□ 田 原 呂學(xué)梅 張 蕊
(1.山東省臨沂市氣象局,山東 臨沂 276004;2.山東省蘭陵縣氣象局,山東 蘭陵 276000)
臨沂市設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家一級(jí)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在規(guī)劃的過(guò)程中按照滿足農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)、推廣農(nóng)業(yè)氣象科研成果、研究農(nóng)業(yè)氣象實(shí)驗(yàn)、開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和培養(yǎng)農(nóng)業(yè)氣象人才五大功能需求為原則[1-2]。通過(guò)平臺(tái)項(xiàng)目的建設(shè),匯集園區(qū)完整的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息,提供準(zhǔn)確詳實(shí)的園區(qū)產(chǎn)業(yè)、作物種植模型、科研成果、基地展示、農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境等方面信息,為園區(qū)制定農(nóng)業(yè)發(fā)展政策、信息化政策、產(chǎn)業(yè)政策等提供科學(xué)依據(jù)[3-5]。
本項(xiàng)目在技術(shù)選型上遵循先進(jìn)、安全、高可擴(kuò)展性、高適用性原則進(jìn)行設(shè)計(jì),系統(tǒng)框架、開發(fā)技術(shù)、接口設(shè)計(jì)等方面的選型均嚴(yán)格響應(yīng)此要求和設(shè)計(jì)。為了確保該系統(tǒng)可以在不同操作的系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行,在設(shè)計(jì)該平臺(tái)的過(guò)程中主要選用了云平臺(tái)、J2EE開放技術(shù)架構(gòu),可有效實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與操作系統(tǒng)、硬件平臺(tái)等的無(wú)關(guān)性水平;再加上設(shè)計(jì)的過(guò)程中將面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)作為主體,可方便系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)用,方便以后對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,在對(duì)部門原有應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行保留的情況,在不改變部門原有應(yīng)用系統(tǒng)的情況下,實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的資源共享;通過(guò)采用WebService技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的業(yè)務(wù)流程和處理功能組件化,允許異質(zhì)的客戶端調(diào)用它提供的服務(wù),具有良好的封裝性、開放性、普遍性和互操作性,松散耦合、高度可集成,廣泛支持各行業(yè)。對(duì)于應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)來(lái)說(shuō),主要選用了JDK1.6或以上的JAVA環(huán)境,可在典型或主流應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)中進(jìn)行應(yīng)用。技術(shù)平臺(tái)的選型,在保證平臺(tái)先進(jìn)、適用的同時(shí),還保障了整個(gè)平臺(tái)的性能,通過(guò)多種措施不斷優(yōu)化和調(diào)整平臺(tái)性能,在保證平臺(tái)數(shù)據(jù)量、業(yè)務(wù)規(guī)模、復(fù)雜度有不同程度的上升后,其性能仍舊可以達(dá)到最優(yōu)。
在云計(jì)算技術(shù)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上,結(jié)合邏輯中心與物理中心,并對(duì)各種類型的分布式數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合,可向有關(guān)人員提供具有統(tǒng)一化水平的數(shù)據(jù)資源管理、分析及相關(guān)服務(wù)。而與平臺(tái)直接進(jìn)行接入的項(xiàng)目是數(shù)據(jù)資源,可對(duì)數(shù)據(jù)資源的云節(jié)點(diǎn)進(jìn)行快速擴(kuò)展;將并行技術(shù)與統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)服務(wù)總線進(jìn)行結(jié)合,則能向用戶高效、快速地提供信息服務(wù)??傮w架構(gòu)主要包括核心4個(gè)層次以及1個(gè)管理平臺(tái):數(shù)據(jù)采集層、存儲(chǔ)計(jì)算層、數(shù)據(jù)提供層、應(yīng)用層+管理平臺(tái)。
數(shù)據(jù)采集層的主要作用是采集批量和流式數(shù)據(jù)信息;批量數(shù)據(jù)的采集主要是在分布式ETL的基礎(chǔ)上,而流式數(shù)據(jù)的采集則主要是在Flume+Kafka的基礎(chǔ)上。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分析,不難發(fā)現(xiàn),借助于分布式ETL、流式采集技術(shù)可有效采集非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)合原系統(tǒng)的樂(lè)行分類,利用采集器可以采集BSS域CRM、計(jì)費(fèi)、渠道、營(yíng)銷等系統(tǒng)的數(shù)據(jù);實(shí)現(xiàn)對(duì)OSS域資源、網(wǎng)管類數(shù)據(jù)采集;實(shí)現(xiàn)對(duì)DPI互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)日志、用戶社交等數(shù)據(jù)采集。
對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算層平臺(tái)來(lái)說(shuō),主要是利用平臺(tái)開展統(tǒng)一組織、計(jì)算、分析處理和集中管理,主要包括Hadoop生態(tài)系列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品組件。組件就是程序模塊,可以實(shí)現(xiàn)特定功能,比如HDFS組件、MapReduce組件、Hive組件、YARN組件、Hbase組件等。
基于平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析處理能力,針對(duì)不同應(yīng)用需求形成的數(shù)據(jù)服務(wù)能力組件,可為平臺(tái)提供數(shù)據(jù)和平臺(tái)服務(wù)。
在數(shù)據(jù)服務(wù)能力組件基礎(chǔ)上,可進(jìn)行交互信息的協(xié)議轉(zhuǎn)換、路由控制、負(fù)載均衡和訪問(wèn)設(shè)備的合法性驗(yàn)證,完成訪問(wèn)設(shè)備、外部系統(tǒng)與平臺(tái)系統(tǒng)的接口適配。
應(yīng)用層是基于數(shù)據(jù)提供層能力之上,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)接口訪問(wèn),調(diào)用平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)服務(wù),根據(jù)具體應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯封裝為具備特定功能的應(yīng)用產(chǎn)品。如基于平臺(tái)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢服務(wù),構(gòu)建上層實(shí)時(shí)戰(zhàn)報(bào)應(yīng)用。
管理平臺(tái)是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控的平臺(tái),管理層由系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)質(zhì)量、作業(yè)調(diào)度、運(yùn)維監(jiān)控等構(gòu)成,通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、調(diào)度機(jī)制、運(yùn)維監(jiān)控管理等為平臺(tái)提供管理保障措施。
臨沂設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站運(yùn)管服一體化平臺(tái),是針對(duì)整個(gè)臨沂設(shè)施農(nóng)業(yè)進(jìn)行的信息化管理和展示,在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上開展的設(shè)施農(nóng)業(yè)種植數(shù)字化管理,并為設(shè)施農(nóng)業(yè)提供知識(shí)服務(wù)等功能為一體的綜合性系統(tǒng)平臺(tái)。本項(xiàng)目的服務(wù)平臺(tái)安全體系結(jié)構(gòu)模型是一個(gè)五角形的動(dòng)態(tài)模型。服務(wù)平臺(tái)安全體系的五個(gè)分系統(tǒng)分別位于五角形的五個(gè)頂點(diǎn),安全策略于五角形的中心,構(gòu)成基于策略的、完整的、實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的平臺(tái)安全體系。根據(jù)整體安全策略的控制和指導(dǎo)下,從技術(shù)的角度出發(fā),從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)平臺(tái)安全、應(yīng)用系統(tǒng)安全、系統(tǒng)容災(zāi)措施、安全審計(jì)、安全管理制度等方面來(lái)進(jìn)行平臺(tái)安全的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。
臨沂設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站運(yùn)管服一體化平臺(tái)用戶角色主要包括三種:系統(tǒng)管理員、工作人員、普通用戶。其中,對(duì)于系統(tǒng)管理員來(lái)說(shuō),基本享有平臺(tái)中所有的權(quán)限,可以進(jìn)入到系統(tǒng)管理模塊,進(jìn)而開展增加、刪除、修改、授權(quán)等操作,以確保系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行中的穩(wěn)定性水平;工作人員除了享有系統(tǒng)管理模塊的所有權(quán)限外,在登錄之后,可以直接進(jìn)入到平臺(tái)以開展同設(shè)施農(nóng)業(yè)相關(guān)的業(yè)務(wù)操作;對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō),則是能對(duì)平臺(tái)門戶網(wǎng)站首頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行瀏覽。
基于“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、管理高效化”的目標(biāo),建設(shè)“1+1+4”大數(shù)據(jù)綜合服務(wù)體系,即:1個(gè)大數(shù)據(jù)中心、1個(gè)決策指揮云平臺(tái)、4個(gè)應(yīng)用平臺(tái),門戶網(wǎng)站、園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)、追溯系統(tǒng)、基地展示一體化平臺(tái)的開發(fā)“設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行平臺(tái)”和智慧農(nóng)業(yè)云手機(jī)App,提高了試驗(yàn)基地觀測(cè)試驗(yàn)和為農(nóng)服務(wù)能力。
平臺(tái)首頁(yè)包括基地實(shí)景、智慧農(nóng)業(yè)、作物模型、大數(shù)據(jù)顯示、大數(shù)據(jù)管理、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、綜合門戶和OA系統(tǒng)。
用戶如需訪問(wèn)臨沂設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站運(yùn)管服一體化平臺(tái)的相關(guān)子業(yè)務(wù)系統(tǒng),需要點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)模塊的登錄,輸入用戶名和密碼登錄之后,就能進(jìn)入系統(tǒng)中,進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行訪問(wèn)。
(1)氣象概況:在基地實(shí)景圖上展示各個(gè)大棚的分布情況;展示各個(gè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)。
(2)物聯(lián)監(jiān)控:將環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)曲線等方式展示;查詢各個(gè)地塊、傳感器的環(huán)境數(shù)據(jù)。
(3)農(nóng)事管理:農(nóng)事操作記錄不同地塊各種農(nóng)事的安排情況;庫(kù)存管理對(duì)各種農(nóng)資產(chǎn)品入庫(kù)操作;采收管理記錄各個(gè)地塊的農(nóng)產(chǎn)品采收情況。
(4)統(tǒng)計(jì)分析:對(duì)比分析各個(gè)傳感器的同比環(huán)比情況,及各個(gè)地塊的分析比較;通過(guò)報(bào)表形式展示各個(gè)地塊不同傳感器不同時(shí)間段的數(shù)據(jù);展示各個(gè)地塊各個(gè)傳感覺(jué)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);銷售管理記錄農(nóng)產(chǎn)品的出售情況。
(5)統(tǒng)計(jì)分析:對(duì)比分析各個(gè)傳感器的同比環(huán)比情況,及各個(gè)地塊的分析比較;通過(guò)報(bào)表形式展示各個(gè)地塊不同傳感器不同時(shí)間段的數(shù)據(jù);展示各個(gè)地塊各個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
(6)小氣候站:展示第三方氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。
(1)選擇模型:選擇模型確定種植時(shí)間及地塊。
(2)修改模型:根據(jù)需要修改對(duì)應(yīng)的作物模型。
(3)農(nóng)事安排:通過(guò)農(nóng)事日歷查看每天的農(nóng)事安排。
(4)生長(zhǎng)模型:查看作物生長(zhǎng)周期,物候期構(gòu)成;記錄各個(gè)物候期的作物長(zhǎng)勢(shì)、農(nóng)事操作;比較各個(gè)物候期的生成環(huán)境和參考環(huán)境。
(5)對(duì)比分析:查看作物生長(zhǎng)周期,物候期構(gòu)成;記錄各個(gè)物候期的作物長(zhǎng)勢(shì)、農(nóng)事操作;比較各個(gè)物候期的生成環(huán)境和參考環(huán)境。
(6)對(duì)比分析:對(duì)比分析不同地塊相通物候期內(nèi)的作物長(zhǎng)勢(shì);對(duì)比分析不同地塊物候期內(nèi)的種植成本。
(7)科研成果:分析各個(gè)大棚的科研成果;展示歷年科研成果推廣;展示歷年科研成果投入產(chǎn)出率;展示歷年設(shè)備投入情況;歷年科研成果交易的展示.
(8)農(nóng)業(yè)概況:展示臨沂的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量、農(nóng)作物播種面積、農(nóng)作物總產(chǎn)量;每個(gè)縣糧食作物種植面積、產(chǎn)量;每個(gè)縣的特色作物。
(1)臨沂大屏:基地維護(hù):上傳基地圖片和編寫文字介紹;大棚維護(hù):上傳大棚圖片和編寫文字介紹等。
(2)科研成果:科研數(shù)據(jù)管理:成果管理、成果推廣、設(shè)備管理等;科研成果交易展示成果交易的價(jià)格、交易公司等詳情。
(3)農(nóng)業(yè)概況:各縣各種糧食作物的產(chǎn)量、種植面積;各縣的特色作物名稱、圖片等;設(shè)施農(nóng)業(yè)的分布情況。
(4)病蟲害情況:記錄蟲害的圖片、只數(shù)等信息。
(5)主大屏設(shè)置:設(shè)置主大屏的滾動(dòng)圖片。
(1)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)使用:上傳、下載、刪除、查看、查詢文檔;標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)分類導(dǎo)航頁(yè)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)管理:文檔的分類管理;文檔的上傳、刪除等管理。
(3)其他鏈接:中國(guó)氣象標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在線服務(wù)網(wǎng)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、標(biāo)準(zhǔn)信息網(wǎng)。
(1)行政辦公:公告通知管理;公告通知審批;日程安排查詢;工作日志查詢;工作計(jì)劃;辦公用品管理;固定資產(chǎn)管理;圖書管理;車輛管理。
(2)人力資源:招聘管理;培訓(xùn)管理;考勤管理。
(3)檔案管理:檔案庫(kù)管理;案卷管理;文件管理;案卷借閱;檔案統(tǒng)計(jì);檔案銷毀。
(4)應(yīng)用中心:CRM系統(tǒng)。
(5)流程中心:工作流設(shè)置。
(6)管理中心:管理駕駛艙。
(7)系統(tǒng)管理:組織機(jī)構(gòu)設(shè)置;行政辦公設(shè)置。
(1)首頁(yè):展示最新資訊瀏覽、通知公告、氣象站風(fēng)采;可以點(diǎn)擊相關(guān)圖片或詳情可以查看到具體詳細(xì)內(nèi)容。
(2)資訊瀏覽:自定義欄目版塊顯示;氣象動(dòng)態(tài)。
(3)通知公告:公告分類展示。
(4)氣象站風(fēng)采:氣象站介紹和科研成果、聯(lián)系方式內(nèi)容;科研成果展示。
(5)前沿科技:科研種植技術(shù);科研成果。
(6)科研培訓(xùn):科研種植技術(shù);科研成果;展示臨沂當(dāng)?shù)嘏嘤?xùn)基地信息。
(7)系統(tǒng)設(shè)置:系統(tǒng)管理員設(shè)置;權(quán)限管理;修改密碼;操作日志。
(8)臨沂管理:資訊欄目設(shè)置;基地風(fēng)采;基地圖片;首頁(yè)輪播圖設(shè)置;氣象動(dòng)態(tài);聯(lián)系方式。
(9)通知公告:公告發(fā)布;公告欄目;公告審核。
本項(xiàng)目解決設(shè)施農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站管理和服務(wù)問(wèn)題,基于“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、管理高效化”的目標(biāo),建設(shè)“1+1+4”大數(shù)據(jù)綜合服務(wù)體系—1個(gè)大數(shù)據(jù)中心、1個(gè)決策指揮云平臺(tái)、4個(gè)應(yīng)用平臺(tái):門戶網(wǎng)站、園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)、追溯系統(tǒng)、基地展示一體化平臺(tái)的開發(fā)《設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行平臺(tái)》(獲軟件著作權(quán))和智慧農(nóng)業(yè)云手機(jī)App,提高了試驗(yàn)基地觀測(cè)試驗(yàn)和為農(nóng)服務(wù)能力。該平臺(tái)建設(shè)中取得的經(jīng)驗(yàn)包括:充分考慮系統(tǒng)實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)嚴(yán)密、有機(jī)的組合,實(shí)現(xiàn)最佳的性能價(jià)格比,以便節(jié)約項(xiàng)目投資,同時(shí)保證系統(tǒng)功能實(shí)施的需求,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。同時(shí)應(yīng)考慮已建系統(tǒng)的利舊性,不重復(fù)建設(shè);堅(jiān)持以項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的需求為導(dǎo)向,合理設(shè)計(jì)分析軟件的結(jié)構(gòu)與功能,充分滿足軟件平臺(tái)的性能與功能要求;通過(guò)統(tǒng)一管理維護(hù)平臺(tái)設(shè)計(jì),確保系統(tǒng)平臺(tái)維護(hù)的集中性和方便性。系統(tǒng)具有專業(yè)的管理維護(hù)終端,方便系統(tǒng)維護(hù)。并且,系統(tǒng)具備自檢、故障診斷及故障弱化功能,在出現(xiàn)故障時(shí),能得到及時(shí)、快速的進(jìn)行自維護(hù)。目前平臺(tái)在使用過(guò)程中未出現(xiàn)Bug、故障等情況,除作物模型需要繼續(xù)優(yōu)化外,其它一切運(yùn)行正常。