供手機端實時答疑服務。

2.2.4 農業技術QQ交流群。通過加入服務QQ群，為用戶提供技術咨詢指導、經驗交流服務。

2.2.5 手機APP服務。通過下載APP客戶端，為用戶提供掌上專家答疑服務。

2.2.6 網絡留言咨詢服務。通過訪問網絡留言咨詢系統，為用戶提供網絡留言解答服務。

2.2.7 網絡在線客服系統。通過訪問網絡在線客服系統，為用戶提供網頁端實時解答服務。

3 平臺的技術特點

3.1 農業科技云構建與負載均衡 農業科技云的構建通過集群存儲技術實現高性能、高可靠性、易于管理維護的數據存儲與管理；采用虛擬化技術來統一資源接口、簡化部署過程、實現并行運算等；利用負載均衡擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、有效提高網絡的靈活性和可用性。農業科技構建技術如圖2所示。

3.1.1 農業科技數字資源集群存儲。由若干個通用存儲設備組成的用于存儲的集群，組成集群存儲的每個存儲系統的性能和容量均可通過“集群”的方式得以疊加和擴展，集群存儲則可提供按比例增加的存儲資源的性能、容量、可靠性及可用性，突破了單機設備的種種限制。

3.1.2 服務器虛擬化。將計算機元件在虛擬的基礎上運行。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化部署過程。CPU的虛擬化技術可以單CPU模擬多CPU并行，允許1個平臺同時運行多個操作系統，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。3.1.3 智能化作業調度與負載均衡。采用全局智能作業調度算法與用戶訪問流量感知技術，對農村信息資源服務云中的用戶訪問行為進行智能調度、資源分配以及用戶訪問負載均衡，避免大量用戶并行訪問可能引起的服務響應中斷，保證云服務的順暢運行。

3.2 云終端自適應技術實現平臺多終端良好應用 通過自動獲取訪問設備屬性，利用彈性布局技術，結合CSS元素浮動屬性，讓模塊根據設備顯示區域或系統頁面大小變化自動調整自身寬度及位置，以適應不同的屏幕分辨率，使得用戶無論在PC端、手機端，還是平板電腦端瀏覽，均具有良好的使用體驗。

3.3 基于詞云圖的信息可視化技術實現網頁信息表現形式升級 采用類似知識地圖的方法[11]，通過分詞、詞頻統計、主題詞提取等預處理獲取文檔特征詞，并利用3D球體表面積渲染模型，生成詞云圖，對網絡文本中出現頻率較高的“關鍵詞”以圖片等形式予以視覺上的突出，對次要文本信息進行過濾，使用戶掃一眼詞云圖即可以領略頁面信息主旨，促進信息表現形式的升級。

4 結語

農業科技云服務平臺整合各類涉農的資源管理系統，發揮了云計算技術及資源的協同、集成、規模化效應，突破了傳統農業科技信息管理和傳播模式，提高了信息服務質量，促進了農村信息服務體系的升級；同時，平臺具備良好的穩定性，且易維護、可擴展，具備較好的可持續發展能力。

圖2 農業科技云構建技術示意Fig.2 Construction technology of agricultural science and technology cloud

圖3 多種客戶端顯示Fig.3 Multiple clients display

圖4 可視化詞云圖Fig.4 Visual word image

作為農業大數據重要承載體的農業科技云服務平臺，對指導農業生產、優化資源配置具有重要意義，同時也是促進農業向高效、安全、資源節約、環境友好的農業現代化道路方向發展的主要手段。隨著國家農業方式轉變和農業結構戰略性調整，綜合性農業科技云服務平臺將會有更廣闊的發展空間，農業信息化的建設將有力地推動我國由農業大國向農業強國轉變。

[1] 中共中央 國務院關于落實發展新理念加快農業現代化 實現全面小康目標的若干意見[A/OL].[2016-08-05].http：//www.gov.cn/zhengce/2016-01/27/content_5036698.htm.

[2] 周平，曹成茂，楊林寬，等.農業產業發展綜合服務信息化平臺設計[J].安徽農學通報，2015，21(23)：96-97.[3] 劉爽，熊明民，劉建安，等.農業科技平臺建設分析與發展思考：以中國農業科學院為例[J].農業科技管理，2016，35(1)：49-51.

[4] 徐小俊，方佳.大數據背景下農業科技平臺發展的困境及對策[J].福建農業科技，2015(6)：76-80.

[5] 蔡彥虹，劉平，李仕寶.我國農業科研機構科技條件平臺建設的作用與效果分析[J].農業科技管理，2012，31(4)：18-21.

[6] 王成紅，陳偉能，張軍，等．大數據技術與應用中的挑戰性科學問題[J].中國科學基金，2014(2)：92-97．

[7] 朱科峰，曹靜，凡燕，等.基于SSH2架構的農村信息服務系統的設計與實現[J].江蘇農業學報，2013，29(4)：885-891.

[8] 朱科峰，張炎凌，曹靜，等.江蘇省村級農業信息服務綜合管理系統應用實效分析[J].江蘇農業科學，2014，42(12)：419-422.

[9] 李寧，馮利平，白蕤，等.自動氣象站氣象信息實時顯示查詢系統設計與實現[J].農業網絡信息，2015(7)：30-35.

[10] 楊余旺，陳超.探討基于云計算的設施農業云系統設計[J].農業網絡信息，2011(12)：5-7.

[11] 王亮，李秀峰，王文生.農技云平臺知識地圖的設計與實現[J].中國農業科技導報，2015，17(2)：87-93.

Design and Implementation of Agricultural Science and Technology Cloud Services Platform

LIU Yan1, ZHANG Wen-yu1, JIANG Ting-ting2, CAO Jing1*

(1. Institute of Agricultural Economics and Information / Engineering Research Center for Digital Agriculture, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014; 2. Jiangsu Agricultural Scientific Industry Co. Ltd, Nanjing, Jiangsu 210014)

Focus on agricultural science and technology information service, the agricultural science and technology cloud services platform was developed, based on the existed agricultural science and technology information resources and systems, which allocated and utilized near bottom server cluster resources and digital resources and application of system resource through cloud computing technology. The platform had 5 modules and 7 advisory channels, which is convenient for users to timely access to all kinds of agricultural digital resources in the region, fully improving the accuracy and effectiveness of agricultural science and technology information services.

Agriculture cloud; Science cloud; Cloud computing; Cloud platform

江蘇省科技支撐計劃項目(BE2014388)；江蘇省農業科技自主創新資金項目[CX(14)2115]；江蘇省農業科學院院基金項目(6111649)。

劉巖(1982-)，男，河北唐山人，助理研究員，碩士，從事信息農業、農業科技管理研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事農業信息研究。

2016-09-21

S 126

A

0517-6611(2016)29-0240-03