楊丹婷，于澤正，李章源，侯明亮，汪曉航

(武昌首義學(xué)院，湖北 武漢 430064)

0 引言

基于互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代的日益發(fā)展，農(nóng)村人口不斷向城市遷移導(dǎo)致如今的農(nóng)村存在勞動(dòng)力嚴(yán)重外流與土地荒蕪的問(wèn)題，針對(duì)此問(wèn)題我國(guó)出臺(tái)了相關(guān)農(nóng)業(yè)政策——如“職業(yè)農(nóng)民”與“三農(nóng)政策”。為了響應(yīng)國(guó)家政策，我們創(chuàng)建了“云端農(nóng)場(chǎng)”這一平臺(tái)，使得農(nóng)耕文化更好的傳承延續(xù)與發(fā)展突破。該平臺(tái)基于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)運(yùn)營(yíng)模式下，以線下農(nóng)場(chǎng)為基礎(chǔ)，包含了土地租賃、種子買賣、蔬菜代種、農(nóng)作物銷售、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，采用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于Web 平臺(tái)、可定制的云農(nóng)場(chǎng)數(shù)字化管控系統(tǒng)平臺(tái)，分軟件和硬件兩部分實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)需求分析

該平臺(tái)幫助農(nóng)民針對(duì)家庭自留地和農(nóng)村閑置的土地資源進(jìn)行一體化合理運(yùn)用，售賣農(nóng)產(chǎn)品，也盡可能滿足都市人群對(duì)于綠色蔬菜生長(zhǎng)透明化的需求。

2 項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，系統(tǒng)需具備以下功能：①視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)視頻來(lái)監(jiān)控自己農(nóng)作物的生長(zhǎng)，也可以操控?cái)z像頭查看農(nóng)場(chǎng)的環(huán)境，以及觀看農(nóng)民的勞動(dòng)過(guò)程等等。②土地的租賃以及合理運(yùn)用。用戶可以將自家的閑置土地開(kāi)發(fā)成農(nóng)業(yè)土地，對(duì)土地的資源進(jìn)行合理化利用，通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)的平臺(tái)進(jìn)行土地的回收利用，上傳到商店里進(jìn)行土地租賃。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2.1 技術(shù)架構(gòu)

本平臺(tái)使用前后端分離模式開(kāi)發(fā)，前端使用Visual Studio Code 1.63 編譯器編寫Vue 語(yǔ)言，Node.js 版本為14.16。后端Java 代碼編寫由IntelliJ IDEA 2021.2完成，借助Maven工具進(jìn)行項(xiàng)目的Jar包管理。開(kāi)發(fā)框架使用SSM 框架進(jìn)行構(gòu)建，其中SpringMVC模塊使用注解開(kāi)發(fā)，JDK 版本為11。平臺(tái)整體使用axios 技術(shù)進(jìn)行前后端之間的參數(shù)傳遞，傳參數(shù)據(jù)格式為Json格式。另外平臺(tái)使用MySQL5.7 數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)多張數(shù)據(jù)表相互映射，最后搭配Linux3.10服務(wù)器完成項(xiàng)目部署。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中含有以下表：

⑴User 用戶表：存儲(chǔ)用戶的賬戶個(gè)人信息，包括賬號(hào)，密碼，手機(jī)號(hào)，郵箱，余額等。

⑵Land 土地信息表：存儲(chǔ)土地產(chǎn)品的相關(guān)信息，包括土地名稱，土地類型，土地面積，單價(jià)，介紹，圖片路徑，購(gòu)買狀態(tài)，購(gòu)買期限等。

⑶Seed 種子信息表：存儲(chǔ)種子產(chǎn)品的相關(guān)信息，包括種子名稱，種子類型，種子的介紹及作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以及種子的價(jià)格數(shù)量等。

⑷Commodity商品信息表：用戶購(gòu)買作物產(chǎn)品后相應(yīng)的產(chǎn)品會(huì)轉(zhuǎn)換為為商品狀態(tài)，用來(lái)存儲(chǔ)購(gòu)買的產(chǎn)品ID，購(gòu)買人ID，購(gòu)買信息與商品訂單號(hào)。

⑸Order商品訂單表：用戶購(gòu)買商品后，存儲(chǔ)相應(yīng)的訂單信息，包括訂單流水號(hào)，成交金額，優(yōu)惠金額，購(gòu)買人ID，交易時(shí)間等。

⑹Coupons 優(yōu)惠券表：存儲(chǔ)用戶領(lǐng)取的優(yōu)惠券信息，包括優(yōu)惠券類型，優(yōu)惠券折扣，用戶ID，到期時(shí)間與使用狀態(tài)。

⑺Essay 文章信息表：存儲(chǔ)用戶在論壇發(fā)布的內(nèi)容，包括帖子標(biāo)題，帖子內(nèi)容，發(fā)布人的ID、姓名，發(fā)布時(shí)間與喜歡數(shù)量。

⑻Reply 回復(fù)文章表：存儲(chǔ)用戶在論壇中回復(fù)帖子的內(nèi)容，包括帖子的ID，回復(fù)人ID，回復(fù)時(shí)間與回復(fù)內(nèi)容。

2.3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)步驟

SSM 是由Spring，SpringMVC 與MyBatis 三大開(kāi)源框架集成一體的主流輕量級(jí)框架。因其結(jié)構(gòu)清晰分明，可以更加合理的分配資源，而被本文采用。Spring 借助IOC 的控制反轉(zhuǎn)與依賴注入，良好實(shí)現(xiàn)了“高內(nèi)聚，低耦合”作用，降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，提高了后期的可維護(hù)性。SpringMVC 集Model（模塊）View（視圖）Controller（控制器）于一體，使用XML 文件即可對(duì)SpringMVC 進(jìn)行相關(guān)配置，例如可配置視圖解析器，掃描控制器，事務(wù)管理器與攔截器等，統(tǒng)一進(jìn)行資源配置，提高效率。Mybatis作為支持自定義SQL及存儲(chǔ)過(guò)程的優(yōu)秀持久層框架，只需在資源包下加載相關(guān)驅(qū)動(dòng)，便可在Dao 層中統(tǒng)一使用XML 配置文件對(duì)MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增刪改查操作，設(shè)計(jì)規(guī)范，易于維護(hù)。

前端總體設(shè)計(jì)在VScode 中完成，采用的框架是Vue.js 漸進(jìn)式框架，響應(yīng)和復(fù)合視圖組件的數(shù)據(jù)綁定可以通過(guò)最簡(jiǎn)單的API實(shí)現(xiàn)。Vue提供的官方cli還用于快速構(gòu)建單頁(yè)應(yīng)用程序(spa)的復(fù)雜腳手架。UI 布局中使用了Vuetify官方提供的精美材料設(shè)計(jì)框架，使得頁(yè)面更加大方簡(jiǎn)美。

Vue.js 使用axios 實(shí)現(xiàn)前后端數(shù)據(jù)交互。隨著平臺(tái)功能的增加，后端開(kāi)發(fā)人員會(huì)在showdoc 平臺(tái)上實(shí)時(shí)更新接口API 文檔，文檔中的每個(gè)功能模塊均包含請(qǐng)求路徑，請(qǐng)求方式，請(qǐng)求參數(shù)，響應(yīng)參數(shù)，返回示例與備注等。

本系統(tǒng)平臺(tái)配置了?？低旸S-IPC-B12V2-1攝像頭與Nginx服務(wù)器，使用FFmpeg程序進(jìn)行視頻的推流過(guò)程。FFmpeg 是一款可以用來(lái)記錄轉(zhuǎn)化數(shù)字音視頻，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)流的開(kāi)源程序，其內(nèi)部也包含非常強(qiáng)大的音視頻編解碼庫(kù)。在整個(gè)推拉流過(guò)程中，本平臺(tái)使用到了RTSP 協(xié)議與RTMP 協(xié)議。平臺(tái)前期利用FFmpeg 指令將本地?cái)z像頭的RTSP 音視頻流數(shù)據(jù)推送到Nginx服務(wù)器上，服務(wù)器將RTSP流轉(zhuǎn)換為RTMP流，并且將視頻封裝為flv 格式，同時(shí)可提供給訪問(wèn)的客戶端進(jìn)行直播，用戶就可以在網(wǎng)頁(yè)上輸入IP 地址或點(diǎn)擊直播鏈接進(jìn)行觀看。在確保利用FFmpeg命令可高效實(shí)現(xiàn)推拉流過(guò)程后，后期采用Java代碼封裝視頻推流過(guò)程，提高了平臺(tái)的使用性，良好實(shí)現(xiàn)視頻直播功能。

FFmpeg命令參數(shù)說(shuō)明：

-vcodec libx264：指定生成視頻為x264編碼格式。

-f flv：指定視頻輸出格式為flv。

2.4 平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的分析和定義，可以將系統(tǒng)分為五大模塊：購(gòu)物模塊、土地模塊、種子模塊、個(gè)人中心模塊和論壇模塊。

用戶在登入平臺(tái)之后，可以根據(jù)自己的需求在購(gòu)物商城中購(gòu)買相應(yīng)的種子并租賃土地，用戶租賃土地的金額將按“購(gòu)買時(shí)間*價(jià)格單價(jià)”計(jì)算，種子的價(jià)格將由購(gòu)買的種類和數(shù)量決定。當(dāng)確認(rèn)購(gòu)買心儀的商品后系統(tǒng)會(huì)從用戶余額中扣除相應(yīng)購(gòu)買費(fèi)用，若余額不足則購(gòu)買失敗，需要及時(shí)充值，用戶購(gòu)買成功后即刻生成訂單與訂單流水號(hào)且該訂單將被存入個(gè)人中心模塊，以便用戶實(shí)時(shí)查看歷史訂單。

用戶可以在本模塊進(jìn)行土地的租賃和農(nóng)作物的購(gòu)買。用戶登錄系統(tǒng)，點(diǎn)擊該模塊，可以查看到商品的詳細(xì)信息，例如土地的地理位置，土地使用期限，農(nóng)作物產(chǎn)地和商品金額。在用戶對(duì)商品整體信息有所了解后可以選擇是否購(gòu)買。用戶租賃土地后，可以對(duì)自己的土地進(jìn)行實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程查看，讓遠(yuǎn)隔千里的農(nóng)場(chǎng)用戶掌握自己土地和農(nóng)作物的第一手信息，在查看到問(wèn)題時(shí)，用戶可以及時(shí)對(duì)病蟲草害進(jìn)行防治措施，將災(zāi)害損失程度有效減少。土地商城頁(yè)面如圖2所示。

圖2 土地商城頁(yè)面

用戶可以在本模塊查看種子的詳細(xì)信息和進(jìn)行種子的購(gòu)買。用戶登錄系統(tǒng)，進(jìn)入種子選購(gòu)商城，點(diǎn)擊自己需要的種子，可以查看到種子的原產(chǎn)地，類別，金額以及種植技術(shù)說(shuō)明。在用戶對(duì)種子整體信息有所了解后，可以選擇是否購(gòu)買以及購(gòu)買的數(shù)量。

用戶根據(jù)賬號(hào)密碼注冊(cè)登錄后進(jìn)入農(nóng)場(chǎng)平臺(tái)，可在個(gè)人中心頁(yè)進(jìn)一步完善自己的相關(guān)信息，例如綁定手機(jī)號(hào)，郵箱，生日年齡等。用戶可以按不同需求分類查詢歷史訂單，其分類包括購(gòu)買商品的種類、金額、下單時(shí)間與訂單流水號(hào)等。用戶還可以通過(guò)云平臺(tái)對(duì)自己租賃的土地進(jìn)行監(jiān)控管理。遠(yuǎn)程直播界面如圖3所示。

圖3 遠(yuǎn)程直播界面

用戶進(jìn)行注冊(cè)登錄之后，點(diǎn)擊論壇，就可以看到各個(gè)用戶發(fā)布的帖子，在這里用戶可以進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)上的交流、分享種植故事，也可以在論壇里尋求幫助，等待其他用戶解答疑惑。論壇的實(shí)時(shí)性和互動(dòng)性促進(jìn)了用戶之間的學(xué)習(xí)、交流、共享和互動(dòng)關(guān)系良好發(fā)展。

3 結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目不僅能讓都市人感受農(nóng)耕樂(lè)趣，享受恬淡閑適的生活，體驗(yàn)鄉(xiāng)土文化，也能針對(duì)家庭自留地和農(nóng)村閑置的土地資源進(jìn)行一體化合理運(yùn)用，讓農(nóng)民有更好的發(fā)展機(jī)會(huì)，同時(shí)有力地促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。作為智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，我們堅(jiān)持以“健康綠色”為根本理念，在土地租賃蔬菜種植等主要功能下，輔以農(nóng)場(chǎng)用戶的經(jīng)驗(yàn)交流、分享故事等模塊，提高消費(fèi)者的體驗(yàn)感。通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控功能，用戶對(duì)農(nóng)作物最優(yōu)培育環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，使農(nóng)作物保持在優(yōu)良環(huán)境下健康生長(zhǎng)。該項(xiàng)目以土地租賃和蔬菜種植為出發(fā)點(diǎn)，建立完善的營(yíng)銷模式，滿足多方面需求，擴(kuò)大產(chǎn)品市場(chǎng)，帶動(dòng)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)和個(gè)人發(fā)展。后期計(jì)劃結(jié)合地區(qū)的發(fā)展經(jīng)濟(jì)、交通和資源，由點(diǎn)向面，帶動(dòng)線下旅游業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)畜牧園、采摘園、水產(chǎn)園、特色美食、農(nóng)家樂(lè)一體化的商業(yè)模式，刺激消費(fèi)者消費(fèi)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)全面發(fā)展。該項(xiàng)目使更多地區(qū)愿意與農(nóng)場(chǎng)合作，響應(yīng)國(guó)家新型職業(yè)農(nóng)民政策的號(hào)召，也使新型職業(yè)農(nóng)民有更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。