云計算技術在現代農業信息化建設中的應用

摘要：本文首先介紹了云計算的概念及特點，在此基礎上分析了云計算技術在智慧農業和大數據農業中的具體應用。

關鍵詞：云計算技術;信息技術;信息化建設

云計算可以說是目前最前沿的網絡信息技術之一，其為數據信息的計算、存儲及處理提供了更為全面高效、準確可靠的新模式。將云計算技術應用到農業中，能夠推動現有的農業信息化體系進一步發展與完善，為農業信息服務以及農產品電商銷售等發揮積極的作用。然而我們必須認識到，云計算在我國現代農業中的應用的模式、方法仍然存在許多問題，且普及率偏低。因此，對于云計算技術在現代農業中的應用進行研究，無論對網絡信息技術的發展還是對現代信息化農業的建設，都具有十分積極的意義。

1 云計算概念及特點

1.1 云計算的概念及內涵

云計算（ Cloud Computing），指的一種新型的網絡訪問模式，這種訪問模式能夠全面迅速地訪問具有共享功能配置的計算機資源。由于云計算的技術可以選擇以最少的互動量、最便捷的訪問途徑，因此其實現了網絡信息資源的快速收集、分配與處理。其中的“云”就是指通過信息網絡技術將計算機與計算機連接起來匯集成的群組。

總的來說，云計算具有以下幾個特點：一是具有靈活的虛擬化資源池，可根據用戶的需求動態化分配虛擬資源，實現信息資源的有效利用;二是用戶在需要計算服務時，可通過自行配置的方式獲得該服務，實現了按需分配;三是只要達到云計算的接入標準，則各種接入方法都可以接入到云系統中，接入門檻較低;四是云計算的結構與服務具有“彈性”，可根據需求改變與擴充;五是云計算服務可以量化，以便對數據信息進行統一、高效的處理。

1.2 現代農業中云計算技術的應用結構

從本質上而言，云計算屬于網絡信息技術的一種新形式，其不是單獨作用于現代農業發展的，而是與其他相關的信息網絡技術共同發揮作用的，如物聯網技術、大數據技術等。而相較于這些其他信息網絡技術，云計算技術主要在網絡系統連通廣、跨地域及跨部門、服務形式多元化、信息可量化處理等優勢，但需要注意的是，大數據技術也有與云計算技術的優勢較為相似，可是說是云計算技術的廣泛化。

從圖1中可以明顯看出，現代農業的云計算技術應用主要有三個范圍圈。處于中心位置的是農民、農民合作組織、農業企業等農業用戶，此為現代農業云計算技術服務的目標核心;處于中間位置的為與農業相關機構、部門及現代農業云計算服務的政府相關部門、運營商、服務商、供應商等，此為現代農業云計算運行的技術資源支撐者;最外部是外圍圈，主要是支持云計算技術的網絡、設備提供商，為現代農業中云計算提供普遍所需的網絡、設備條件。

云計算應用于現代農業之中，則主要有以下幾個特點：第一，云計算技術滿足了大范圍的農業用戶需求，在現代農業云計算技術的框架內，無論是網絡、設備、軟件的提供商，還是信息資源的運營商及技術服務商，都在為云計算技術在現代農業中的應用起到了積極的推動作用，在各方配合下，農業信息資源實現了全面開放、資源共享、互相補充、互相促進，從使得零散的農業信息得到有效整合，從而發揮出更大的效用;第二，在該框架之內，各參與者圍繞農業用戶為核心確定自己在其中的位置，其進行的一切技術或服務活動都是以農業用戶及其他農業客戶的價值為目標展開的，因此能夠使農業生產活動及時掌握市場信息，從而抓準市場機遇，提升現代農業效益;第三，云計算技術還將各參與者聯系起來，即在該框架內各參與者不是獨立的，而是合作共贏的關系，由此實現了多方利益，使農業生產衍生出更多的增值利益。

2 云計算技術在智慧農業中的應用

2.1 智慧農業物聯網的系統結構

智慧農業物聯網，就以云計算技術及信息網絡技術為基礎，對農業生產活動及農作物的生產情況所進行的監控與管理。具體來說，主要監測農田里的作物生長、病蟲害情況、土壤含水情況（墑情）、自然災害等，并且根據監測數據對農田進行管理，促進農業生產的全面管理。如圖2所示。

2.2 基礎子系統結構

基于云計算技術的智慧農業物聯網系統主要包括四個子系統：

2.2.1 環境監測子系統

通過云計算技術與溫濕度傳感器、風速傳感器、光電傳感器等相連接，對農田處的環境氣象參與進行實時測量。系統測量的參數可直接在物聯網控制平臺的顯示模塊中顯示出來。

2.2.2 墑情監測及自動灌溉控制子系統

該系統對土壤的溫度及水分進行監測，并將監測結果反饋在顯示在物聯網平臺上，使工作人員及時了解土壤墑情。在平臺上設置自動灌溉的閾值，一旦系統監測的土壤水分低于閩值，則系統控制自動灌溉設備啟動，當土壤水分處于合理范圍后，自動灌溉系統停

2.2.3 可視化監控子系統

通過現場視頻連通的方式，相關人員可以實時觀測作物的生長情況。該監控系統以B/S服務為基礎，在網絡上分布各信息處理功能。通過視頻服務器實現視頻信號的傳輸、轉換。只要用戶處于網絡中且具有物聯網平臺的操作權限，就可以實時觀測農作物的生產情況。

2.3 基于云計算技術的農業物聯網平臺技術分析

本農業物聯網系統最主要的作用是解決農田管理效率低下的問題，以傳感器終端為物聯網系統的監測部分，結合云計算技術、以太網、4G技術（5G技術已經得到初步應用）、GPS技術等為系統的網絡部分，以計算機、手機（或平板）等設備為監測端和控制端，實現了智慧化農業生產管理。

3 云計算技術在大數據農業中的應用

3.1 大數據農業信息共享服務平臺的系統結構

大數據農業服務信息共享服務平臺就是對各種農業相關數據和信息進行收集、整合、匯總，而后為平臺內的用戶提供信息的共享服務。其中，各用戶可從大數據平臺數據庫中檢索所需信息，也可以通過與其他用戶之間進行信息交換。

根據主要功能進行劃分，則大數據農業共享服務信息平臺主要實現三方面的內容：

（1）利用云計算技術、大數據技術等，通過互聯網將各種農業相關數據收集起來，并對數據進行轉換、整合、歸類;

（2）要為用戶提供具有針對性的數據共享和交換服務，用戶通過檢索及發布信息的方式獲得其所需要的信息;

（3）該平臺對數據的管理要統一整合、統一轉換、統一編目，使得數據的整體管理科學規范，便于數據的分類檢索，同時也有利于保障數據的安全。

與智慧農業平臺一樣，大數據農業平臺也采用B/S結構，如此實現了該平臺與其他同結構平臺的鏈接。

3.2 大數據農業數據共享服務平臺系統結構

3.2.1 大數據整合子系統

該系統主要作用是以互聯網為載體，從各個來源渠道收集農業相關數據，并對數據進行處理，保證新數據的質量與有效更新。具體功能如表1。

3.2.2共享服務子系統

大數據整合子系統將分散存在與網絡上，且數據形式不一的農業數據進行整合，并提供數據的檢索、共享與交換功能。該子系統的主要功能如下：一是數據查詢功能。該功能實現了簡單信息的查詢、多詞組條件查詢、主題檢索及全文檢索等，在用戶獲取查詢結果后，可以在結果列表中點擊相應位置就可瀏覽信息;二是數據的申請與審核功能，即用戶可以上傳信息，但所上傳的信息需要經過系統的審核方可上傳通過并保存在數據庫中;三是數據分類功能，即根據數據所屬農業專題劃分類別，以便于數據查詢及存儲;四是數據審核功能，即對來自各用戶的申請進行審核，審核通過后為用戶開放相應的端口;五是用戶管理功能，即對用戶的賬戶、級別及其權限等進行管理。

3.2.3 元數據子系統

該系統的主要功能是對數據進行發布管理，并控制數據相關權限，對大規模的統一性描述。一是模板目錄功能，制定或修改元數據模板，通過該模板快速錄入元數據;二是目錄管理，即對系統中數據資源進行分類、標注、關鍵詞提取等，同時也包含目錄的刪除、更新、替換等功能;三是元數據統計功能，查詢元數據并對其進行統計;四是數據管理，即數據的變更、刪除、新增、審核等功能。

3.3 基于云計算技術的大數據農業數據共享服務平臺的技術分析

該平臺是基于云計算技術的條件下，以J2EE為基礎進行開發的，共享服務功能的實現是由Spring boot、Zookeeper等，數據的交換處理通過XML/JSON實現。Hodoop分布式系統架構使得平臺具有超強的數據計算及關系式處理功能。選用Mysql、Sqlserver、Oracle數據庫對結構化數據進行存儲，同時以Mysql數據庫緩存前端界面，非結構數據則以構建的文件庫進行存儲。

4 云計算技術在農業電子商務中的應用

農業電子商務，是指以計算機技術、電子技術、信息網絡技術所構建的電商平臺為基礎所進行的農產品交易活動，實現了通過網上信息交易、電子支付、物流配送。農業電子商務擺脫了傳統農產品銷售受地域、市場限制的影響，直接連通了農產品與市場。見圖3。

在利用云計算技術建立農產品電子商務模式時，要盡量實現以下內容：一是要建立高質量的電商平臺界面，便于政府、企業及個人用戶的操作;二是要對農產品進行詳細的分類，設計高水平的信息數據庫，便于信息的搜索與瀏覽;三是要提供可靠的第三方交易擔保，并且對進駐的農業企業及用戶進行嚴格認證，對農產品的品牌、質量進行監管，建立完整的服務體系;四是要保證網絡信息的安全，對隱私信息進行加密，同時要對數據進行另外備份，防止數據丟失而造成重大損失。

5 結語

綜上所述，云計算技術在現代農業中具有重要的應用價值。因此，政府與農業部門應當積極推動云計算技術在現代農業中的有效應用，農業企業及農民應當利用好基于云計算技術構建的各類農業平臺，使之為我國農業的發展發揮重要作用。

參考文獻

[1]武文強，基于物聯網技術的智慧農業云平臺[J].物聯網技術，2020， 10 （06）： 106-107+110.

[2]韓兵，李東明.基于混合云技術的農業信息化平臺架構的研究[J/OL].吉林農業大學學報，2020.

[3]李冬睿，楊穎，邱尚明，楊善友，徐小云.“物云大智”在精準農業系統中的應用[J].數字技術與應用，2020，38 （05）：83-84.

作者簡介

李梅（1981-）女，江蘇省人。碩士學位，講師。研究方向為計算機網絡技術，網絡安全。