農機信息化綜合服務平臺設計—基于智慧城市嵌入式快遞系統

劉 娜

(重慶工業職業技術學院 信息工程學院,重慶 401120)

0 引言

利用現代化的信息技術,建立健全智慧農機綜合管理平臺的服務管理功能和決策支持體系,對于加強農機信息化宏觀調控和微觀指導,進一步促進農業機械化、信息化的發展,具有十分重要的理論意義和實際意義。為了加快農機信息化發展水平,將智慧城市嵌入式快遞系統引入到智慧農機綜合管理平臺中,可為農業機械化和信息化工作提供新的手段和方法,促進了農機化與信息化的融合,協調了農機組織的任務分配及全國農業信息化的快速發展。

1 智慧城市和嵌入式快遞系統

隨著城鎮化進程的不斷加快,城市人口密度越來越大,人口管理、交通擁堵、環保和安全問題等是每個城市管理者當前必須面對的問題,亟需統籌規劃,這些問題可以借助智慧城市方案來解決。智慧城市是在當前信息化技術的基礎上,對城市進行更加高效、安全和智能化的管理,智慧城市不是簡單的信息化或數字化城市的升級,而是以政府、企業和市民為主體,對信息平臺進行共享。三大主體進行交流交互,可以為城市管理提供更加靈活的決策支持和行動工具,達到城市管理的可視化、高效性及和諧健康的目標。

智慧城市是工業化、城市化和信息化融合的產物,是以物聯網、無線寬帶、電信網絡等為基礎,以智慧技術集成、智慧產業發展、智慧服務便民為目的的一種新的城市發展模式。智慧城市利用信息化手段,可以對城市運行的一些關鍵系統信息進行預測、分析和整合,對城市居民、企事業單位的服務需求做出智能化響應,促進城市的和諧發展。

基于GIS技術可以對城市管理進行可視化拓撲(見圖1),利用三維建模技術可以標記城市的重要建筑,并可視化的呈現給城市居民,方便居民查閱,也給城市管理者提供了關鍵建筑物的標記信息。嵌入式快遞系統也是智慧城市的產物之一,嵌入式快遞系統基于傳感器、物聯網及包裹實時跟蹤技術,主要利用自動快遞柜來實現智能化配送過程,其基本框架如圖2所示。

圖1 基于GIS的智慧城市管理拓撲圖

圖2 嵌入式快遞系統基本框架

嵌入式快遞系統主要由5部分組成,包括自動取件柜、傳感器模塊、車載終端、管理系統和物流跟蹤系統。嵌入式快遞系統除了擁有普通快遞系統的基本功能之外,還有自動快遞存取柜,實現了快遞員派件和收件人收件的自動化過程,有效地提高了快遞寄送的效率,降低了成本。嵌入式快遞系統寄取流程如圖3所示。

圖3 嵌入式快遞系統寄取流程

嵌入式快遞系統可以將物流單號、ID號、手機號等信息輸入車載終端,并查詢快遞、跟蹤快遞。除了這些基本功能之外,嵌入式快遞系統有自動存放和取件柜,派件的快遞員將快件掃描存入后,輸入單號,收件人憑借收到的短信取件碼,在自動取件柜上輸入取件碼后便可以完成取件,實現快遞的智慧化和智能化服務。

2 智慧農機信息化綜合服務平臺設計

隨著農業規模化生產技術的不斷提高,更多的田間作業機械被投入到農業生產過程中,為了提高農機的使用效率,需要建立專業化、智慧化的農機信息綜合服務平臺。農機信息服務平臺系統基于農機衛星定位技術,利用農機信息系統實時顯示農機在GIS電子地圖上的位置,然后將這些信息集成后呈現給農機管理人員;農機管理人員對信息進行統計和分析后,做出合理的農機調度方案。農機信息化綜合服務平臺的基本框架如圖4所示。

圖4 智慧農機信息化綜合服務平臺框架

智慧農機信息化綜合服務平臺包括4個基本層次框架,即用戶層、應用層、大數據中心層和基礎層次。其中,基礎層包括服務器集群、以太網、互聯網及3s技術和物聯網等;大數據中心主要包含了農機的基本信息、農機實時作業信息及GIS地圖等;應用層的服務有很多,如農機實時作業信息查詢、農機生成企業和服務企業查詢、農機數量分配及農機作業路徑優化等;用戶層主要包含了農民、農機管理人員、企業和政府等。

智慧農機信息化綜合服務平臺是基于J2EE架構開發出來的,共分為4層結構,每個結構的功能單元是獨立的,利用相關文件和類組成J2EE程序,進行組件的交互,如圖5所示。

圖5 基于J2EE架構的四層結構模型

如圖6所示:WebService技術及其相關技術體系包括XML、SOAP、WSDL、UDDI等,WebService 是一種新的Web應用程序分支,其他的應用服務程序可以查詢和使用其應用服務。

圖6 基于WebService的智慧農機信息系統應用模型

3 農機信息化綜合服務平臺測試

在農田規模化作業過程中,根據農田耕地類型對作業任務進行合理規劃,對實施進度進行全面統籌,對農田規模化生產作業有非常重要的作用。本研究將智慧城市嵌入式快遞智能化系統引入到了農機信息化平臺的設計中,為了驗證方案的可行性,對農機信息化平臺進行了搭建,并以農機的調度和規劃為研究對象對平臺進行了測試,其流程如圖7所示。

以農機作業路徑規劃和農機的調度分配為例,對平臺的可行性和可靠性進行測試。首先,利用平臺對農機的作業路徑進行規劃,規劃過程結合GPS定位系統和GIS電子,如圖8所示。

圖7 農機信息化平臺測試流程

圖8 農機作業跟蹤規劃圖

利用GIS電子地圖技術,可以通過自定義添加圖層,結合谷歌衛星地圖,用不同的顏色對不同類型的地塊進行標記,以方便農機管理員進行合理的農機調度,便于農機行駛路線的規劃。農機作業過程中,可以由農機信息系統實時返回位置信息,農機管理員根據位置信息和地塊GIS電子地圖信息對農機進行分配和調度,可以有效地縮短農機的行駛路徑,提高農機的作業效率。本文對農機的路徑規劃效果和作業時間進行了統計,得到了如表1所示的統計結果。

表1 路徑優化效果和作業時間統計表

由表1可知:采用農機信息系統后,農機作業過程中行駛路徑長度明顯減少,時間明顯縮短,從而有效提高了農機的作業效率。

4 結論

為了提高農機信息化服務平臺的智能化水平,將智慧城市嵌入式系統引入到了農機信息化綜合服務平臺的設計中,實現了農機實時軌跡跟蹤、農機調度和信息反饋等功能,提高了農機的管理和調度效率。為了驗證方案的可行性,對農機信息化綜合服務平臺進行了測試,主要包括農田地塊標記、路徑優化和時間縮短方面。測試結果表明:采用農機信號化綜合平臺可以成功地對不同類型地塊就行標記,對農機的行駛路線進行規劃,得到了合理的行駛路徑,有效縮短了作業時間。