陳子歡 李金剛 鐘越 李丹

摘 要：云計算和大數(shù)據技術通過與環(huán)境監(jiān)測和畜牧疾病診斷技術的結合，設計了一套基于阿里云與MongoDB的養(yǎng)殖業(yè)智能服務平臺，實現(xiàn)患豬遠程診療、圖片影像診斷、疾控信息發(fā)布、生豬產品追溯等功能。這一方面解決了傳統(tǒng)畜牧業(yè)診療時間長的問題，降低了實際養(yǎng)殖過程中的病死豬率；另一方面結合在線影像與預約人工診斷兩重方式，降低了誤診率。

關鍵詞：養(yǎng)殖業(yè)；云平臺；在線診療；環(huán)境監(jiān)測

中圖分類號：GTP393 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）05-0082-01

作為農牧業(yè)大國，我國中小型及個體養(yǎng)殖業(yè)者數(shù)量多且分布廣泛。由于該類養(yǎng)殖戶較少配備專業(yè)獸醫(yī)，其產品遭受各類畜牧疾病危害的可能性較高，經濟收益難以保持穩(wěn)定。目前業(yè)界常見畜牧平臺多為單機版，即便為Web版，也普遍存在擴展能力弱，功能單一等問題。本文所研究系統(tǒng)是專為大型肉類收購生產加工企業(yè)定制的智能服務平臺，可對貨源地養(yǎng)殖環(huán)境進行監(jiān)測，及時有效發(fā)布疾控信息，對生豬疫情在線遠程診療，給出用藥建議，預約上門定點服務并集成食品溯源等智能服務。

一、平臺總體描述

（1）系統(tǒng)技術路線。平臺表現(xiàn)層使用Spring MVC，業(yè)務層使用Spring IoC，以完成業(yè)務邏輯解耦。采集端節(jié)點與網關之間基于LoRa WAN，網關和云平臺處理程序通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據傳輸，以完成數(shù)據與應用解耦。持久層應用spring-data- mongodb，以完成業(yè)務與存儲解耦。系統(tǒng)實際工作過程中，傳感器采集數(shù)據通過網關上傳到阿里云中的服務平臺。養(yǎng)殖環(huán)境實時監(jiān)測、患豬圖像視頻診療和食品溯源等功能生成的數(shù)據量較大，傳統(tǒng)關系型數(shù)據庫擴展能力有限，很難完成大數(shù)據快速查詢操作，采用MongoDB分布式文件存儲方案，解決了擴展與高效查詢等性能瓶頸。Spring MVC實現(xiàn)的交互系統(tǒng)接收用戶請求，IoC容器完成業(yè)務流程，持久層獲取業(yè)務層傳遞數(shù)據庫操作申請，用于訪問阿里云中的MongoDB云數(shù)據庫。

（2）系統(tǒng)業(yè)務流程。用戶登陸成功后，系統(tǒng)會根據用戶角色，包括養(yǎng)殖戶、獸醫(yī)、企業(yè)用戶和系統(tǒng)管理員提供不同功能。養(yǎng)殖戶可以傳患豬癥狀資料，或利用攝像頭進行在線影像上傳。根據需要選擇由大型肉類收購生產加工企業(yè)提供的在線獸醫(yī)服務或預約登門服務，查收治療建議或預約結果。獸醫(yī)可查閱最新診斷請求及患豬癥狀資料，提供診療建議或根據預約實地治療。系統(tǒng)管理員可進行系統(tǒng)用戶角色維護，動態(tài)調整環(huán)境監(jiān)測模塊配置參數(shù)。企業(yè)用戶和養(yǎng)殖戶均能使用生豬產品追溯模塊，根據權限采集、發(fā)布和管理食品溯源二維碼。

二、平臺設計與實現(xiàn)

（1）功能模塊設計。平臺包括業(yè)界資訊、疫情診斷、養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測和生豬產品追溯管理等模塊。業(yè)界資訊管理模塊使用UEditor客戶端編輯發(fā)布信息，包括行業(yè)動態(tài)、養(yǎng)殖技巧、疫控信息及獸藥常識。養(yǎng)殖戶與獸醫(yī)使用疫情診斷模塊完成患豬遠程診斷和用藥指導，彼此可在線溝通與交流。養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測模塊包括實時環(huán)境溫濕度數(shù)據采集、管理和圖表顯示功能，養(yǎng)殖戶可查看實時數(shù)據及歷史數(shù)據。生豬產品追溯管理模塊提供的溯源二維碼包含生豬養(yǎng)殖至銷售各階段及全生命周期內的診療與用藥信息，消費者可據此實現(xiàn)追溯可依。

（2）用戶界面設計與實現(xiàn)。平臺界面基于HTML5，采用響應式開發(fā)以提高用戶體驗，使用meta標簽便于頁面寬度對移動設備的適應。為解決因各設備對該標簽解釋方式迥異而造成的瀏覽器兼容問題，頁面實現(xiàn)采用百分比法，提高網頁各類元素尺寸適配性。數(shù)據圖表化采用了ECharts及AJAX，動態(tài)生成柱狀圖和折線圖。用戶申請查看各類信息時，平臺會將獲取到的數(shù)據封裝成JSON格式并進行流輸出。

（3）事務處理設計與實現(xiàn)。環(huán)境監(jiān)測和疫情診斷模塊工作一段時間后會產生海量數(shù)據，需要每隔一段時間進行后臺任務處理，包括匯總和統(tǒng)計。這時，要完成全表掃描和更新等事務處理。Spring框架提供了一種實現(xiàn)方式，但在大數(shù)據場景下使用該注解會產生數(shù)據庫鎖超時等待異常。因為定時任務在等待其他客戶端釋放鎖的過程中出現(xiàn)超時；或者其他客戶端在操作時，由于等待被該定時任務長時間占有的鎖而導致超時。因此，可以將大事務拆分為主事務與若干小事務。

三、平臺測試

除開發(fā)過程中的單元測試與白盒測試外，系統(tǒng)針對各頁面還采用了黑盒測試，用以評估診斷及監(jiān)測等模塊的實時運行情況。經由多種終端測試，頁面顯示合理，溯源碼功能準確可用，能夠正確進行在線診療及養(yǎng)殖環(huán)境信息監(jiān)測，系統(tǒng)功能完備、運行穩(wěn)定。

四、結束語

本文介紹了現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)智能服務平臺的研發(fā)過程，其服務端部署在阿里云中，較目前業(yè)界常見畜牧平臺擁有更高的擴展能力，功能齊全，集養(yǎng)殖監(jiān)測、疫情預防與診療、食品溯源等智能服務于一體，提供了多種終端的響應式訪問方式，具有較高的靈活性。它可以最大限度地減少養(yǎng)殖戶因疫情而導致的經濟損失，并為企業(yè)吸引更多合作方，為廣大消費者提供保障，帶有三重效益。

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