智慧農技推廣平臺系統框架研究

劉洪艷

摘要：針對農業技術推廣工作普遍存在的技術推廣方式單一、農民接受技術渠道少等問題，采用互聯網思維，建立起精準化個性化智慧農技推廣平臺。平臺總體框架由數據采集/自動控制層、數據管理/運算層和應用層3層結構組成，并根據模塊功能不同搭建起12個模塊框架，集成知識技術、農技服務和農情監測功能，通過數字化應用管理和多形態終端利用，為用戶提供農業知識服務、農技指導服務及農情監測服務。

關鍵詞：農業信息化；智慧農技；平臺；框架；功能

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2019）02-0035-04

農業技術推廣是農業科學技術轉化為現實生產力的橋梁和紐帶，目前農業技術推廣普遍存在技術推廣方式單一、農民接受技術渠道少、科技成果轉化難、技術技能更新慢等問題。不論是農技人員、新型農村經濟組織、農民還是示范基地，其核心需求是擁有一個動態的農業科技智庫，可隨時隨地解決種植過程中碰到的疑難問題。這個智庫既是符合當地主導產業、主栽品種、主推技術的個性化知識技術庫，也是一個能提供技術咨詢服務、獲取便捷高效信息的平臺。以農業技術推廣存在的問題為導向，瓦房店市農業技術推廣中心與大連華鞍自動化系統有限公司開展橫向聯合，采取互聯網思維，建立起精準化個性化智慧農技推廣平臺。

1 平臺總體框架

平臺總體框架由數據采集/自動控制層、數據管理/運算層和應用層3層結構組成。數據采集/自動控制層利用農業物聯網等技術采集數據，使用移動互聯網將數據實時傳輸至數據管理/運算層；數據管理/運算層對數據進行變換及數學計算后，將數據傳輸至應用層；應用層負責與用戶界面進行交互，將加工好的數據實時展示給用戶。

2 平臺模塊框架

根據模塊的不同功能，平臺系統劃分為知識技術支持系統、農技服務支持系統及農情監測系統3個子系統。3個子系統搭建12個模塊框架，模塊框架見圖2。

2.1 知識庫、技術庫模塊框架

以文字和圖片形式建立知識庫、技術庫2個模塊（見圖3），為用戶查詢農業百科知識和農業常用技術提供速查速算，向用戶展示、推介國內外種植業最新技術及先進實用技術。

2.2 種植指南模塊框架

以文字、圖片等形式建立種植指南模塊（見圖4），向用戶展示、推介本地農作物新品種、栽培技術要點、品種來源、專家熱線。

2.3 農技咨詢模塊框架

以QQ視頻切入、人機交互、專家系統（耕地資源評價、玉米配方施肥、蘋果推薦施肥專家系統）等建立農技咨詢模塊（見圖5），向用戶提供農業技術咨詢指導服務。

2.4 玉米配方施肥專家系統模塊

模塊以瓦房店域內農田地塊為管理對象，應用“3S”技術構建地域—屬性土壤數據庫，根據土壤肥力狀況、作物需肥規律、土壤供肥性能與施肥效應等因子，建立集咨詢與管理功能于一體的配方施肥專家系統，向用戶提供土壤養分狀況、養分等級查詢等服務，提出專家配方施肥建議，模塊頁面見圖6。

2.5 植物醫院模塊框架

以圖譜、人機交互、視頻等形式建立植物醫院模塊（見圖7），診斷作物常見病蟲害癥狀、作物營養失調癥狀等，查詢相關防治措施。

2.6 推廣體系模塊

以電子地圖和文字形式建立推廣體系模塊（見圖8），查詢市、鄉、村農技人員分布及個人信息，試驗示范基地位置及相關信息，指導企業相關信息，指導農事項目內容等。

2.7 專家園地模塊

以圖片和表格形式建立專家園地模塊（見圖9），介紹農業技術專家，并以視頻形式建立農技講堂，開通網絡課堂，邀請知名專家開展遠程農業技術講座。 2.8 監測預報模塊

監測內容包括土壤墑情監測預報和有害生物監測。土壤墑情監測預報模塊采用無線傳感器和人工測試點混合布局方式進行實時監測，利用無線網和互聯網通信技術實現二級計算機通信。運算服務器根據位置計算模型和濕度預測模型，在電子地圖上實時預報當地土壤墑情相關信息，并根據歷史數據生成各種相關報表和土壤墑情趨勢圖。有害生物監測模塊將所采集的蟲情進行自動分類匯總、上報，記錄每天采集數據，形成有害生物發生數據庫。

2.9 農產品質量安全模塊

以多形態數據庫和網絡技術為基礎，應用實時跟蹤技術和流程控制管理，全過程采集關鍵節點數據，包括種植地塊位置、生態環境、田間管理、農用化學品投入、殘留檢測、產品質量、第三方質檢認證、加工倉儲物流等數據，并經云端處理后記入RFID或二維碼，提供農產品質量安全信息查詢，詳見圖10。

2.10 種植業生產與技術現狀分析模塊

對肥料施用、農藥施用、技術推廣成效等農業生產數據進行專業統計與調研，詳見圖11。

3 平臺系統的應用與展望

3.1 數字化應用管理

一是建立SOA服務架構演進路線，將SOA服務架構分為7級，目前本系統實現第五級的復合化架構。二是應用GIS技術和面向服務的模塊可復用設計（SOA）理念，以Web化方法構建以地塊為單元，以地塊（圖斑）編碼、空間位置、行政區劃、地塊面積、土壤質地、有機質含量、養分含量、綜合地力指數等為重要土壤評價指標的屬性數據庫，以及地塊圖形與圖斑圖形完全重合的電子矢量地圖數據庫，進而構成覆蓋全域耕地的土壤屬性空間數據庫，為精準施肥、精準管理、產能預報等大數據應用提供可靠的基礎數據支持和可持續擴展能力。三是以大數據分析為基礎，應用反距離加權系數插值法，求解非采樣點地塊土壤有機質和養分的預測值。四是基于地塊屬性和作物種類的配方施肥專家系統模型，通過與地塊土壤養分狀況結合，土壤養分預測值的地塊可得出當年半定量配方施肥方案，土壤養分實測值的地塊可得出定量施肥方案。

3.2 多形態終端利用

利用互聯網及移動互聯網技術，打造基于ios、android、觸摸屏一體機、PC、平板電腦、LED顯示屏等多終端應用平臺，創新農業技術推廣服務模式。農技推廣人員使用手機APP，PC、平板電腦，即可開展一對一的專家問診與咨詢服務，為農業技術推廣提供完備的信息基礎支撐、透徹的信息感知，便于集中數據資源，提供貼心工具服務，建立廣泛互聯互通，實現深入智能控制，進而有效解決農業技術推廣最后“一公里”問題，提升農業技術推廣服務能力和水平。

4 結語

該智慧農技推廣平臺系統以云服務平臺架構為基礎，以物聯網、互聯網及移動互聯網為通信手段，融合關系數據庫、圖形數據庫和地理信息數據庫，實現多形態數據資源共享。應用現代農業技術、通信與信息技術、自動控制技術、大數據分析及預測預報技術，使用多種客戶端，提供知識信息、技術服務和農情監測，為瓦房店市現代農業發展提供“數字引擎”。

參考文獻

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