基于SaaS農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺的研究與實現(xiàn)

吳小香+徐冬寅+毛林+嚴(yán)利

摘要：為解決農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管過程中系統(tǒng)構(gòu)建不完善、信息化交流不通暢等問題，提出基于軟件即服務(wù)（software-as-a-service，SaaS）模式農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺的系統(tǒng)設(shè)計思路，根據(jù)總體業(yè)務(wù)流程分析，構(gòu)建出系統(tǒng)的主要框架構(gòu)圖和平臺實現(xiàn)模塊，設(shè)計采用多租戶模型、數(shù)據(jù)擴展、配置性、伸縮性等關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)投入品供、銷、存、監(jiān)過程的可追溯，達到了各監(jiān)管部門的需求。

關(guān)鍵詞：軟件即服務(wù)（SaaS）；農(nóng)業(yè)；投入品；監(jiān)管平臺；多租戶模型；關(guān)鍵技術(shù)；可追溯

中圖分類號： TP391；S126文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）11-0183-04[HS）][HT9.SS]

“民以食為天，食以安為先”，農(nóng)產(chǎn)品是食品的重要組成部分，是人們賴以生存的基本生活資料和必備的物質(zhì)基礎(chǔ)。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全涉及千家萬戶，是經(jīng)濟發(fā)展、社會安定和諧的基本保障。在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全體系中，農(nóng)業(yè)投入品危害分析和關(guān)鍵控制點通過識別、評估農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)投入品的化學(xué)危害，采取適當(dāng)措施科學(xué)、合理、系統(tǒng)地控制農(nóng)產(chǎn)品各個環(huán)節(jié)，防止危害發(fā)生，可確保農(nóng)產(chǎn)品投入市場的質(zhì)量安全。

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管系統(tǒng)仍然存在構(gòu)建不完善等問題，如農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)商和經(jīng)銷商缺乏必要的信息服務(wù)，用戶安全信息缺失與不對稱，政府監(jiān)管部門信息交流不通暢等，因此須要建立起一種統(tǒng)一門戶、數(shù)據(jù)集中又分離、滿足個性化服務(wù)需求等特點的農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管信息服務(wù)體系平臺。

[WTHZ]1基于SaaS農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺的設(shè)計思路及其系統(tǒng)分析

本研究農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺架構(gòu)方式主要采用Client/Server方式，Client承擔(dān)收集數(shù)據(jù)并及時上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)，Server承擔(dān)處理和挖掘數(shù)據(jù)，這類系統(tǒng)定位在一般數(shù)據(jù)的傳輸、采集及分析重點工作上。

在實際工作中，各農(nóng)業(yè)部門所需要的農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管系統(tǒng)須要定制系統(tǒng)單獨維護，隨著農(nóng)業(yè)信息化步伐的加大，市級單位對農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺的投入明顯增加。基于SaaS農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺在針對業(yè)務(wù)需求特點兼顧整體方案一致的情況下，利用SaaS模式的多租戶和面向服務(wù)的理論基礎(chǔ)，對多客戶要求有所偏重且為多個租戶實現(xiàn)穩(wěn)定安全配置的服務(wù)，系統(tǒng)的特點是多部門用戶共同使用同一系統(tǒng)。

系統(tǒng)開發(fā)商在SaaS模式下，在云環(huán)境中部署項目框架代碼及數(shù)據(jù)倉庫來滿足農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺的需求。具體農(nóng)業(yè)執(zhí)行部門通過租戶形式租用功能相同、軟件界面配置不同的系統(tǒng)環(huán)境。采用SaaS模式大大降低農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺系統(tǒng)開發(fā)商的研發(fā)和維護成本，也提高了數(shù)據(jù)訪問效率，為監(jiān)管部門提供了詳盡的數(shù)據(jù)。

為了進一步方便農(nóng)業(yè)投入品市場的監(jiān)管，本研究通過移動終端、云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺等智能化措施規(guī)范農(nóng)業(yè)投入品市場，構(gòu)建農(nóng)業(yè)投入品可信流通體系，促進農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)。

農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺由2個部分組成，即面向市級農(nóng)業(yè)投入品主管部門的數(shù)據(jù)匯總整理和分析決策的信息服務(wù)的市級農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺、面向鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)投入品執(zhí)法部門的執(zhí)法監(jiān)管和業(yè)務(wù)整理的鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺。系統(tǒng)的總體設(shè)計如圖1所示。

2基于SaaS的系統(tǒng)主要框架

農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管系統(tǒng)采用Struts+Spring+Hirbhate框架的多租戶和面向服務(wù)的SaaS模式架構(gòu)，該系統(tǒng)從公共服務(wù)層、業(yè)務(wù)核心層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)服務(wù)層4個層次劃分，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

SaaS系統(tǒng)的基礎(chǔ)層動態(tài)配置硬件服務(wù)環(huán)境分析負載均衡，及時動態(tài)適配虛擬服務(wù)器；依據(jù)數(shù)據(jù)整體特點，采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)；采用XML文件存儲不同的文檔、圖像等數(shù)據(jù)，并為不同租戶提供存儲和標(biāo)識私有數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)服務(wù)層為數(shù)據(jù)操作提供數(shù)據(jù)規(guī)則分析、數(shù)據(jù)管理分析、數(shù)據(jù)存儲等功能，為基礎(chǔ)層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)接口服務(wù)，有效地隔離基礎(chǔ)層和核心業(yè)務(wù)層，負責(zé)多租戶數(shù)據(jù)引擎、規(guī)則引擎、負載均衡引擎等主要核心操作。

核心業(yè)務(wù)層提供了系統(tǒng)功能和系統(tǒng)管理、監(jiān)管用戶及權(quán)限管理、相關(guān)界面生成等系統(tǒng)服務(wù)，集中處理系統(tǒng)交互過程中的業(yè)務(wù)請求，為不同租戶提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)配置信息、信息門戶整體業(yè)務(wù)邏輯配置以及個性化業(yè)務(wù)服務(wù)邏輯處理，實現(xiàn)信息發(fā)布和業(yè)務(wù)管理于一體的多租戶信息系統(tǒng)。

3農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺模塊及關(guān)鍵技術(shù)

農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺一級模塊主要包括系統(tǒng)管理、企業(yè)中心、經(jīng)營管理、輔助管理、投入品預(yù)警管理、農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、個人中心、信息維護等，其中農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)

管、投入品預(yù)警管理是平臺的重要部分。

[HTK]3.1模塊具體實現(xiàn)[HT]

企業(yè)中心模塊為農(nóng)資生產(chǎn)/經(jīng)銷企業(yè)基本信息模塊。在農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管過程中，通過電子地圖、備案、誠信等級信息提高企業(yè)的自律意識，也方便監(jiān)管部門對企業(yè)評價等級。

經(jīng)營管理模塊包括采購申請、進貨管理、條碼打印管理、銷售管理等子模塊。農(nóng)業(yè)投入品經(jīng)營單位向監(jiān)管部門提交投入品采購申請，經(jīng)市（區(qū)）農(nóng)業(yè)委員會監(jiān)管部門審核確認后采購及采購備案，打印產(chǎn)品條碼，識別二代身份證以限用/禁用農(nóng)業(yè)投入品的售出流向，確保監(jiān)管及時、到位。

投入品預(yù)警模塊包括許可證過期預(yù)警、投入品過期預(yù)警等子模塊。這個預(yù)警模塊大大減少了不規(guī)范的許可證過期現(xiàn)象，控制了過期的投入品銷售流向，營造了安全而可靠的農(nóng)業(yè)投入品市場。

統(tǒng)計分析模塊包括3個子模塊，即采購申請統(tǒng)計、銷售統(tǒng)計月報、銷售統(tǒng)計年報。該模塊便于監(jiān)管機構(gòu)用戶統(tǒng)計本地區(qū)投入品采購申請、投入品銷售情況，以圖標(biāo)形式顯示，直觀形象。

監(jiān)管信息模塊包括3個子模塊，即監(jiān)管對象、監(jiān)管隊伍、執(zhí)法監(jiān)管。對監(jiān)管機構(gòu)執(zhí)法部門人員的執(zhí)法工作進行監(jiān)管，查看本地區(qū)監(jiān)管機構(gòu)各執(zhí)法人員工作基本信息列表；另外也采集了相關(guān)的基礎(chǔ)信息，如執(zhí)法人員、執(zhí)法地點、執(zhí)法時間、執(zhí)法內(nèi)容、執(zhí)法記錄文件及圖片、執(zhí)法結(jié)果等。

農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管模塊使用權(quán)限為監(jiān)管機構(gòu)用戶，農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管模塊包括5個子模塊，即農(nóng)業(yè)投入品采購核準(zhǔn)、農(nóng)業(yè)投入品備案信息、日常巡查管理、案件上報處理、信用評價管理。監(jiān)管機構(gòu)主管部門領(lǐng)導(dǎo)查看經(jīng)銷企業(yè)用戶提交的采購申請，并對未審核的申請進行核準(zhǔn)，對已核準(zhǔn)購買的項目，經(jīng)銷企業(yè)用戶方可進行采購及備案，也方便監(jiān)管人員查看投入品銷售備案信息列表，可篩選查詢經(jīng)銷企業(yè)的農(nóng)資備案信息，也可以做好上傳相關(guān)圖片、文字例行工作記錄，及時對例行事件/案件記錄進行查看與維護管理，提供篩選查詢，監(jiān)管人員對本地區(qū)企業(yè)信用等級評價等，真正實現(xiàn)了監(jiān)管的作用。

信息維護模塊為投入品監(jiān)管信息平臺展示、發(fā)布各類信息的管理模塊，主要有通知公告、法律法規(guī)、文函公告、執(zhí)法動態(tài)、案件查處、農(nóng)資常識等相關(guān)文件的公告，為用戶的日常服務(wù)提供了有利的支持。

3.2采用的關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1多租戶模型架構(gòu)

系統(tǒng)設(shè)計須提供安全可靠的多用戶數(shù)據(jù)模型、元數(shù)據(jù)管理模型和安全服務(wù)模型。SaaS多租戶架構(gòu)可從資源的碎片化、可定制、可信性、規(guī)?？缮炜s[1]等關(guān)鍵方面設(shè)計解放方案，為用戶建立SaaS服務(wù)下的不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，本系統(tǒng)采用創(chuàng)建支持多用戶并發(fā)的數(shù)據(jù)模型，通過新增TenantID=xxx字段區(qū)別和隔離租戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，保證各用戶之間的隱私。

3.2.2數(shù)據(jù)擴展技術(shù)

對于SaaS數(shù)據(jù)庫存儲模式中的獨立數(shù)據(jù)庫和獨立架構(gòu)模式，每個租戶都有自己獨立的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，每個租戶的數(shù)據(jù)表擴展不會影響到其他租戶的數(shù)據(jù)表[2]。在本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫存儲架構(gòu)采用獨立專享的數(shù)據(jù)庫存儲模式，其工作流的數(shù)據(jù)存儲執(zhí)行與各租戶保持交互。

3.2.3配置性技術(shù)

SaaS可配置性技術(shù)根據(jù)不同租戶的需求制定靈活個性化的定制配置，在配置過程中，本系統(tǒng)支持同一實例的不同用戶個性化配置。SaaS具有量體裁衣、持久性和可擴展性等獨特的特點，在多租戶架構(gòu)的郵件傳送代理（mail transfer agent，MTA）是SaaS中一個關(guān)鍵性的配置設(shè)計[3]。農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺的SaaS服務(wù)為用戶數(shù)據(jù)設(shè)定條件和內(nèi)置的規(guī)則行為，通過客戶端模型訪問配置的建立，如用戶界面配置、數(shù)據(jù)配置、用戶數(shù)據(jù)配置以及用戶需求特性配置滿足了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求。

3.2.4伸縮性技術(shù)

SaaS軟件服務(wù)系統(tǒng)的伸縮性技術(shù)通過應(yīng)用服務(wù)器層及數(shù)據(jù)庫層的水平擴展來實現(xiàn)[4]。本系統(tǒng)通過多租戶用戶申請并感知訪問服務(wù)，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)量大時，調(diào)度器自動進行負載平衡，為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供伸縮分層，從而提高其性能。多租戶多層次伸縮架構(gòu)圖如圖3所示。[FL）]

4系統(tǒng)的應(yīng)用

通過研究構(gòu)建了基于SaaS的農(nóng)業(yè)投入品監(jiān)管平臺，系統(tǒng)界面如圖4所示，該平臺在江蘇省泰州市試運行，其主界面有通知公告、法律法規(guī)、執(zhí)法動態(tài)、公正執(zhí)法、組織結(jié)構(gòu)、行政處罰公示、快速通道等基本信息。

系統(tǒng)通過建立手機終端與監(jiān)管服務(wù)信息平臺（圖5）的數(shù)據(jù)交互，監(jiān)管員執(zhí)法檢查的現(xiàn)場實時情況（生產(chǎn)環(huán)節(jié)非法添加行為、無證無照生產(chǎn)企業(yè)）記錄上傳到系統(tǒng)，實現(xiàn)定期檢測農(nóng)業(yè)投入品質(zhì)量，確保監(jiān)管的有效性。

利用電子標(biāo)簽技術(shù)（圖6），可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品投入品數(shù)據(jù)的追溯和采取應(yīng)急措施（尤其是高毒農(nóng)業(yè)投入品），實現(xiàn)農(nóng)戶交易記錄有根有據(jù)，同時為監(jiān)管部門檢查執(zhí)法提供有力的技術(shù)保障。

為農(nóng)業(yè)投入品經(jīng)營部門提供方便的交易臺賬系統(tǒng)（圖7），實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，提高信息化管理水平，為經(jīng)營部門的誠信銷售建立信息化電子檔案。

5結(jié)語

本系統(tǒng)主要采用SaaS模式及Struts、Spring、Hirbhate技術(shù)框架架構(gòu)，客戶端組件與中間層連接，減少代碼冗余、文件的配置、降低人員維護，也解決前臺數(shù)據(jù)動態(tài)設(shè)置、異常事務(wù)處理等問題，提高開發(fā)人員基礎(chǔ)服務(wù)層的開發(fā)效率，實現(xiàn)各類用戶權(quán)限統(tǒng)一控制、監(jiān)管信息統(tǒng)一監(jiān)控、基礎(chǔ)信息統(tǒng)一查收等服務(wù)，點對點的租賃服務(wù)簡便化和數(shù)據(jù)整合高效化。

通過二維碼追溯應(yīng)用的設(shè)計，改善了農(nóng)業(yè)投入品在監(jiān)管不及時、信息丟失等不足，提高了產(chǎn)品流通領(lǐng)域的追溯源頭，解決了農(nóng)業(yè)投入品在農(nóng)業(yè)中的供、銷、存、監(jiān)過程中帶來的“信息孤島”問題。

在運行過程中，如何保護數(shù)據(jù)安全仍然是個有待提高的問題，在后續(xù)系統(tǒng)測試中將會不斷完善，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和健壯性。

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