自動土壤水分觀測儀遠程監管系統設計實現

陳利華

內蒙古自治區大氣探測技術保障中心 內蒙古 呼和浩特 010051

引言

我國是農業大國，農業氣象災害很大程度上影響了我國經濟快速發展，為了提高農業干旱監測水平我國大面積建設了自動土壤水分觀測儀。自動土壤水分觀測儀可以方便、快速地在同一地點進行不同層次土壤水分觀測，獲取具有代表性、準確性和可比較性的土壤水分連續觀測資料，可減輕人工觀測勞動量、提高觀測數據的時空密度，為干旱監測、農業氣象預報和服務提供高質量的土壤水分監測資料[1-3]。內蒙古共建有140多個國家級考核自動土壤水分觀測站，形成了穩定的土壤水分監測網。

隨著智能手機的普及，越來越多的應用移動化應用需求逐漸突顯。目前，氣象領域現有的土壤水分業務應用軟件和監控軟件大多是基于PC端開發，已無法滿足業務人員對移動應用的迫切需求[4-5]。因此，在移動端開發一款自動土壤水分觀測儀器的監控軟件，隨時隨地進行土壤水分實時監控和設備維護維修保障行為記錄，對提高自動土壤水分觀測儀的運行監控能力和保障時效起重要支撐作用。

1 系統架構分析

目前常用的移動端載體有APP和微信公眾號，對二者的優勢和劣勢分析如下：

App：需要用戶在移動終端安裝APP客戶端，占用用戶手機內存，而且用戶需要注冊登錄訪問，如果用戶不登錄或打開軟件，就無法收到消息，往往會造成信息共享滯后問題[6]。

微信公總號：微信的跨平臺特性較好，不用考慮用戶使用什么系統的手機；可以即時接收消息，掃描二維碼關注即可使用，無須用戶安裝任何終端軟件。

系統應具備較好的擴展性和維護性，總體架構采用Nutz，系統程序設計語言采用Java，移動端應用程序采用HTML5、Bootstrap、JavaScript技術。本系統結合土壤水分站監控和保障業務實際情況，研發一個技術領先、安全可靠、整合土壤水分自身監控和保障業務于一體的移動微信端應用系統。

2 系統主要功能

根據自動土壤水分觀測站監控和保障業務實際需要，系統主要功能分為：告警規則設置、用戶規則配置、用戶管理、推送消息接收顯示、運行數據查詢、用戶反饋和溝通、告警消息推送、用戶同步和站網同步等功能。

一般年輕業務人員，經驗少但學習能力強，系統操作方面不成問題，但對于老業務人員來說，雖然積累了豐富的經驗，但對于新技術適應能力差。本文綜合考慮業務人員的業務水平和學習能力，采用降低用戶操作難度的設計思想，即：系統大多數操作都在pc端由管理員進行操作，終端用戶只需查看移動微信端接收到的消息，并借助微信端的聊天窗口在線反饋即可，沒有其他復雜的系統操作。終端用戶操作系統就和平時使用微信一樣，簡單易懂。所以本系統除了將“推送消息接收顯示、運行數據查詢、用戶反饋功能”放到移動微信端外，其余功能全部放到pc端或后臺任務調度程序完成。

首先管理員在pc端通過“告警規則設置”設置自動土壤水分站的告警類型和告警級別，通過“用戶規則配置”為用戶配置特定的規則；系統后臺程序通過對自動土壤水分站實時運行狀態判斷，生成告警消息自動推送到相關用戶，同時也會將臺站在“綜合氣象觀測系統（ASOM2.0）”內填報相關的維護維修單據自動推送至相關用戶；用戶收到系統推送的告警消息后，在微信端內進一步查詢該站點的實況數據、運行狀態、24小時歷史異常詳情，并通過微信聊天窗口反饋設備的維修進展情況。“綜合氣象觀測系統（ASOM2.0）”站網信息變更時，系統自動同步。

3 結束語

本文設計研發的自動土壤水分觀測儀遠程監管系統，實現了在移動端進行自動土壤水分觀測儀器運行狀態的實時監控，滿足了用戶隨時隨地查看掌握土壤水分實時運行狀態和儀器維護維修保障行為記錄的業務需求，進一步提高了自動土壤水分觀測儀的運行監控能力和保障時效。系統具有較好的可擴張性和通用性，為在水文、農業、環保等其他部門進行小氣候試驗或應急觀測打下了良好的基礎。