農(nóng)產(chǎn)品定點(diǎn)收購(gòu)云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)＊

趙爽，柳錦寶，楊惠麟，舒瀚文，羅泰茂，羅欽

（成都信息工程大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610225）

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)正在中國(guó)慢慢興起，得益于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，城市與城市之間的物流正逐漸變得高效[1]。通常，農(nóng)民用麻袋或編織袋將農(nóng)產(chǎn)品裝好，然后用拖拉機(jī)、自行車運(yùn)輸，但運(yùn)輸過(guò)程中信息不對(duì)稱，容易產(chǎn)生浪費(fèi)[2]。對(duì)于大多數(shù)出售農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，一旦信息不流通，即會(huì)造成收益降低等風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)工作，會(huì)從各個(gè)方面影響農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[3]，其中，農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸信息化，指的是將3S 技術(shù)與其他高新技術(shù)靈活結(jié)合，基于地理信息系統(tǒng)，則可以極大地增強(qiáng)管理能力，方便進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，通過(guò)車載的終端將農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程的監(jiān)管以及提高農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)男剩瑫r(shí)也有助于整個(gè)企業(yè)的管理[4]。

提高農(nóng)產(chǎn)品物流信息化水平，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)高效率運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，但大部分農(nóng)村地區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施比較落后，信息化技術(shù)水平比較低，所以提高收購(gòu)時(shí)的信息化水平是一個(gè)帶動(dòng)信息化建設(shè)的切入點(diǎn)[5]。為了更好地完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，得到以下系統(tǒng)目標(biāo)：本系統(tǒng)用戶為農(nóng)村中老年人群、需要解決農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)信息不流通地區(qū)人群、農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)信息管理審查的政務(wù)機(jī)構(gòu)。主要針對(duì)農(nóng)戶和政務(wù)人員2 部分用戶進(jìn)行需求分析。

對(duì)于政務(wù)部門，通過(guò)使用農(nóng)產(chǎn)品定點(diǎn)收購(gòu)平臺(tái)，可以有效防止通過(guò)開具農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)發(fā)票偷逃國(guó)家稅款。同時(shí)，政務(wù)部門進(jìn)行收購(gòu)時(shí)，通常收購(gòu)涉及的地域范圍較廣，并具有較大的分散性，有效的路徑規(guī)劃能夠避免在收購(gòu)路程上浪費(fèi)時(shí)間，提高農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)時(shí)的時(shí)效性。政務(wù)部門對(duì)每年的收購(gòu)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，于是本系統(tǒng)提供圖表形式分地區(qū)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并引導(dǎo)農(nóng)民自覺(jué)調(diào)整生產(chǎn)類型和生產(chǎn)規(guī)模。同時(shí)，獲得的農(nóng)產(chǎn)品分布數(shù)據(jù)還可以提供給下一次收購(gòu)網(wǎng)點(diǎn)的選址與更新。

收購(gòu)人員大多為臨時(shí)工，文化程度、辦事效率也參差不齊，也需要一套系統(tǒng)來(lái)對(duì)人員和信息進(jìn)行統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)收購(gòu)的規(guī)范化、高效化，這對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展有重大作用[6]。對(duì)于農(nóng)戶，收購(gòu)的價(jià)格和收購(gòu)的進(jìn)度等收購(gòu)信息的透明度至關(guān)重要。收購(gòu)時(shí)根據(jù)平臺(tái)規(guī)定的價(jià)格，并在有記錄的方式下完成支付，嚴(yán)格管控提級(jí)提價(jià)、壓級(jí)壓價(jià)行為。對(duì)于收購(gòu)時(shí)間的管理，上門時(shí)間段由農(nóng)戶提供，方便群眾。

本文構(gòu)建了一個(gè)可以供政府、農(nóng)戶使用的綜合性的基于地理信息系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，利用前端技術(shù)和渲染提升用戶使用感，并提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，為相關(guān)政務(wù)部門提供決策支持，并引導(dǎo)農(nóng)民自覺(jué)調(diào)整生產(chǎn)類型和生產(chǎn)規(guī)模。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 開發(fā)語(yǔ)言及相關(guān)技術(shù)

開發(fā)環(huán)境為Window10、Node.js-12.18.1，使用開發(fā)工具包括ⅤSCode、MySQL。基于JavaScript 語(yǔ)言進(jìn)行前端網(wǎng)頁(yè)開發(fā)，其輕量級(jí)、解釋型、動(dòng)態(tài)性與跨平臺(tái)性等眾多優(yōu)點(diǎn)使其成為目前最為流行的前端開發(fā)語(yǔ)言，并基于Node.js 技術(shù)結(jié)合Ⅴue 框架進(jìn)行項(xiàng)目前端的快速搭建。

1.2 總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以農(nóng)戶位置、農(nóng)作物種類及數(shù)量等信息為基礎(chǔ)，基于HTML 語(yǔ)言與百度API 實(shí)現(xiàn)前端頁(yè)面的各項(xiàng)功能，前端頁(yè)面使用ⅤUE 架構(gòu)，采用MYSQL 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。結(jié)合當(dāng)下農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)管理的不足之處、信息化程度不足帶來(lái)的各項(xiàng)問(wèn)題，如監(jiān)管不力、信息傳遞不及時(shí)等，形成一個(gè)能夠使農(nóng)戶放心省心出售農(nóng)產(chǎn)品、政務(wù)部門方便精確管理收購(gòu)各項(xiàng)事務(wù)的農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)平臺(tái)。

由于收購(gòu)平臺(tái)對(duì)用戶自主上傳數(shù)據(jù)的高依賴性，本系統(tǒng)必須以高效的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以滿足數(shù)據(jù)流量大、復(fù)雜多元的特點(diǎn)。為支持農(nóng)戶的信息上傳，政務(wù)部門的信息查詢、可視化路徑規(guī)劃、農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)成圖，系統(tǒng)設(shè)計(jì)用戶上傳信息表、收購(gòu)點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)表、農(nóng)產(chǎn)品表、用戶信息表、農(nóng)作物收購(gòu)訂單表、收購(gòu)人員表6 個(gè)表，遵循“低冗余度、層次分明”的原則，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、輸出。采用Web 端頁(yè)面，系統(tǒng)頁(yè)面設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)潔明了、色彩合理搭配、以可視化為主的設(shè)計(jì)思想，功能設(shè)計(jì)到位，便于農(nóng)戶的操作及政務(wù)部門的管理和決策。

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)本業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)了6 個(gè)表，如表1 所示。

表1 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.4 功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)核心功能包括收購(gòu)的最佳路徑導(dǎo)航、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)可視化、對(duì)收購(gòu)訂單的集中管理，如圖1 所示。

圖1 城鄉(xiāng)農(nóng)戶定點(diǎn)收購(gòu)云平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖

將本平臺(tái)分為2 大類，分別為用戶登錄平臺(tái)、政務(wù)管理登錄平臺(tái)。

農(nóng)戶頁(yè)面主要功能有：①農(nóng)產(chǎn)品信息上傳。在平臺(tái)上注冊(cè)農(nóng)戶賬戶，農(nóng)戶需要出售的農(nóng)產(chǎn)品各不相同，農(nóng)戶自由地上傳文字和圖片信息很關(guān)鍵，這是收購(gòu)規(guī)范化中的重要一環(huán)。②通過(guò)定位服務(wù)獲取農(nóng)戶位置。通過(guò)定位服務(wù)或者農(nóng)戶自己選擇需要進(jìn)行收購(gòu)的地點(diǎn)與時(shí)間段并上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)戶的位置以及選擇的收購(gòu)時(shí)間，來(lái)進(jìn)行下一步的分析與規(guī)劃。

管理頁(yè)面主要功能有：①信息查詢功能。為管理者提供注冊(cè)農(nóng)戶的待收購(gòu)農(nóng)產(chǎn)品的基本信息和位置信息、農(nóng)戶聯(lián)系方式，能夠快速查詢到需要的信息。②底圖快速切換。系統(tǒng)處在測(cè)試階段，暫時(shí)能對(duì)四川省內(nèi)的城市進(jìn)行快速定位，快速進(jìn)行地圖的平移等基本操作。③已收購(gòu)農(nóng)作物分布及數(shù)量統(tǒng)計(jì)可視化。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各地均開發(fā)出了各地的特色作物，根據(jù)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行圖表制作，使用分布可視化可以為決策端更好地服務(wù)，能夠更好地進(jìn)行下一步的信息挖掘。④收購(gòu)路徑規(guī)劃。使用基于Dijkstra 算法的改進(jìn)算法，使用路徑規(guī)劃能夠進(jìn)一步減少物流中的浪費(fèi)，減少收購(gòu)過(guò)程中的時(shí)間浪費(fèi)。

1.5 界面設(shè)計(jì)

相比其他的Web 物流平臺(tái)，本系統(tǒng)在界面設(shè)計(jì)部分使用了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。在布局方面，根據(jù)功能需要，首頁(yè)內(nèi)容信息簡(jiǎn)潔明確，子界面以藍(lán)綠色為主色調(diào)。界面整體風(fēng)格簡(jiǎn)潔明了、圖表直觀，如圖2 所示，能夠有效地服務(wù)用戶人群。

圖2 城鄉(xiāng)農(nóng)戶定點(diǎn)收購(gòu)云平臺(tái)界面布局設(shè)計(jì)

2 城鄉(xiāng)農(nóng)戶定點(diǎn)收購(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 定位服務(wù)

良好的定位服務(wù)對(duì)于用戶和管理員都相當(dāng)重要。為了能夠精確、有效地進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)工作，提升用戶的使用體驗(yàn)感。選擇集成百度地圖開放平臺(tái)的全球位置服務(wù)，其特點(diǎn)是覆蓋范圍廣、服務(wù)穩(wěn)定、定位精準(zhǔn)，能夠很好地為平臺(tái)提供定位服務(wù)。

2.2 路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃功能是平臺(tái)核心功能之一，為收購(gòu)提供高效的收購(gòu)路徑，如圖3 所示。基于最佳路徑算法開發(fā)多點(diǎn)最短路徑，而Dijkstra 算法是解單源最短路徑問(wèn)題的貪心算法，且不能處理帶負(fù)邊權(quán)的情況，用鄰接矩陣或鄰接表存圖。Dijkstra 算法思路是：首先把起點(diǎn)到所有點(diǎn)的距離存下來(lái)找個(gè)最短的，然后松弛一次再找出最短的。根據(jù)Dijkstra 算法進(jìn)行開發(fā)和改進(jìn)，并且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)降低了其時(shí)間復(fù)雜性，提高了機(jī)器以及系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

圖3 路徑規(guī)劃功能

2.3 圖表統(tǒng)計(jì)功能

農(nóng)作物分布顯示功能如圖4 所示。為了管理者能夠直觀地獲得收購(gòu)統(tǒng)計(jì)情況，使用前端圖表生成工具，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)即時(shí)成圖，更加直觀地展示統(tǒng)計(jì)到的信息，對(duì)更進(jìn)一步的知識(shí)挖掘起到關(guān)鍵作用，按照不同的統(tǒng)計(jì)地區(qū)進(jìn)行圖表分格，會(huì)更直觀地反映農(nóng)產(chǎn)品的出產(chǎn)與地域之間的關(guān)系，比數(shù)據(jù)和文字的描述更加清晰、更加簡(jiǎn)單易懂，并基于此作出合理的推斷與預(yù)測(cè)，協(xié)助決策。

圖4 農(nóng)作物分布顯示功能

2.4 基于三維模型的路徑規(guī)劃可視化功能

隨著5G 時(shí)代的臨近，人們對(duì)移動(dòng)的三維GIS 應(yīng)用需求也越來(lái)越明顯。使用遙感影像對(duì)建筑物進(jìn)行提取，并拉伸為三維模型。與此同時(shí)，基于三維建筑模型的路徑規(guī)劃具有良好的美觀性，也能帶來(lái)良好的視覺(jué)感受，能夠更直觀地了解農(nóng)產(chǎn)品物流中的信息，并使農(nóng)產(chǎn)品的物流更加數(shù)字化、智能化。3D 導(dǎo)航功能如圖5 所示。

圖5 3D 導(dǎo)航功能

3 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)主要通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)查和文獻(xiàn)查閱方式了解農(nóng)戶對(duì)農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)信息的需求以及政務(wù)部門對(duì)農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)管理的需求，通過(guò)基本的需求分析，得到農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)平臺(tái)的基本功能與未來(lái)可能的擴(kuò)展模塊，基本實(shí)現(xiàn)了為農(nóng)戶以及政務(wù)部門提供透明信息、規(guī)范化農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)過(guò)程服務(wù)的核心目標(biāo)，并力爭(zhēng)以可視化等新技術(shù)，提供規(guī)范、專業(yè)、覆蓋廣且易管理的農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)服務(wù)，同時(shí)幫助政務(wù)部門決策，以調(diào)整農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的方式，減少滯銷或緊缺的情況，這能夠帶動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展。而農(nóng)戶借助本平臺(tái)了解農(nóng)產(chǎn)品的需求信息，引導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行有目的、有組織地種植，避免資源發(fā)生浪費(fèi)，實(shí)時(shí)了解農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的存儲(chǔ)情況進(jìn)行監(jiān)管，進(jìn)而計(jì)劃來(lái)年的種植計(jì)劃等，則是未來(lái)開發(fā)的方向。

借助這樣的一個(gè)平臺(tái)，使農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)過(guò)程中的多種信息資源得到全面共享，確保農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)的各項(xiàng)信息的快速傳遞，有利于農(nóng)戶生產(chǎn)生活和政務(wù)部門工作的高效化。未來(lái)，中國(guó)的農(nóng)業(yè)信息化還將繼續(xù)深入，本系統(tǒng)作為一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品收購(gòu)管理系統(tǒng)，在運(yùn)輸端的管理中仍具有相當(dāng)?shù)纳鐣?huì)價(jià)值。