面向異構平臺的谷物測產數據采集及實現

鄭立華，郭 享，李民贊，李新成，陳 元，肖昌一

（中國農業大學“現代精細農業系統集成研究”教育部重點實驗室，北京 100083）

面向異構平臺的谷物測產數據采集及實現

鄭立華，郭 享，李民贊※，李新成，陳 元，肖昌一

（中國農業大學“現代精細農業系統集成研究”教育部重點實驗室，北京 100083）

為了實現谷物現場測產系統采集數據并向測產服務系統進行實時傳遞，以滿足各種終端設備對數據的訪問需求，采用Web技術開發了谷物測產數據服務系統，實現了工控機、移動終端和服務器等異構平臺之間的數據交互和共享。測產數據由裝載在現場聯合收割機上的工控機實時采集，利用無線通訊技術通過Socket連接服務器進行數據傳輸，服務器端按照數據交換協議進行數據解析、產量計算、數據存儲和可視化。測產數據服務由基于SOAP（simple object access protocol）協議的Web Service接口提供。該文采用GZIP（GNUzip）壓縮技術降低測產數據訪問服務時的帶寬消耗，由數字簽名和信息加密技術保障數據安全。測產實踐表明，該數據采集和服務平臺能夠高效地接收處理實時傳來的數據進行數據可視化、計算以及數據推送，實現了異構平臺之間數據交互和共享。

谷物；Web Service；數據可視化；測產；工控機；SOAP

0 引言

近年來，中國積極發展現代化農業，傳統農業的管理方式將逐步被精細農業取代，精細農業機械裝備的使用率逐漸提高，通過地球空間信息技術、計算機輔助決策技術、農業工程技術等現代高新科技信息技術的輔助，實現了農田信息數據的采集、計算和處理[1-2]。為使數據得到高效利用，充分展現其價值，機械裝備上配置的農業信息數據采集系統需要實現與服務器端實時數據交互，同時也要求服務端為手機，PDA（personal digital assistant）等移動終端提供數據訪問服務。但是，不同廠家生產的手機、PDA等移動終端以及固定終端的開發平臺可能不同，為了實現異構平臺通信，可采用DCOM （distributed component object model）、CORBA（common object request breaker architecture）、Web Service等技術[3-6]。其中DCOM技術的部署主要依賴于微軟平臺，并且它不能夠輕易地穿越不同企業的防火墻；CORBA架構復雜，由不同廠商提供的產品不能把互操作性擴展到更高級別的服務中[7]。與DCOM和CORBA相比，Web Service使用文檔樣式提供了更加靈活的消息模式[8]。Web Service是部署在網絡上的對象組件，讓應用程序可以透明地調用互聯網的程序以及共享數據信息，它具有跨平臺的特性[9]?？梢姡琖eb Service技術規避了異構平臺及其實現的差異并將其統一在技術層面上。目前，國內外大部分數據交換系統通常按照自有標準設計，沒有采用通用的技術和架構標準，通用性差，系統各模塊間的耦合程度非常高，數據交換系統的維護和修改較困難，維護成本較高[10]。Web Service技術的興起將促進異構系統跨互聯網的集成及數據交互和共享，不同系統使用同一標準規范設計，各個供應商使用Web服務技術實現互操作，提高通用性，這將為各個技術提供商大幅節省研發成本。

在精細農業技術體系中，農田作物產量信息的采集是實施精細農業的前提以及進行農田信息管理與決策的核心。隨著精細農業研究實踐的逐步深入，農田作物產量信息的采集已經基本實現[11-13]，但是關于現場數據采集系統與服務器端的數據交互的研究較少，大都是在收獲現場采集產量信息結束后，手動將工控機上的數據信息拷貝到服務器，進而在服務器端進行產量信息的管理與決策。這種方式效率低，無法實現對測產現場情況進行遠程實時監測，且無法在測產進行的同時將數據發布到云端供其他終端訪問。而測產數據的遠程快速獲取是農場主迫切需要掌控的生產環節。因此有必要開發測產數據服務系統，該系統既能夠遠程接收由工控機上傳的測產數據，同時還提供產量信息發布服務，保證用戶能夠通過各種終端設備訪問到測產數據。

隨著信息化技術向農業領域的快速滲透和深度參與，農業科學家們認識到了ICT（information and communication technology）技術和互聯網技術的重要性[14-15]，以及將這些技術在具有大數據特質的農業領域集成應用時所面臨的安全性問題[16-18]和性能問題[19-20]。本文基于WebGIS[21]技術構建了谷物測產數據采集和服務系統，通過Web Service技術在應用層面上封裝數據，依靠預先達成一致的Web服務規范提供服務，以期實現工控機、移動終端和服務器等異構平臺之間的數據交互和共享，完成無縫的系統對話，保證系統的松耦合和可移植性，并通過引入適當的壓縮技術以及加密技術實現了遠程終端對谷物測產過程和數據的安全高效監察。

1 系統框架

為實時采集農田現場谷物產量相關信息，在谷物收割機上安裝谷物信息采集系統。系統采用CAN-Bus （controller area network bus）組建傳感器網絡，連接測產所需的各種傳感器：雙板差分流量傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、地速傳感器、升運器轉速傳感器和割臺高度傳感器等。谷物信息采集系統每隔1 s采集一次傳感器網絡數據，并根據各傳感器數據進行產量計算和數據存儲。

由于測產數據量大，而工控機的運算及存儲能力有限，因此有必要將采集到的測產數據實時發送到測產服務端，并在服務端對數據進行更復雜的操作和使用。本研究中，設計并實現了服務器端測產數據實時采集接口以及測產數據服務接口。測產工控機通過GPRS（general packet radio service）模塊與谷物測產數據服務系統進行通信，將數據打包發送至服務器監聽端口；谷物測產數據服務系統解析接收到的測產數據存于數據庫中進行處理分析等操作。同時，谷物測產數據服務系統還發布了查詢農場、地塊及其產量信息的WSDL（web services description language）服務，PDA、智能手機等移動終端均可通過訪問該Web服務獲取所需要的數據信息，實現數據跟蹤分析等操作。系統框架如圖1所示。

圖1 系統框架Fig.1 Framework of the system

1.1 谷物測產服務平臺結構

為實現谷物信息數據采集系統與數據服務系統實時數據交互，并實現遠程終端對谷物測產過程和數據的監察，采用Web Service技術，基于Java，使用Struts2架構，開發實現了谷物測產數據服務系統。系統采用統一的標準對服務進行定義，為固定或移動終端提供用戶驗證、數據接入、數據訪問等功能，實現了工控機、移動終端和服務器等異構平臺之間的數據交互和共享，以期高效準確地指導農業生產和實施最優化的作物生產管理。谷物測產數據服務系統支持各種常用瀏覽器，主要包括用戶管理員賬戶管理、新聞公告信息發布管理、資料文件上傳和下載管理、農場和地塊信息管理、測產數據接收和處理管理、測產GIS（geographic information system）信息管理以及車輛跟蹤等9個模塊?，F場谷物信息采集系統為谷物測產數據服務系統實時采集谷物產量測定過程中的GPS信息以及各種傳感器數據。手機等客戶端通過訪問服務端提供的Web服務，登錄服務系統，獲取農場、地塊、產量數據、產量GIS數據等信息。谷物測產服務平臺整體結構如圖2所示。

圖2 谷物測產服務平臺結構圖Fig.2 Structure of grain yield service platform

從圖2可以看出，服務端和客戶端完全可能部署于不同的平臺（如Linux、Windows、Android等）之上，采用不同的開發技術（如Java、C++等）和開發平臺進行系統開發。目前實現的服務端（Linux操作系統）采用Java開發，工控機客戶端（Windows操作系統）采用C++開發，手機移動客戶端（Android操作系統）采用Java開發。為解決這些異構平臺之間的數據交互、共享問題，采用了Web Service技術統一了數據接入界面，提供統一的服務接口。

1.2 異構平臺測產數據共享方案

為實現異構平臺測產數據共享和交互，本系統采用Web服務技術。測產工控機通過GPRS每1 s向服務器發送測產數據，服務器通過特定端口讀取這些數據并實時保存至測產數據庫?？蛻舳藙t通過其Internet接入鏈路從測產服務器獲取數據服務，服務器通過Web Service接口向各種終端提供XML（extensive makeup language）通用數據。

1.2.1 基于Socket的測產數據實時采集

當聯合收割機進行作業時，其裝載的工控機會將現場采集到的測產數據按照數據傳輸協議進行打包并上傳。測產數據實時采集流程如圖3所示。

圖3 測產數據實時采集流程圖Fig.3 Flow chart of yield data real-time acquisition

收割機機載工控機通過GPS（global position system）接收機接收GPS數據，連同通過CAN總線實時采集到的測產相關信息一起打包成一條數據，按字節流通過GPRS發送給測產服務器。打包數據格式為：標識符，時間，緯度值，緯度標識符，經度值，經度標識符，點產量電壓值（V），濕度（%），溫度（℃），地速（m/h），升運器轉速（m/h），農場ID，地塊ID。工控機和測產服務器之間的通訊數據實例如下：

$GPGGA,000823,3696.4149,N,11797.9723,E,0.456, 6.62,17,1.294,12,F00001,P00001

1.2.2 基于SOAP的測產數據定制服務

Web Service具有透明性和松耦合性，屏蔽了業務邏輯的復雜性和實現技術的多樣性，它通過WSDL完成標準輸出接口的定義，利用SOAP協議統一數據交互格式，避免了不同協議之間轉換的麻煩，各種客戶終端（如智能手機、PDA、平板電腦、臺式機等）通過URL（uniform resource location）地址訪問WSDL，獲得這個標準的輸出接口，調用服務器端公開的服務，生成SOAP消息。為保證SOAP消息的安全性，研究采用AES（advanced encryption standard）加密標準將SOAP消息加密，保證了消息的隱蔽性。然后，使用數字簽名技術對SOAP消息進行數字簽名，以保障數據的不可更改性。最后，為提高SOAP消息在網絡上的傳輸效率，采用GZIP （GNUzip）技術將SOAP消息數據包進行壓縮。服務器端提供Web Service測產數據服務的工作流程如圖4所示。

圖4 測產Web Service工作流程Fig.4 Working flow of yield Web Service

2 測產數據服務安全機制

對于用戶來說，產量數據的準確性和數據安全至關重要。而由于Web Service是向Internet開放的服務，這使得服務提供方的數據存在不確定的安全隱患，包括數據信息盜取、欺詐和破壞等。這些潛在的威脅，凸顯出測產數據安全保障的必要性和重要性。

要保證測產數據在傳輸過程中不會被竊聽者得知數據內容，本研究使用AES對測產數據進行加密處理，網絡中傳輸被加密的、不易破解的測產數據信息，從而起到保護測產數據信息安全的作用。同時，保證測產數據的完整性和真實性也是及其重要的。針對SOAP安全需求特點，本研究使用數字簽名技術提供對測產數據完整性的保護，保證了服務端提供給客戶端的測產數據的準確性和真實性。測產數據安全通信機制如圖5所示。

圖5 測產數據安全通信機制Fig.5 Mechanism of security communication

2.1 測產數據加密和解密

測產數據是屬于用戶的私人信息，用戶根據服務端提供的測產數據預測當年收益，對比多年數據，制定未來種植生產計劃。因此服務端要保證傳輸的測產數據的安全性，避免造成用戶數據的泄露。

本文對比了AES和DES（data encryption standard）壓縮算法后發現，AES算法運算速度快、對內存的需求低，分組長度和秘鑰長度設計靈活。且AES的秘鑰長度比DES大，可以使用128bit、192bit、256bit中的任意一種，所以窮舉法是不能破解的。本文采用密鑰長度為128位的AES算法加密/解密算法，其流程如圖6所示。

圖6 AES算法加密、解密流程Fig.6 Encryption and decryption of AES

2.2 測產數據數字簽名

數字簽名可以提供完整性保護，解決篡改問題和抵賴性的問題。本文通過分析對比兩種優秀的數字簽名算法RSA（rivest-shamir-adelman）和DSS（data signature standard）發現，二者在性能和互操作性方面不相上下，而由于RSA具有更長的密鑰長度，說明其具有更強的安全性，因此本文選用RSA算法對測產數據進行數字簽名。服務端使用Hash函數操作測產數據，產生一個數據摘要，并使用服務端的私有秘鑰對這個數據摘要進行加密，從而形成簽名，服務端將簽名和測產數據一起發送出去。客戶端接收到消息后，根據測產數據產生一個數據摘要，同時使用發送方的公開秘鑰對簽名進行解密，如果計算得出的數據摘要和解密后的簽名互相匹配，那么證明該測產數據是完整的，沒有被篡改的。由于只有服務端持有私鑰，其他人均無法偽造密文，因此保證了測產數據的真實性。測產數據數字簽名流程如圖7所示。

圖7 測產數據數字簽名的流程Fig.7 Digital signature of yield data

2.3 測產數據傳輸報文

本文采用Web Service技術、數字簽名技術以及AES加密技術實現異構平臺之間的數據安全共享和交互，測產SOAP報文按其消息結構格式編寫，測產信息壓縮后封裝在消息體中。

3 數據傳輸處理

3.1 測產服務數據壓縮

由于SOAP Message采用XML文本格式，XML標記和協議的開銷很大，有效信息只是其中一小部分，比起Java-RMI和CORBA，它導致了3倍多的網絡流量，當傳輸大量數據時，必須考慮提高SOAP的傳輸效率。由于谷物測產數據服務提供用戶設定時間段的測產數據推送，因此數據量可能非常大。

圖8 GZIP壓縮流程圖Fig.8 Flow chart of GZIP compression

同時，由于本系統推送數據主要包括時間、產量及其GIS數據等，當采用SOAP協議傳輸時，傳遞的數據存放在SOAP Body中，因此這里的內容會很長。為了改善SOAP消息的網絡傳輸效率，本研究對比了GZIP和ZIP壓縮方法，發現GZIP具有更高的壓縮性能。本文采用GZIP無損數據壓縮方法將SOAP Body的內容進行了壓縮，其流程如圖8所示，壓縮處理后數據量明顯減少，降低了帶寬的消耗。

3.2 服務數據傳輸效率測試

通過測試發現，當傳輸的測產數據達到3MB時，傳輸效率可以提高接近40%，測產數據壓縮前后傳輸消耗時間對比如圖9所示?？梢?，對SOAP測產數據進行壓縮是一種提高網絡傳輸效率的有效方法。

3.3 服務器端數據處理流程和產量計算

3.3.1 數據處理流程

現場測產系統運行于工控機，受限于其計算和存儲能力，在現場進行測產標定后，即開始谷物收獲，工控機將谷物收獲過程中采集的測產數據上傳到測產服務器，測產服務器解析存儲數據，并對數據進行預處理、計算和可視化。

1）數據預處理

對采集到的產量電壓信號進行數字閾值濾波和線性插值處理，去除流量信號中的奇異值；此外，還要對實時的GPS數據進行解析，對其數據格式中的“農場ID”、“地塊ID”、“經度”、“緯度”等相關字段數據進行提取，保存在數據庫中。

2）產量建模和單位產量計算

通過現場采集的標定數據進行運算，可以得到農田的產量計算模型，經驗證確認后即可用于單位面積產量。

3）產量專題圖繪制

基于WebGIS技術將目標地塊各個數據采集位置的單位面積產量在地圖上進行顯示，利用克里金插值算法獲得產量專題圖。

3.3.2 測產試驗和產量數據可視化處理

1）測產試驗和產量測定模型

測產試驗于2014年6月9－12日在山東省桓臺縣逯家村小麥試驗田（東經117.9801°～117.9806°，北緯36.9636°～36.9647°）進行，使用機型為中國一拖集團公司設計生產的東方紅4LZ-2.5型自走式谷物聯合收割機（功率為67.5 kW，割幅為2.36 m），試驗時收割機作業速度1～4 km/h。測產系統由中國農業大學“現代精細農業系統集成”教育部重點實驗自行集成開發，數據采集頻率為1 Hz，由工控機上傳至測產服務器，經解析和預處理后存入數據庫。

試驗包括標定試驗、驗證試驗和谷物收獲試驗。在標定試驗中，對標定采樣電壓數據進行預處理并求和得到電壓的累加值Ui，通過人工稱量得到總產量y，再將y 和Ui進行相關性分析后，利用最小二乘法得到總產量標定方程如式（1）所示。

式中y為總產量，kg；Ui為電壓累加和，V。

產量標定模型如圖10所示。

圖10 產量標定模型Fig.10 Calibration modeling of yield data

驗證試驗使用與標定試驗同樣的方法，試驗進行5次，驗證結果如表1所示。結果表明，產量平均誤差為3.48%，說明產量標定模型具有較高的測定精度，達到了測產實用水平。

表1 產量預測數據Table 1 Data of yield estimation

在隨后的谷物收獲試驗中，根據計算得到的產量標定模型，使用采集的電壓除以對應小區域面積計算出單位面積產量（單產量），如式（2）所示。

式中ρ為谷物質量與電壓累加和比值標定系數，其計算結果見式（3）；ui為第i小區電壓值，V；v為收割機前進速度，m/s；Δt為小區收獲時間，s；wd為割幅寬度，m。yk為單位面積產量值（濕質量），kg/hm2。

式中ρi分別對應5個測試區域標定時求出的標定系數(標定小區谷物質量與該小區電壓累加和的比值)，標定系數的平均值即為ρ。表2為測產收獲試驗時得到的其中5組預測單產量。

表2 單產量預測數據Table 2 Yield prediction data per unit

2）產量數據可視化處理

測產數據服務系統基于WebGIS技術，除了提供測產數據的文本查詢顯示外，還提供了測產數據的可視化，包括采樣點查詢、多邊形查詢，以及產量專題圖繪制。圖11為基于克里金插值的收獲地塊的產量專題圖。

圖11 產量專題圖Fig.11 Thematic map of yield data

4 測產數據服務的實現

4.1 Web Service接口設計

為了給異構平臺用戶提供統一的服務接口，本文使用WSDL文檔完成了標準接口的定義，以標準接口形式將Web服務暴露給各個客戶端系統。服務調用者可以是運行于不同平臺（如Windows，Linux，Android等），使用不同技術開發（如Java，C++等）的應用程序。

4.2 Web Service接口的實現

本文使用WSDL定義實現了Web Service接口。WSDL文檔中不僅定義了服務端所提供的各種服務接口，還定義了Web服務的信息，包括Web服務的名字，Web服務的端口綁定，Web服務調用的URL等。文檔通過name屬性來區分不同的service，通過soap:address元素定義用來調用Web服務的URL；port binding描述了在哪里可以找到服務的詳細信息，等等。各個客戶端系統只要將服務調用請求根據WSDL文檔中的接口描述信息，按照SOAP規范進行封裝，就可以成功調用相關服務。

本文以Android智能手機平臺作為客戶端進行測產數據查詢的實現界面如圖12所示。首先登錄谷物信息查詢系統，在主頁面輸入查詢條件，點擊查詢按鈕，訪問Web Service接口，服務端發送被請求的谷物測產數據到客戶端并進行可視化顯示（圖12a），并可進一步顯示目前數據采集目標地塊的地塊邊界（藍色封閉線條）以及正在進行的數據采集位置（圖12b），并可根據測產數據時間先后順序描畫測產軌跡。

圖12 Android客戶端遠程查詢Fig.12 Remote query from an Android client

5 結論

本文提出了一個實用的谷物測產數據服務解決方案，在谷物測產數據服務系統中應用Web服務技術，實現了工控機、移動終端和服務器等異構平臺之間的數據交互和共享?；赟ocket的谷物測產數據實時采集接口提供了高效數據采集服務，基于SOAP協議的谷物測產數據服務則為不同的訪問終端提供了統一的服務界面。研究結論如下：

1）基于Socket的谷物測產數據采集接口能夠高效采集測產數據，滿足測產數據遠程傳輸要求；

2）通過采集并傳輸現場測產標定試驗、驗證試驗以及收獲試驗數據，在服務器端通過數據預處理，建立并驗證了谷物產量標定模型，繼而推算出單位面積產量計算模型。產量模型測定精度（決定系數）達到0.8749，驗證平均誤差為3.48%，最大誤差為7.17%，能夠滿足實際測產要求；

3）基于SOAP協議能夠很好地提供谷物測產數據服務。AES加密和RSA數字簽名技術的集成，保證了SOAP消息的機密性、完整性、消息源認證性和不可否認性，有效彌補了SOAP協議本身安全性差等缺點。GZIP壓縮處理方法改善了SOAP消息的網絡傳輸效率，有利于大數據塊的傳輸。

4）測產工控機采集并遠程上傳數據以及Android手機請求測產數據服務實踐表明，該數據服務平臺能夠高效地接收和處理實時傳來的數據，Web Service接口能夠快速地根據客戶端請求推送查詢結果，實現了異構平臺之間數據交互和共享。

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Grain yield data collection and service for heterogeneous platforms

Zheng Lihua, Guo Xiang, Li Minzan※, Li Xincheng, Chen Yuan, Xiao Changyi
(Key Laboratory of Modern Precision Agriculture System Integration Research, Ministry of Education, College of Information and Electrical Engineering, China Agriculture University, Beijing 100083, China)

Crop yield information is the precondition for the implementation of precision agriculture, and it is the key to organize farmland production and achieve decision-making for agricultural management. Aiming at collecting yield data by the grain yield measurement and control system in harvest field and transmitting the collected data to the yield server in real time, and meanwhile meeting the demands of data access to all kinds of terminals, a data collection and service platform for monitoring grain yield was developed. It is helpful to achieve data real-time interacting among the on-site yield monitoring system, the mobile terminals and the remote yield server. Socket and SOAP (simple object access protocol) technologies are used to implement data exchanging between the remote server and various heterogeneous platforms. A grain yield data collecting system was developed and embedded in the IPC (industrial personal computer) mounted on the combine harvester to collect yield data in real time, and its modules included device setting, data collecting, data parsing and data uploading. The yield data are composed of the information input by user (farm and plot identification, which are input once for each plot), the global position system (GPS) data (longitude, latitude, altitude and time), the data (harvester speed, harvester cutter width, impulse voltage, grain moisture and grain temperature) from the sensors mounted in the harvester and the CAN (controller area network) bus. The collected yield data are packaged every 1 second and transferred to the yield server through Socket via GPRS (general packet radio service), and then they are parsed according to the yield data exchanging protocol and stored into the yield database established in the server. Then the yield data can be calculated, processed and visualized according to various modules embedded in the yield data collection and service system which is developed using Hadoop and Web GIS (web geographic information system) technologies. And the modules include user management, news management, bulletin management, document management, farm management, plot management, yield data management, harvester tracing and Web GIS service, and the grain yield data collecting system is connected with the remote data access terminals through the data collection module and data service module which are embedded in the yield data management. Yield data service is implemented using Web Service based on SOAP for data sharing for various terminals (such as mobile, tablet PC (personal computer), PDA (personal digital assistant), and desktop) with different operating systems (such as Windows, Macintosh, Linux or Android). A grain yield querying system was established for testing the yield data service XML (extensive makeup language) interface provided by the yield data collection and service system, the information including farm, plot and yield could be accessed smoothly, and the yield data visualization could be achieved accordingly. For improving the yield data transmission efficiency, GZIP (GNUzip) is used to compress SOAP messages and reduce bandwidth consumption. In addition, the digital signatures and encryption technology are used to guarantee the security of data transmission via internet. The system experiments were carried out, and the results showed that the grain yield data collecting system worked well on-site and the yield data could be collected and uploaded every 1 minute; the data collection and service system could receive, calculate, process and visualize the real-time yield data efficiently; and the Web Service interface could push the yield data querying results quickly according to client requests. The study indicates that the yield data interaction and sharing between heterogeneous platforms can be achieved by using the yield data collection and service platform proposed in this paper.

grain; web service; data visualization; yield monitoring; industrial personal computer (IPC); SOAP

10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.020

S24; TP399

A

1002-6819(2016)-09-0142-08

鄭立華，郭 享，李民贊，李新成，陳 元，肖昌一. 面向異構平臺的谷物測產數據采集及實現[J]. 農業工程學報，2016，32(9)：142－149.

10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.020 http://www.tcsae.org

Zheng Lihua, Guo Xiang, Li Minzan, Li Xincheng, Chen Yuan, Xiao Changyi. Grain yield data collection and service for heterogeneous platforms[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(9): 142－149. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.020 http://www.tcsae.org

2015-04-24

2016-03-02

公益性行業（農業）科研專項（201303109）；863計劃項目（2012AA101901）

鄭立華，女，教授，博士生導師，主要從事農業信息化方面的研究。北京 中國農業大學“現代精細農業系統集成研究”教育部重點實驗室，100083。Email：zhenglh@cau.edu.cn

※通信作者：李民贊，男，教授，博士生導師，主要從事精細農業方面的研究，北京 中國農業大學“現代精細農業系統集成研究”教育部重點實驗室，100083。Email：limz@cau.edu.cn. 中國農業工程學會會員：鄭立華（E040100148M）