曹夢如 ，辜麗川，王　超，焦　俊

(1.安徽水利水電職業(yè)技術學院　電子信息工程系， 安徽　合肥　231603;2.安徽農業(yè)大學　信息與計算機學院， 安徽　合肥　230036)

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基于Android的農機遠程監(jiān)控調度平臺設計與構建

曹夢如1，辜麗川2，王超2，焦俊2

(1.安徽水利水電職業(yè)技術學院電子信息工程系， 安徽合肥231603;2.安徽農業(yè)大學信息與計算機學院， 安徽合肥230036)

傳統(tǒng)農業(yè)生產中，農戶一般根據經驗來判斷農作物的生長情況，不但需要消耗大量的人力和物力，而且農情信息大部分是滯后的。本文基于現有成熟的B/S架構農機信息化平臺，設計實現了基于Android的農機遠程監(jiān)控調度平臺，滿足農戶“隨時、隨身、隨地”查看農機信息的需要，實現地各數據信息快速獲取，為規(guī)?；r機服務提供更加高效、科學的信息支持。

農機；精準；遠程監(jiān)控；Android

現代精準農業(yè)指綜合應用地球空間信息技術、計算機輔助決策技術、農業(yè)工程技術等現代高新科學技術，以獲得農田“高產、高效、高質、高級和低害”為目標的現代化農業(yè)生產模式和技術體系[1-2]，已廣泛用于農田整理和農作物播種變量施肥及實時配肥技術、自動識別技術、灌溉、收獲及產量分布實時檢測等農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)，便于農戶準確掌握農作物生長環(huán)境和農業(yè)生產現場情況，及時做出合理正確的預判操作。

2012年，北京大學遙感所設計并實現一套農機監(jiān)管調度系統(tǒng)[3]，該系統(tǒng)基于B/S框架，結合在線Google地圖服務，主要實現農機實時監(jiān)測、農業(yè)多源信息采集以及簡易的農機調度。浙江大學的項利國等人在現代管理理論的基礎上，對未來農機需求、農機總動力、農機價格等問題進行探討，構建基于網絡的農業(yè)機械裝備管理信息系統(tǒng)，最終取得較為理想的結果[4]。鄒夢麗等人通過調查新疆地區(qū)的農業(yè)狀況，構建以農機綜合信息服務平臺為核心的農機化信息網絡體系，有效打破時間與空間的分隔限制，成功實現工作流程的整合與優(yōu)化重組，提高工作質量和效率，為農機事業(yè)和諧穩(wěn)定的發(fā)展提供堅實的支撐[5]。

目前大部分的農機信息化平臺可以及時有效地解決農業(yè)生產過程中的問題，但多數開發(fā)平臺都基于B/S或C/S框架，要求用戶必須具備電腦和網絡才可以正常使用，無法實現實時監(jiān)控和實時操作[6]。因此，開發(fā)基于Android平臺的農機遠程監(jiān)控調度系統(tǒng)可以使農業(yè)技術人員“隨時、隨身、隨地”的查看農業(yè)生產情況，對信息數據的遠程監(jiān)測和遠程調控具有重要意義。

1　平臺整體架構

整個系統(tǒng)主要由現場采集端、服務器端和遠程控制終端手機或電腦三個部分組成，架構圖如圖1。

圖1　農機遠程監(jiān)控調度平臺整體架構圖

本系統(tǒng)移動端基于Android平臺開發(fā)，選擇JDK1.7版本來搭建Java環(huán)境，開發(fā)工具選用Eclipse+ADT，數據的傳輸采用輕量級的json格式，幾乎所有主流編程語言都能夠對json格式進行解析，不受平臺限制，效率高。移動設備由于其自身的限制，其CPU速度、存儲容量等資源有限[7]，因此將數據層、復雜的計算和業(yè)務邏輯等在服務端實現，然后通過Web Service來實現移動平臺與服務器的交互，減少重復性工作，提高開發(fā)效率。

現場采集端主要依靠車載智能終端實現，主要利用GPS和傳感器實現實時準確地獲取農機位置、速度、時間和實時視頻等各方面數據,數據通過GPRS網絡回傳給服務器端；服務器端在接收各個車載終端的數據并將這些數據存儲到調度中心的數據庫中。遠程控制終端將控制命令發(fā)送到服務器端，再向車載終端發(fā)出控制指令。

2　系統(tǒng)設計

2.1總體流程設計

農機遠程監(jiān)控調度平臺主要是通過手機讓農戶實現農業(yè)信息查看和農業(yè)現場的遠程控制，達到提高服務效率的目的。根據對系統(tǒng)需求的分析可以將平臺設計為5大模塊，如圖2所示。

圖2　總體流程設計圖

2.2主要模塊設計

2.2.1農機管理農機管理模塊主要包括農機信息、實時定位、歷史軌跡和農機警報四個模塊組成。農機信息里可以查詢到每個農機設備的具體信息；實時定位根據GPS模塊，實時追蹤農機的地理位置，并且將其位置信息記錄下來，在歷史軌跡里可以通過選擇時間區(qū)段，獲取該農機歷史位置信息，并將其運行軌跡繪制在地圖上。若農機實時數據超出報警值，可在農機報警界面及時查看，并采取相關調度措施。

2.2.2遠程監(jiān)控遠程監(jiān)控模塊主要包括數據顯示、遠程控制和視頻監(jiān)控三個部分。在數據顯示中可以查看氣象數據、水位監(jiān)測數據和肥藥一體化微噴，其中氣象數據包括風向、風速、溫濕度、土壤溫濕度和降雨量等，各數據值由各自傳感器獲得；同時還可以通過視頻監(jiān)控實時查看農業(yè)田間狀況，若實時數據低于預警值或視頻監(jiān)控顯示有不足問題，用戶可以直接遠程控制農機進行操作和調控。

2.2.3專家咨詢專家意見是為廣大農戶提供技術支持的一個模塊，專家可根據實時情況提供及時的建議，也可以在農戶有提問后，回答指導性意見。

2.2.4數據統(tǒng)計根據傳感器獲取的數據值，統(tǒng)計預測可能出現的警報，給農戶提供可靠地預測方案。

2.2.5系統(tǒng)設置系統(tǒng)設置里可以根據季節(jié)、農作物種類的不同設置各項監(jiān)控數據指標的報警臨界值(上限和下限)，當達到臨界值時，系統(tǒng)自動報警，提示農戶進行措施補救。

3　系統(tǒng)實現

3.1數據采集模塊

數據采集包括農機定位信息、傳感器數據和視頻監(jiān)控三個部分。定位信息根據GPS模塊(如圖3)獲取相關經緯度；各種傳感器埋藏在田間，以便獲取相關數據信息。視頻攝像頭分布在農機上，隨著農機的移動，觀看田間的實時景象。本系統(tǒng)把所有端口固定集成，實現各模塊一鍵開啟工作(如圖4)。

圖3　GPS硬件模塊

圖4　數據采集模塊一鍵啟動

3.2手機端系統(tǒng)實現

農機定位功能能夠獲取位置信息的GPS模塊，并調用百度地圖開源的Android版地圖API，需要查詢農機位置時，首先打開監(jiān)控開關，然后點擊右上方的汽車按鈕選擇農機，農機的位置就會顯示在地圖中(如圖5)。點擊車輛小圖標即可查看其詳細的狀態(tài)信息，需要查詢車輛歷史軌跡時，選擇查詢車輛以及時間區(qū)間，確定后點擊查詢按鈕即可繪制出所選擇區(qū)間內車輛運輸的行蹤路線(如圖6)。

圖5　選擇車輛

圖6　歷史軌跡

圖7　數據統(tǒng)計

傳感器各項數據傳回服務器，可以實時查看各指標值，并智能提示報警的指標，查詢統(tǒng)計功能同樣是對車輛運行里程以及運行狀態(tài)記錄的查詢，統(tǒng)計結果以圖表的形式展示給用戶，使結果清晰明了，一目了然(如圖7)。

3.3系統(tǒng)驗證

結合長期實踐調研所得用戶需求和不斷校正精確定位的基礎上，將農機監(jiān)控定位平臺應用于安徽省馬鞍山市鄭蒲港姥長村示范點。系統(tǒng)成功的將移動計算運用到農機服務領域中，有效地優(yōu)化農機管理模式，基本可精準定位農機位置，同時減少農機工作成本，降低農機行業(yè)的風險，提升服務質量，具有一定理論意義和實際應用價值。

4　結論

本文對農機遠程監(jiān)控調度平臺進行總體需求分析，明確信息平臺在農資物流過程中所涉及的主要環(huán)節(jié)，分析作業(yè)流程，對系統(tǒng)的總體結構和功能模塊進行設計。基于Android平臺的移動端農機遠程監(jiān)控調度平臺，便于信息的實時獲取和共享，實驗表明可以及時獲取農田數據指標，對指導農機高效作業(yè)、控制生產資料投入具有很大幫助。

[1]胡靜濤，高雷，白曉平，等．農業(yè)機械自動導航技術研究進展[J]．農業(yè)工程學報，2015，31(10)：1-10．

[2]吳小偉，陳新華，武文娟，等．信息技術在農機技術推廣中的應用[J]．中國農機化學報，2013，34(5)：217-223, 264．

[3]李強．基于網絡的紅星農場農機信息化管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].大慶：黑龍江八一農墾大學，2008.

[4]項利國．基于網絡的農業(yè)機械裝備管理信息系統(tǒng)的研究與實現[D]．杭州：浙江大學，2004．

[5]鄒夢麗．新疆農機綜合信息服務平臺建設的研究[D]．烏魯木齊：新疆農業(yè)大學，2014．

[6]籍俊杰，李謙．智能化農業(yè)與智能化農機裝備[J]．農業(yè)技術與裝備，2012(3)：27-31．

[7]王濤．基于Web Service的物流信息管理系統(tǒng)[D]．成都：電子科技大學，2013．

(責任編輯：李孟良)

Agricultural Machinery Remote Monitoring Scheduling Plat-form Design and Construction Based on Android

CAO Meng-ru1，GU Li-chuan2，WANG Chao2，JIAO Jun2

(1. School of Electronic Information Engineering, Anhui Water Conservancy Technical College,Hefei 231603,China;2. Information & Computer College, Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)

During the traditional agricultural production, farmers generally work according to crop growth experience to judge the growth of crops, which needs to consume a large amount of manpower and material resources, and most agricultural information is lagging. Based on the existing mature B/S architecture farm information platform, this paper is designed and implemented in agricultural machinery remote monitor dispatching platform basing on Android , aiming at meeting the farmers "at any time, portoble, anywhere" to view farm information. It can also achieve various data quickly in different areas, and provide more efficient services and scientific information support for the scale agricultural services.

Agricultural machinery;Precision;Remote monitoring;Android

2016-03-20

安徽省重大科技專項(15czz03131)；2016年安徽省企業(yè)發(fā)展專項：智慧村鎮(zhèn)社區(qū)公共服務云平臺。

曹夢如(1988-)，女，安徽省蚌埠市人，碩士，助教，主要從事物聯網技術研究。

P228.4

A

1673-8772(2016)04-0057-04