农业科技云服务平台设计与实现

刘 岩，张文宇，蒋婷婷，曹 静*

(1.江苏省农业科学院农业经济与信息研究所/数字农业工程技术研究中心，江苏南京 210014；2.江苏农科传媒有限公司，江苏南京 210014)



农业科技云服务平台设计与实现

刘 岩1，张文宇1，蒋婷婷2，曹 静1*

(1.江苏省农业科学院农业经济与信息研究所/数字农业工程技术研究中心，江苏南京 210014；2.江苏农科传媒有限公司，江苏南京 210014)

围绕农业科技信息服务，以已建成的农业科技信息资源和系统为依托，通过云计算技术对底层近服务器集群资源、数字化资源及应用系统资源进行综合调配和利用，设计开发了农业科技云服务平台。该平台拥有5大模块和7个咨询通道，方便用户及时获取本地区各类农业数字资源信息，全面提升了农业科技信息服务的精准性和实效性。

农业云；科技云；云计算；云平台

“互联网+”现代农业是2016年中央一号文件的一大亮点[1]，伴随大数据、物联网、云计算等信息技术的发展，“智慧农业”已经成为农业未来发展的关键词。随着云时代的来临，云服务技术因其弱化对客户端的要求、突破传统的信息传播模式、将信息无障碍地送到农民手中等优势，得到了广泛关注和应用研究。通过搭建农业资源智能化管理平台，推动农业大数据应用，可以有效促进信息技术与农业生产管理、经营管理、市场流通、资源环境等方面的融合，提高农业智慧化和精准化水平[2-6]。

当前，各地区各级农业管理部门和科研机构多拥有自己的农业资源管理系统，但数据资源和软件没有统一的标准，导致农业科技信息资源服务农业生产效率低，且管理系统重复开发、扩展性差，缺乏信息共享机制[7-10]。利用云服务技术调动和综合利用一切硬件资源、数字化资源、应用系统资源进行农业科技资源云端存储管理，并在此基础上，通过构建云桌面式服务平台，集成5个信息服务频道及7个专家咨询服务系统，能发挥技术及资源的协同、集成、规模化效应，突破传统信息传播模式，提高信息服务质量，促进农村信息服务体系的升级。

1 平台总体框架

平台框架采用4层设计：①服务层，即面向用户界面，用以展现面向用户端的前台功能；②管理层，负责业务支撑系统云平台迁移，包括统计分析、运行监测管理、负载调度管理等；③资源层，提供后台各种数据库支持，同时包括与数据存储系统的接口，主要包括资讯信息库、品种信息库、农业技术信息库、农产品信息库等自建数据库，以及多媒体数据库、期刊文献数据库等；④物理层，负责硬件资源虚拟化。平台总体框架设计见图1。

2 平台功能

2.1 5大模块 通过对用户需求的前期调研及各类农业资源信息管理系统的应用分析，将农业科技信息分为以下5大类。

2.1.1 新闻资讯。聚合国家和江苏省农业新闻动态及决策信息，为农业生产、生活提供农业资讯服务，包括江苏农业政策法规、农业管理部门的决策参考、农业情报、新农村建设、低碳经济、科技进展、科技兴农、致富信息等内容。

2.1.2 品种技术。图文并茂地展示粮食作物、园艺作物、畜禽养殖及水产等新品种、新技术信息，为农业生产者提供农业科技成果和技术服务。

2.1.3 农业问答。集成热线电话、双向视频、微信、QQ、移动APP等咨询服务通道，以及万条精彩问答库，为农业用户提供实时、专业、全面的专家解答服务。

2.1.4 农商农品。提供农产品滞销、助销、供销对接及农业企业基地展示功能，帮助农业生产者拓宽农产品销售渠道，促进增产又增收。

2.1.5 便民服务。提供天气、日历、快递、医疗、交通、社保等方面常用网址信息，为农村生活提供便捷服务。

2.2 7大咨询通道 为使农业生产者及时获得相关领域专家的指导，在农业生产者和专家之间搭建了7个咨询通道，用户可根据情况，与专家直接或间接沟通。

2.2.1 热线电话服务。通过拨打热线电话，为用户提供农业技术专家答疑服务。

图1 平台总体设计框架Fig.1 Overall design framework of platform

2.3.2.2 双向视频咨询服务。通过登录双向视频系统，为用户提供远程面对面专家咨询服务。

2.2.3 微信服务系统。通过关注服务微信，为用户提供手机端实时答疑服务。

2.2.4 农业技术QQ交流群。通过加入服务QQ群，为用户提供技术咨询指导、经验交流服务。

2.2.5 手机APP服务。通过下载APP客户端，为用户提供掌上专家答疑服务。

2.2.6 网络留言咨询服务。通过访问网络留言咨询系统，为用户提供网络留言解答服务。

2.2.7 网络在线客服系统。通过访问网络在线客服系统，为用户提供网页端实时解答服务。

3 平台的技术特点

3.1 农业科技云构建与负载均衡 农业科技云的构建通过集群存储技术实现高性能、高可靠性、易于管理维护的数据存储与管理；采用虚拟化技术来统一资源接口、简化部署过程、实现并行运算等；利用负载均衡扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、有效提高网络的灵活性和可用性。农业科技构建技术如图2所示。

3.1.1 农业科技数字资源集群存储。由若干个通用存储设备组成的用于存储的集群，组成集群存储的每个存储系统的性能和容量均可通过“集群”的方式得以叠加和扩展，集群存储则可提供按比例增加的存储资源的性能、容量、可靠性及可用性，突破了单机设备的种种限制。

3.1.2 服务器虚拟化。将计算机元件在虚拟的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化部署过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许1个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。3.1.3 智能化作业调度与负载均衡。采用全局智能作业调度算法与用户访问流量感知技术，对农村信息资源服务云中的用户访问行为进行智能调度、资源分配以及用户访问负载均衡，避免大量用户并行访问可能引起的服务响应中断，保证云服务的顺畅运行。

3.2 云终端自适应技术实现平台多终端良好应用 通过自动获取访问设备属性，利用弹性布局技术，结合CSS元素浮动属性，让模块根据设备显示区域或系统页面大小变化自动调整自身宽度及位置，以适应不同的屏幕分辨率，使得用户无论在PC端、手机端，还是平板电脑端浏览，均具有良好的使用体验。

3.3 基于词云图的信息可视化技术实现网页信息表现形式升级 采用类似知识地图的方法[11]，通过分词、词频统计、主题词提取等预处理获取文档特征词，并利用3D球体表面积渲染模型，生成词云图，对网络文本中出现频率较高的“关键词”以图片等形式予以视觉上的突出，对次要文本信息进行过滤，使用户扫一眼词云图即可以领略页面信息主旨，促进信息表现形式的升级。

4 结语

农业科技云服务平台整合各类涉农的资源管理系统，发挥了云计算技术及资源的协同、集成、规模化效应，突破了传统农业科技信息管理和传播模式，提高了信息服务质量，促进了农村信息服务体系的升级；同时，平台具备良好的稳定性，且易维护、可扩展，具备较好的可持续发展能力。

图2 农业科技云构建技术示意Fig.2 Construction technology of agricultural science and technology cloud

图3 多种客户端显示Fig.3 Multiple clients display

图4 可视化词云图Fig.4 Visual word image

作为农业大数据重要承载体的农业科技云服务平台，对指导农业生产、优化资源配置具有重要意义，同时也是促进农业向高效、安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路方向发展的主要手段。随着国家农业方式转变和农业结构战略性调整，综合性农业科技云服务平台将会有更广阔的发展空间，农业信息化的建设将有力地推动我国由农业大国向农业强国转变。

[1] 中共中央 国务院关于落实发展新理念加快农业现代化 实现全面小康目标的若干意见[A/OL].[2016-08-05].http：//www.gov.cn/zhengce/2016-01/27/content_5036698.htm.

[2] 周平，曹成茂，杨林宽，等.农业产业发展综合服务信息化平台设计[J].安徽农学通报，2015，21(23)：96-97.[3] 刘爽，熊明民，刘建安，等.农业科技平台建设分析与发展思考：以中国农业科学院为例[J].农业科技管理，2016，35(1)：49-51.

[4] 徐小俊，方佳.大数据背景下农业科技平台发展的困境及对策[J].福建农业科技，2015(6)：76-80.

[5] 蔡彦虹，刘平，李仕宝.我国农业科研机构科技条件平台建设的作用与效果分析[J].农业科技管理，2012，31(4)：18-21.

[6] 王成红，陈伟能，张军，等．大数据技术与应用中的挑战性科学问题[J].中国科学基金，2014(2)：92-97．

[7] 朱科峰，曹静，凡燕，等.基于SSH2架构的农村信息服务系统的设计与实现[J].江苏农业学报，2013，29(4)：885-891.

[8] 朱科峰，张炎凌，曹静，等.江苏省村级农业信息服务综合管理系统应用实效分析[J].江苏农业科学，2014，42(12)：419-422.

[9] 李宁，冯利平，白蕤，等.自动气象站气象信息实时显示查询系统设计与实现[J].农业网络信息，2015(7)：30-35.

[10] 杨余旺，陈超.探讨基于云计算的设施农业云系统设计[J].农业网络信息，2011(12)：5-7.

[11] 王亮，李秀峰，王文生.农技云平台知识地图的设计与实现[J].中国农业科技导报，2015，17(2)：87-93.

Design and Implementation of Agricultural Science and Technology Cloud Services Platform

LIU Yan1, ZHANG Wen-yu1, JIANG Ting-ting2, CAO Jing1*

(1. Institute of Agricultural Economics and Information / Engineering Research Center for Digital Agriculture, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Jiangsu 210014; 2. Jiangsu Agricultural Scientific Industry Co. Ltd, Nanjing, Jiangsu 210014)

Focus on agricultural science and technology information service, the agricultural science and technology cloud services platform was developed, based on the existed agricultural science and technology information resources and systems, which allocated and utilized near bottom server cluster resources and digital resources and application of system resource through cloud computing technology. The platform had 5 modules and 7 advisory channels, which is convenient for users to timely access to all kinds of agricultural digital resources in the region, fully improving the accuracy and effectiveness of agricultural science and technology information services.

Agriculture cloud; Science cloud; Cloud computing; Cloud platform

江苏省科技支撑计划项目(BE2014388)；江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(14)2115]；江苏省农业科学院院基金项目(6111649)。

刘岩(1982-)，男，河北唐山人，助理研究员，硕士，从事信息农业、农业科技管理研究。*通讯作者，副研究员，博士，从事农业信息研究。

2016-09-21

S 126

A

0517-6611(2016)29-0240-03