CN103208048B - 一种用于农业信息服务平台的系统架构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农业信息服务平台的系统架构，从底层依次向上包括数据库模块、系统平台支撑模块、功能模块、系统通讯模块和终端显示模块，功能模块包括测土配方施肥模块，测土配方施肥模块包括数据采集模块、施肥推荐卡和施肥计算建模模块，系统平台支撑模块包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，引擎模块将数据库模块中的数据信息传递至功能模块和系统通讯模块，功能模块管理单元用于对功能模块的管理，实现功能模块的组合以及调整功能模块在终端显示模块中的显示位置，GIS模块为数据采集模块提供地图信息。本发明系统架构使农业信息得到高效地利用，实现同一信息一次采集汇总、多处应用，降低维护成本。

Description

一种用于农业信息服务平台的系统架构

技术领域

本发明涉及一种信息技术领域，特别是一种用于农业信息服务平台的系统架构。

背景技术

目前农业和农村生产技术中科学施肥技术对作物产量的提高起着重要的促进作用，科学施肥技术主张采用的是测土配方施肥技术，测土配方施肥技术包括“测土、配方、配肥、供应、施肥指导”五个核心环节，是通过取土样测定土壤养分含量和供肥性能，经过对土壤测试和肥料田间试验的养分诊断，根据作物需肥规律和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。通俗地讲，就是在农业科技人员指导下科学施用配方肥。派遣农业科技人员进行指导导致人力物力消耗极大。而目前已有的测土配方施肥系统复杂度高，只能在有一定技术水平的人群中使用，服务面局限性很大，不能推广到基层的农户，测土配方施肥的指导作用很难得以有效的发挥，当前由于农户缺少土壤施肥的标准依据，农户通常盲目施肥或根据以往种植经验进行施肥，施肥量过多或过少，导致施肥上的极大的浪费，使土壤环境污染，土壤养分不能有序协调的发展，从而增加成本，使产量降低且生产的农产品质量下降。

此外，在农业生产过程中，还会遇到以下问题：1)由于缺少农产品市场交易信息获取渠道，农户对农产品市场行情信息缺乏了解，没有明确的农产品市场交易导向，农户往往根据历年的市场交易情况进行种植养殖，信息较为滞后，导致目前部分农户产前品种盲目种植养殖、产后收获的农产品不能及时销售，农户的切实利益不能得到保障。2)由于专家的数量较少，而我国农业所在的区域遍布全国，第一线的生产者遇到种植养殖问题往往找不到专家的现场指导，不同程度的遭到各种损失。3)目前村级公共信息服务存在信息共享服务平台建设薄弱、信息服务资源共享程度低、信息技术不先进等问题。

针对农业数据信息复杂、庞大、分散、不易于分析的特点，信息化技术能够很好的发挥作用，但是随着信息系统的不断投入，形成了农业信息相互孤立、难于维护升级、技术升级改造投入大等问题，而且现有的农业信息平台系统一旦形成，对开发者而言，若要对该系统进行维护升级或增设新功能都不是很方便，而且无法根据不同地域的农户情况实现对该系统自由的按需定制，这些问题在信息化改造和升级过程中就显得更加突出。

发明内容

本发明针对现有的测土配方施肥系统复杂度高且无法推广以及农业信息平台系统难于维护升级、技术升级改造投入大并且无法按需定制等问题，为农民提供一种操作简单、开放式、可持续升级的农业信息服务平台的系统架构，使农业信息得到高效集中地利用，快捷方便查询和进行农业信息交互，实现同一信息一次采集汇总和维护、多处应用，减少重复投资、降低维护成本。

本发明的技术方案如下：

一种用于农业信息服务平台的系统架构，从底层依次向上包括数据库模块、系统平台支撑模块、功能模块、系统通讯模块和终端显示模块，其特征在于，所述功能模块包括测土配方施肥模块，所述测土配方施肥模块包括数据采集模块、施肥推荐卡和施肥计算建模模块，所述数据采集模块采集并存储用于测土配方施肥计算的试验数据，所述施肥推荐卡用于存储施肥计算的结果，所述施肥计算建模模块根据特定的算法利用数据采集模块的数据进行施肥计算建模，从而建立施肥计算模型，并将施肥计算的结果返回给施肥推荐卡；所述系统平台支撑模块包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，所述引擎模块将数据库模块中的数据信息传递至功能模块和系统通讯模块，所述功能模块管理单元用于对功能模块的管理，实现功能模块的组合以及调整功能模块在终端显示模块中的显示位置，所述GIS模块为数据采集模块提供地图信息；所述终端显示模块为通过配置调整功能模块的层级组建的多层级的模块目录结构。

所述功能模块还包括市场交易信息模块，所述市场交易信息模块包括查询模块和市场交易信息处理模块，所述查询模块利用分类技术和通信技术即时采集农作物的市场交易信息，所述市场交易信息处理模块对市场交易信息进行分析处理。

所述功能模块还包括农业专家智能模块，所述农业专家智能模块利用分类技术和数据采集处理技术采集农作物的生产知识和病害诊断信息，并根据不同农作物生产管理环节中遇到的各类问题进行解释和判断推理，提出决策性建议和实施方案；和/或，所述功能模块还包括政务公开模块，所述政务公开模块利用GIS技术和数据采集技术提供所需的村务信息；和/或，所述功能模块还包括信息交互模块，所述信息交互模块利用网络信息交互技术实现农民与专家之间以视频或语音或文字的方式进行交流。

所述数据库模块包括系统数据库和业务数据库，所述系统数据库包括整个系统的管理数据，以保障系统正常运行，所述业务数据库包括功能模块中的业务数据，所述业务数据包括测土配方施肥模块中的地块数据、GIS空间信息、肥料数据和实验数据。

所述系统平台支撑模块还包括分别与各功能模块相连的用户管理单元、系统权限配置与验证单元和系统日志记录；和/或所述引擎模块包括分别与各功能模块相连的综合查询服务单元、统计报表服务单元和事件消息管理服务单元。

所述终端显示模块为触摸式或按键式，且支持固定终端和移动终端；所述终端显示模块包括登录页面、系统主界面、主内容页母版、弹出窗口母版、标签页框架及标签页母版；所述终端显示模块的模块目录结构根据各功能模块的显示位置自动选择用户操作界面模版中的相应母版。

所述施肥计算模型包括施肥量计算模型和复合肥计算模型。

所述施肥计算模型还包括养分丰缺指标计算模型和肥料利用率计算模型。

所述数据采集模块采集并存储的试验数据包括地块的基本信息、自然条件、生产条件、土壤情况和养分数据。

本发明的技术效果如下：

本发明提供的用于农业信息服务平台的系统架构，从底层依次向上包括数据库模块、系统平台支撑模块、功能模块、系统通讯模块和终端显示模块，该系统架构中的功能模块包括了测土配方施肥模块，设置数据采集模块采集并存储用于测土配方施肥计算的试验数据，使得农民能够直接查询自己家土地所在地块的基本信息、自然条件、生产条件、土壤情况和养分数据，通过建立施肥计算建模模块能够根据试验数据实时动态建模，提高了施肥计算的效率，通过设置施肥推荐卡存储施肥计算的结果，使得农户可以根据自己家土地种植的作物品种选择合理的施肥方案。本发明所述系统架构简单易操作，能够推广到基层的农户使用，解决了现有技术中由于农户缺少土壤施肥的标准依据而盲目施肥或根据以往种植经验进行施肥导致产量降低且生产的农产品质量下降的问题，使得测土配方施肥的指导作用能够有效发挥。系统平台支撑模块包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，设置功能模块管理单元以对功能模块的管理，实现功能模块的组合以及调整功能模块在终端显示模块中的显示位置，在功能模块增加时能够将其集中管理，为开发者提供一种统一的、开放式、可扩展的系统架构，提炼并统一规划出了农业信息服务平台的信息采集、处理、分析、存储、显示等功能，解决了现有的用于农业信息服务平台难于维护升级、技术升级改造投入大以及无法组装拆卸等问题，使农业信息得到高效的利用，实现同一信息一次采集汇总、一处维护、多处应用，从而避免了多系统重复录入、重复配置，减少重复投资、降低维护成本。综合所有这些系统架构特性，开发者能够快速的进行农业信息服务平台的搭建，并实现按需定制。

附图说明

图1为本发明用于农业信息服务平台的系统架构的结构示意图。

图2为本发明测土配方施肥模块中的数据采集模块工作状态图。

图3为本发明测土配方施肥模块中的施肥推荐卡的工作状态图。

图4为本发明所述系统框架的优选结构示意图。

图5、图6和图7均为本发明所述农业专家智能模块的工作状态图。

图8为本发明所述市场交易信息模块的工作状态图。

图9a和图9b分别是本发明测土配方施肥模块中的数据采集模块和施肥推荐卡的另一种工作状态图。

图10a和10b均是本发明农业专家智能模块的另两种工作状态图。

图11a和11b均是本发明市场交易信息模块的另两种工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明。

本发明涉及一种用于农业信息服务平台的系统架构，其结构示意图如图1所示，采用多层架构，从底层依次向上包括数据库模块、系统平台支撑模块2、功能模块1、系统通讯模块和终端显示模块，其中，功能模块1包括测土配方施肥模块，该测土配方施肥模块包括数据采集模块、施肥推荐卡和施肥计算建模模块，数据采集模块采集并存储用于测土配方施肥计算的试验数据，施肥推荐卡用于存储施肥计算的结果，施肥计算建模模块根据特定的算法利用数据采集模块的数据进行施肥计算建模，从而建立施肥计算模型，并将施肥计算的结果返回给施肥推荐卡；系统平台支撑模块2包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，引擎模块将数据库模块中的数据信息传递至功能模块和系统通讯模块，功能模块管理单元用于对功能模块的管理，实现功能模块的组合以及调整功能模块在终端显示模块中的显示位置，GIS模块为数据采集模块提供地图服务信息；所述终端显示模块为通过配置调整功能模块的层级组建的多层级的模块目录结构。

测土配方施肥模块中的数据采集模块采集并存储用于测土配方施肥计算的试验数据，如图2所示，包括基本信息、自然条件、生产条件、土壤情况和养分数据等一种或多种试验数据信息，即农户可以直接查询自己家土地所在地块的基本信息、自然条件、生产条件、土壤情况和养分数据。具体采集的信息如行政区域数据、含多个等级的土壤类型、可呈树形结构排列的农作物品种信息、土壤中的养分含量的级别、地块基本信息、地块的养分信息和肥料信息等。其中，地块基本信息主要是对每一个地块的基本信息录入，会生成统一的地块编号，实现对土壤、气象等各类监测点信息的综合管理，根据监测对象的不同，主要对监测点位置信息、监测对象等基本内容实现管理，是后续各类监测数据的基础，该部分要求支持监测点信息的增、删、改、查、导入、导出功能以及地图分布。地块的养分信息主要对以后生成的施肥推荐卡和施肥计算建模模块提供基础的数据。每个地块只能有一条养分信息的记录，可以修改。图2所示的养分数据可涉及全氮、全钾、有效铁、有效锌等数据。肥料信息包括肥料中的养分与简介等信息，后续生成的施肥推荐卡里的方案主要是在这里取的肥料数据。数据采集模块还实现对试验数据的管理，包括测土配方施肥田间试验结果汇总表、测土配方施肥田间示范结果汇总表、农户施肥情况调查表、测土配方施肥土壤测试结果汇总表、测土配方施肥植物测试结果表等，实现试验数据的管理与分析。

测土配方施肥模块中的施肥计算建模模块在建模时采用的算法符合测土配方施肥技术规范中的要求，具体可以建立施肥量计算模型和复合肥计算模型，还可以建立养分丰缺指标计算模型和肥料利用率计算模型或其它计算模型。其中，施肥量计算模型用于各种不同作物品种，使用化肥的过程方法实时使用量等信息，该模型施肥量计算算法优选为：

依据地块编号和作物名称、品种名称直接调用地块基本信息中的目标产量信息，进行百千克耗养分量管理，记录作物百千克对各种养分需要的值，用于计算目标产量需要的所有养分量，如分别以氮、磷、钾计算，

从采集的作物产量信息中调取不施养分区作物产量，如分别以氮、磷、钾计算，

再记录所有肥料中的养分含量对作物品种的利用率与肥料中的养分含量进行上述施肥量计算以得到施肥量计算模型。该实施例中的肥料养分含量为氮(N)、磷(P₂O₅)、钾(K₂O)、锌(Zn)、硼(B)、硅(Si)，重点为氮、磷和钾，所选肥料数据从数据采集模块采集的养分数据中依据肥料名称，选择其相应的养分含量数据，分别以氮、磷和钾进行计算。

复合肥计算模型，用于复合肥使用量的实时信息。该模型复合肥计算算法优选为：

举例说明：假设一块地推荐用肥量为每亩纯氮8.5千克，五氧化二磷4.8千克，氧化钾6.5千克。单项施肥其计算算法为：(推荐施肥量÷化肥的有效含量)×100＝应施肥数量。计算结果如下：施入尿素(尿素含氮量一般为46％)应为(8.5÷46)×100＝18.4千克；施入过磷酸钙(过磷酸钙中五氧化二磷的含量一般为12％—18％)应为(4.8÷12)×100＝40千克；施入硫酸钾(硫酸钾中氧化钾的含量一般为50％)应为(6.5÷50)×100＝13千克。

施用复合肥用量要先以推荐施肥量最少的肥计算，然后添加其它两种肥。如某种复合肥袋上标示的氮、磷、钾含量为15：15：15，那么，该地块应施这种复合肥：(4.8÷15)×100＝32千克。由于复合肥养分比例固定，难以同的满足不同作物不同土壤对各种养分的需求，因此，需添加单质肥料加以补充，计算算法为：(推荐施肥量－已施入肥量)÷准备施入化肥的有效含量＝增补施肥数量。该地块施入了32千克氮磷钾含量各为15％的复合肥，相当于施于土壤中纯氮32×15＝4.8千克，五氧化二磷和氧化钾也各为4.8千克。若推荐施肥量纯氮8.5千克，氧化钾6.5千克，则还需要增施：尿素(8.5－4.8)÷46％＝8千克，硫酸钾(6.5－4.8)÷50％＝3.4千克。

养分丰缺指标计算模型，作为土壤养分丰缺评价指标，用来评价土壤中养分含量的标准；肥料利用率计算模型，记录所有肥料中的养分含量对作物品种的利用率与养分值。

根据数据采集模块的信息并结合施肥计算建模模块计算得出每个地块的施肥推荐卡，即根据不同的产地与不同的作物品种生成不同的施肥方案与使用措施。施肥推荐卡的工作状态图如图3所示，在农户的相关信息下针对某农作物品种给出了推荐方案、推荐时期、肥料名称、肥料用量和施肥方法等信息，农户可以根据自己家土地种植的作物品种选择合理的施肥方案。根据数据采集模块和施肥推荐卡形成结构变量，将建立的施肥计算模型与农户土地具体试验情况相对应。本发明所述的测土配方施肥模块针对作物需肥与土壤供肥之间的矛盾，围绕农产品质量安全、农户降低施肥成本及提高施肥效益的需求，充分利用各区域的养分数据、土壤情况等数据资源，开展精准施肥、科学施肥，科学指导农户施肥，实现各种养分平衡供应，满足作物的需要；达到减少用量和提高肥料利用率，提高作物产量，改善农产品品质，减轻环境污染，节省劳力，节支增收的目的。

本发明所述的用于农业信息服务平台的系统架构采用数据、服务、业务和表现分离的多层设计理念，以安全可靠的数据管理为基础，以专业的数据服务模块为支撑，实现高效的业务处理能力，同时可以融合完备的安全、权限管理体系，保证平台的稳定和安全可靠运行，充分考虑的兼容性和可扩展性，能够在各种终端设备上以多种形式展现。本发明基于面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture,SOA)架构，采用基于XML与WebServices组件化开发模式，实现了业务模块/组件的松藕合，在充分满足现有平台各应用系统建设的需求的同时，并考虑未来业务系统的建设集成，保证平台应用的可拓展性。将人机交互内容以服务的方式提供，通过处理后在界面层次统一展示，通过这种处理方式，可以实现将不同的功能模块的服务混搭成一个门户，而不是通过多门户进行整合。本发明所述系统架构可采用Browser/Server(浏览器/服务器)结构模式采用J2EE技术，J2EE技术为搭建具有可伸缩性、灵活性、易维护性的业务系统提供了良好的机制，且其支持异构环境，不依赖于任何中间件和硬件，还具有可伸缩性，允许多台服务器集成部署，实现可高度伸缩的系统，满足未来业务系统的需要。可以将系统架设在数据库服务器、应用服务器、浏览器多个层次上，数据服务器专门存放数据，其对应数据库模块；应用服务器提供各类服务组件来访问数据服务器和响应客户端的请求，其对应系统平台支撑模块和功能模块；浏览器端只显示结果和发出请求，其对应系统通讯模块和终端显示模块。这种模式的系统安装、维护较为简单，系统的修改和升级后只需在应用服务器端进行即可，用户操作起来比较容易上手。

基于信息化建设基础设备的支撑，以现有农业资源信息为基础，以服务基层农民为核心，建立统一的农业资源信息综合数据库，以专家系统、测土配方施肥、市场交易信息、专家会诊、政务公开和新农村文化为核心应用，建立和完善面向基层农村、农户的信息交互平台，并优选通过以触摸屏为主的终端向广大基层农民提供农业技术、农业资源、市场行情和农村文化等信息服务。

本发明所述的农业信息服务平台的系统架构的优选结构示意图如图4所示，该实施例中的功能模块有多个，除了测土配方施肥模块外，还包括农业专家智能模块、市场交易信息模块、政务公开模块、信息交互模块和新农村文化模块，这些模块可单独设置或相组合。

农业专家智能模块利用分类技术和数据采集处理技术采集主要农作物的生产知识和病害诊断信息，并根据不同农作物生产管理环节中遇到的各类问题进行解答、解释和判断推理，提出决策性建议和实施方案，还可以提供月历和节气的农事指导，其工作状态如图5所示。该实施例中农业专家智能模块设置小麦、玉米、水稻、棉花、黄瓜、番茄、白菜、特菜、菜心、食用菌、西瓜、瓜类、苹果、葡萄、桃、板栗、梨、鸡、猪、奶牛、鱼、虾22个品种的专家智能模块，每个作物的专家智能模块都包括生产知识、病害诊断、生产决策、农事指导四个功能。这里以“苹果”为例进行说明。点击“苹果”的图像会弹出针对苹果的专家智能模块。生产知识，提供了图文并茂的多媒体农业信息，并可进行农业知识的快速全面检索，支持用户按照拼音和关注度，建立知识索引，方便用户查找知识，如图6所示，页面左侧为菜单，包括苹果种植的产前、产中和产后，点击每个菜单前面的“+”可以下拉出其下级菜单；同样，在页面的右侧也显示相应的二级菜单。点击最底层菜单，就是菜单名称前面没有加号也没有减号的菜单，在页面的右侧会显示其中的详细内容。图6所示的内容是以“气候条件”为例。病害诊断，根据动植物不同部位的发病症状，采用渐进式诊断技术分析判断发病原因，得到病害结论，并可查看症状特点、发病规律和防治方法等病害相关信息。生产决策，针对农业生产管理产前、产中、产后三个阶段中的园地、品种、播种、定植、栽培、营养施肥、水分灌溉等各类农业生产活动，采用模糊产生式决策对农业生产活动中的各类问题进行分析决策，提出定性或定量的建议，具体如图7所示，通过确定决策项目和条件后得到结论性意见。农事指导，按照公历、农历和具有中国农业劳作特点的二十四节气相结合的方法，根据不同时期的农事活动，指导农民适时地进行种植栽培、施肥喷药、田间管理、运输销售等生产活动。本发明建立多品种的农业专家智能模块利用分类技术和数据采集处理技术，同时还基于模糊产生式决策机制和渐进式诊断技术，将种植作物从产前品种选择、种子准备、整地、播种、产中合理灌排和病害预防控制、产后收获知识进行全面的普及，实时查询、实时决策；将养殖及水产过程的各个环节技术进行全面的普及，实时查询，实时决策，利用信息高速路的作用来缓解专家不足的种种问题，用触摸屏版的农业专家智能模块代替农业专家，普及农业专家知识，指导农户科学种养，提高农户种养技术水平，将农户培养成为高素质农民，为农户种植、畜牧、水产养殖的生产智能信息服务提供技术支持，形成农户种植养殖的流程化管理。

市场交易信息模块实现各区域内的农产品市场价格信息的实时展示和市场信息分析预测，可按品种、市场进行查询，具有分析预测模块，能够形成价格曲线、折线图和市场价格对比柱状图。市场交易信息模块包括查询模块和市场交易信息处理模块，所述查询模块利用分类技术和通信技术即时采集农作物的市场交易信息，所述市场交易信息处理模块对市场交易信息进行分析处理。该实施例中，市场交易信息模块可以有三个功能：按分类查询农产品价格、按市场查询农产品价格和分析预测。按分类查询：产品分为蔬菜、瓜果、粮油、水产品、畜禽产品五大类，每个大类下面再分成若干小类，如蔬菜大类可再细分为白菜、黄瓜、西红柿等，点击每个小类，可以看到其在不同市场的价格信息，以及信息的发布时间；按市场查询：按地区对市场进行分类，点击每个市场，可以看到该市场不同产品的价格信息，以及信息发布时间；分析预测，形成价格曲线、折线图和市场价格对比柱状图，并对市场行情进行分析预测。比如按分类查询白萝卜，则会出现所有市场中“白萝卜”的价格，如图8所示，根据后面的时间显示都是为及时价格。在页面的下方有三个按钮：历史价格、市场价格对比和价格走势。这三个功能都是对“白萝卜”的价格进行对比统计。点击“历史价格”按钮，出现各个市场中白萝卜的历史价格。点击“市场价格对比”按钮，出现各个市场中白萝卜的价格对比。点击“价格走势”按钮，出现白萝卜的历史价格走势，帮助农户分析白萝卜的后期市场价格走势。设置市场交易信息模块，及时满足农户农产品价格查询需求，从而对农产品市场行情有详细了解，明确农产品市场交易导向，同时遵循农产品市场供求规律，消除农户市场价格的信息不对称，满足农户农产品种类和地区市场的价格查询，并根据市场行情的分析预测，进行选择性科学养殖，促进农户科学种植农产品，以获取良好的收益，使农户的切实利益得到保障。

政务公开模块，所述政务公开模块利用GIS技术和数据采集技术提供所需的村务信息。具体公开的政务栏目可以包括重大事项公示、本村概况、党务公开、管理架构、政策法规、便民服务、本村新闻、视频点播八个栏目。如村干部补贴公示、村资金使用公示、享受低保户公示等等。通过设置触摸版(当然也可以是按键版)的政务公开模块，为村级自治组织所属成员提供党务村务公开信息、“三农”政策法规、便民服务信息和农业科技信息，为村级自治组织开展党务村务公开工作提供技术支撑手段，实现公开内容的实时在线自动更新，达到信息服务资源共享，降低人为干预因素，提高农村民主管理和监督水平，促进农村民主政治建设和经济稳定发展。

信息交互模块，所述信息交互模块利用网络信息交互技术实现农民与专家之间以视频或语音或文字的方式进行交流。信息交互模块展示每位专家的信息，可以包括照片、姓名、性别、出生年份、工作单位、专业、研究方向、文化程度、联系方式、主要业绩等，并能够显示专家是否在线，小图标为灰色时表示此专家没有在线，小图标为亮色时表示专家在线。在专家照片下面有一活动按钮，当专家在线时按钮显示“开始视频”，当专家不在线时显示“专家不在线”。若专家处于在线状态，用户可以通过专家坐席方式，比如在触摸屏端可以与专家通过视频、语音、文字的形式进行互动，交流在农事生产中遇到的问题。通过设置信息交互模块，农户可以根据自己种养的实际情况，选择符合自己要求的在线专家，通过视频、语音、文字的形式展开面对面的互动交流，并通过专家视频诊断，及时高效地解决农户种养的疑难问题。

还可以设置新农村文化模块提供农民书屋、地方戏视频、消防安全知识、农业生活小常识。因此通过新农村文化模块，通过丰富的农民书屋藏书阅读、著名的地方戏曲欣赏、消防安全知识提醒、农业生活小常识随读，满足农民精神文化生活的需求，丰富村民的休闲娱乐生活。

图4所示的本发明农业信息服务平台的系统架构中的功能模块相当于业务层，系统平台支撑模块相当于是平台服务层。在服务层与业务层之间形成统一的、面向服务的接口总线，对农业信息服务平台的数据、信息提供统一灵活的信息服务接口，使得系统具有良好的一致性、可扩展性。所述的系统平台支撑模块包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，还可以包括分别与各功能模块相连的用户管理单元、系统权限配置与验证单元和系统日志记录，还包括产生式推理组件和渐进式诊断组件。平台服务层可理解为是平台的技术支撑层，所做工作包含统计分析引擎、报表服务、数据仓库组件等各种服务引擎和服务策略，为平台业务处理提供专业化的服务组件。为了提高平台的扩展性，以模块化和集约组合的方式提供服务，每种服务可单独使用，也可随意组合，使平台更加灵活易用。

功能模块管理单元用于对功能模块的管理，实现对各功能模块的灵活组装，该组装包括加载新的功能模块(如新增的系统服务、新的用户功能模块、新的监控画面等等)、隐藏或删除已有的一个或多个功能模块以及调整各功能模块在终端显示模块中的显示位置，从而可以满足不同区域农户根据自身情况所需功能模块的要求，或者在已有平台上定制开发新的功能模块的要求。使得农业信息服务平台具有较强的适应能力；能方便扩展，随着应用水平的提高、规模的扩大和需求的增加，系统应能满足新增的需求，在不影响现有功能的前提下，可以方便地对系统进行扩展升级；而系统的体系架构不需做较大的改变；平滑升级，支持数据的导出。功能模块管理单元对各功能模块中的农业数据信息进行汇总统一管理，起到一处管理多处使用的效果，避免了多系统重复录入、重复配置，同时也降低了系统的维护成本。功能模块管理单元还为终端显示模块提供统一的用户操作界面模板，终端显示模块的用户操作界面模版包括登录页、系统主界面，系统主界面包括右上角的子系统切换按钮、上部一级模块选择面板、左侧以抽屉式显示二级模块并可以在其内部以树形显示三级、四级子模块，从而形成平台多个层级的模块目录结构，用户可以灵活的定义模块的所处层级、显示位置，组建自己的用户操作界面。同时框架内定义了大量页面母版，如主内容页母版、弹出窗口母版、标签页框架母版及标签页母版、浮动提示信息模版等，并且每个内容页面能够根据显示方式的不同，在运行时终端显示模块的模块目录结构根据各功能模块的显示位置自动选择用户操作界面模版中的相应母版，使用户操作界面具有表现形式丰富、配置灵活、风格统一的特点，从而保证了整个应用系统用户操作界面的多样性、一致性，友好的客户化界面，条理清晰，树态逻辑列示的条目一目了然，大部分操作通过向导方式完成，易于使用和推广，并具有实际可操作性，为用户提供良好的操作体验。该农业信息服务平台所提供的各项功能模块可实现所要求的对应业务需要。

通过用户管理单元对系统用户进行管理，对接入平台系统的各功能模块进行管理，设置模块的显示属性和权限属性，定义系统角色及其信息访问和信息操作权限，然后给系统用户分配相应的系统角色，从而实现系统权限分配的灵活配置，并在框架中提供统一的运行时权限验证服务，实现身份验证、菜单显示控制、操作界面显示控制、数据操作验证等，实现多层次、全方位的权限验证，从应用系统层面保证整个系统信息的安全性。

GIS模块为数据采集模块提供地图服务信息，优选可以提供比例尺为1:10000的数字地图服务信息。引擎模块将数据库模块中的数据信息传递至功能模块和系统通讯模块，引擎模块包括分别与各功能模块相连的综合查询服务单元、统计报表服务单元、事件消息管理服务单元和系统数据管理引擎单元。综合查询服务单元提供综合查询引擎，通过提供查询配置工具，农户可以自定义查询内容、查询条件参数等信息，生成特定的信息检索界面，系统用户指定查询参数值后，就可以获取到所需数据，通用、简便、快捷。统计报表服务单元提供统计报表引擎，查看报表时，提示用户输入报表的查询参数，系统根据参数从数据库中获取数据，生成最终报表显示给用户。同时保存历史记录，当有用户再次查询该报表时，则直接返回给用户历史文件，而不再重新生成，提高系统响应速度。事件消息管理服务单元提供事件消息管理引擎，通过系统事件消息配置管理，可以定义系统事件，包括分配唯一的事件编号、定义事件分类(自动处理、人工处理两类)、事件源信息查看、处理地址、处理人等事件信息。产生事件的模块，只负责组织事件信息，向事件消息引擎发布事件，如果是自动处理类事件，则会触发订阅了该事件的模块的相应处理接口，进行自动处理。如果是人工处理类事件，则将事件提示到相关处理人的操作窗口，处理人即可按照信息提示进行事件源的查看和处理。系统数据管理引擎单元进行数据库操作服务，提供统一的数据库操作接口，屏蔽底层不同数据库系统的数据操作差异，为农业信息服务平台提供统一的数据库操作接口。

数据库模块也就是图4所示的数据层，是以数据保存为核心，建立分类数据库，实现信息资源的整合、共享和统一管理，为信息流、业务流和知识流的一体化集成提供数据基础，为安全管理和溯源提供信息服务。需要统筹规划、统一标准、分工协作，建设数据库群，实现信息资源的整合和共享，避免重复建设和标准不统一造成的资源浪费。

数据库模块包括系统数据库和业务数据库。其中，系统数据库包括整个系统的管理数据，以保障系统正常运行，如用户数据、权限数据等。业务数据库包括功能模块中的业务数据，所述业务数据包括测土配方施肥模块中的地块数据、GIS空间信息、肥料数据和实验数据。农业专家智能模块中的生产知识信息、决策信息、病害信息、农事信息等信息，市场交易信息模块中的产品信息、价格信息、预测数据等，信息交互模块中的专家信息、会诊信息等，政务公开模块中的各种政务信息以及新农村文化系统中的农业常识、消防安全、地方戏等信息，还可以理解为包括用户对基础信息进行应用操作时的统计数据、规则数据等应用数据。

系统通讯模块也就是图4所示的通讯层，通讯层支持多种数据传输方式，提供高效的、安全的数据交互通道。如图4所示的COM、GPRS、3G、WIFI、Internet、Intranet、GNSS以及USB等多种通讯方式。终端显示模块即图4所示的设备层，是为通过配置调整功能模块的层级组建的多层级的模块目录结构，如图4所示，该设备层能够挂接多种终端设备，自动完成各种格式的数据转换和交互，终端显示模块可以为触摸式或者是按键式，其支持固定终端和移动终端。

当终端显示模块支持设备为移动终端时，本发明所述的用于农业信息服务平台的系统架构中的各模块都能够嵌入集成到移动终端中，该农业信息服务平台基于便携式智能移动终端，能够针对农业、农村信息服务系统移动化的需求，通过嵌入式GIS技术、异步任务技术、J2EE技术、分类技术、数据采集处理技术、模糊产生式决策机制以及渐进式诊断技术等，面向病虫害诊断、农产品价格信息、测土配方施肥、专家视频诊断等方面，为解决农民在实际农业生产过程中遇到的病虫害诊断防治、农事操作指导等提供快捷的咨询方式；使农民可以快速、便捷且随时随地的了解农产品的市场行情；研发测土配方施肥机制，实现对农村试验数据的管理，建立施肥量计算模型，从而向农民提供施肥推荐卡，为农业生产提供便捷的施肥决策通道；并通过与农业专家视频互动的方式及时解决农民在生产过程中遇到的问题。

本发明的移动式(或者说是便携式)的农业信息服务平台中的测土配方施肥模块的工作状态如图9a和9b所示，图9a是数据采集模块的工作状态图，采集各种类别和品种的农产品的相关信息，图9b是施肥推荐卡的工作状态图，根据农户所选的农产品的类别和品种，通过建立施肥量计算模型，给出具体合理的施肥方案，以提高农产品的产量。移动式的农业信息服务平台中的农业专家智能模块包括不同作物的生产知识、病害诊断、生产决策、农事指导四个功能。生产知识涵盖了农业生产管理各个环节的知识信息，提供了图文并茂的多媒体农业信息，并可进行农业知识的快速全面检索。生产知识以目录树的形式列出知识关系树，并以文章章节形式对每一条知识进行展示，同时，支持农户按照拼音和关注度建立知识索引，方便用户查找知识，以及注册用户将感兴趣的知识设为书签，以后浏览知识时快速获取；为增加知识的利用效率，可以对农业专家智能模块中的生产知识、诊断规则和决策规则进行检索，以及对其他品种的知识进行跨库检索。病害诊断的工作状态如图10a和10b所示，该实施例根据图10a所示的猪的发病症状，采用渐进式诊断方法分析判断发病原因，得到如图10b所示的病害诊断报告。移动式的农业信息服务平台中的市场交易信息模块的工作状态如图11a和11b所示，通过按分类查询蔬菜中的白萝卜，得到其在具体时间不同市场交易的价格信息。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (9)

1.一种用于农业信息服务平台的系统架构，从底层依次向上包括数据库模块、系统平台支撑模块、功能模块、系统通讯模块和终端显示模块，其特征在于，所述功能模块包括测土配方施肥模块，所述测土配方施肥模块包括数据采集模块、施肥推荐卡和施肥计算建模模块，所述数据采集模块采集并存储用于测土配方施肥计算的试验数据，所述施肥推荐卡用于存储施肥计算的结果，所述施肥计算建模模块根据特定的算法利用数据采集模块的数据进行施肥计算建模，从而建立施肥计算模型，并将施肥计算的结果返回给施肥推荐卡，根据数据采集模块采集的数据结合施肥计算建模模块的实时动态建模计算得出每个地块的施肥推荐卡，根据不同的产地与不同的作物品种生成不同的施肥方案与使用措施以便农户根据自己家土地种植的作物品种选择合理的施肥方案；所述系统平台支撑模块包括引擎模块、功能模块管理单元和GIS模块，所述引擎模块将数据库模块中的数据信息传递至功能模块和系统通讯模块，所述功能模块管理单元用于对功能模块的管理，实现功能模块的组合以及调整功能模块在终端显示模块中的显示位置，所述GIS模块为数据采集模块提供地图信息；所述终端显示模块为通过配置调整功能模块的层级组建的多层级的模块目录结构；所述系统平台支撑模块位于平台服务层以及所述功能模块位于业务层以使得农业信息服务平台具有兼容性和可扩展性。

2.根据权利要求1所述的系统架构，其特征在于，所述功能模块还包括市场交易信息模块，所述市场交易信息模块包括查询模块和市场交易信息处理模块，所述查询模块利用分类技术和通信技术即时采集农作物的市场交易信息，所述市场交易信息处理模块对市场交易信息进行分析处理。

3.根据权利要求1或2所述的系统架构，其特征在于，所述功能模块还包括农业专家智能模块，所述农业专家智能模块利用分类技术和数据采集处理技术采集农作物的生产知识和病害诊断信息，并根据不同农作物生产管理环节中遇到的各类问题进行解释和判断推理，提出决策性建议和实施方案；和/或，所述功能模块还包括政务公开模块，所述政务公开模块利用GIS技术和数据采集技术提供所需的村务信息；和/或，所述功能模块还包括信息交互模块，所述信息交互模块利用网络信息交互技术实现农民与专家之间以视频或语音或文字的方式进行交流。

4.根据权利要求3所述的系统架构，其特征在于，所述数据库模块包括系统数据库和业务数据库，所述系统数据库包括整个系统的管理数据，以保障系统正常运行，所述业务数据库包括功能模块中的业务数据，所述业务数据包括测土配方施肥模块中的地块数据、GIS空间信息、肥料数据和实验数据。

5.根据权利要求3所述的系统架构，其特征在于，所述系统平台支撑模块还包括分别与各功能模块相连的用户管理单元、系统权限配置与验证单元和系统日志记录；和/或所述引擎模块包括分别与各功能模块相连的综合查询服务单元、统计报表服务单元和事件消息管理服务单元。

6.根据权利要求3所述的系统架构，其特征在于，所述终端显示模块为触摸式或按键式，且支持固定终端和移动终端；所述终端显示模块包括登录页面、系统主界面、主内容页母版、弹出窗口母版、标签页框架及标签页母版；所述终端显示模块的模块目录结构根据各功能模块的显示位置自动选择用户操作界面模版中的相应母版。

7.根据权利要求1所述的系统架构，其特征在于，所述施肥计算模型包括施肥量计算模型和复合肥计算模型。

8.根据权利要求7所述的系统架构，其特征在于，所述施肥计算模型还包括养分丰缺指标计算模型和肥料利用率计算模型。

9.根据权利要求1所述的系统架构，其特征在于，所述数据采集模块采集并存储的试验数据包括地块的基本信息、自然条件、生产条件、土壤情况和养分数据。