基于微信小程序和LBS的共享农机综合管理服务平台设计与实现

陈学凡 鄢喜爱 陈云枫* 朱泽晟

（1常德市公安局武陵分局，湖南常德 415000；2湖南警察学院，湖南长沙 410138；3湖南师范大学商学院，湖南长沙 410081）

农业机械化是农业农村现代化的重要标志和重要支撑。《乡村振兴战略规划（2018—2022年）》对推进农业机械化有专节部署，实施乡村振兴战略对新时期农业机械化提出了新的更高要求。农业机械化将促进农业农村生产力发展，转变农业生产方式，同时将推动农村生产关系、生活方式、治理体系的转变。智慧农机是新时代农业机械化的建设重点和必然趋势，建立和完善智慧农机共享综合管理服务平台，能更好地完善智慧农机的功能，延伸智慧农机的应用场景[1]，拓展智慧农机的应用领域。

1 农业机械智能化研究现状

1.1 国外研究现状

美国农机智能装备市场已基本成熟。德国在智能农机具自主创新上取得了较大的成果，其发明的基于“3S”信息技术的大型农业机械装备，可在室内计算机自动控制下进行各项农田作业，完成诸如精准播种、施肥、除草、采收、畜禽精准投料饲喂、奶牛数字化挤奶等多项功能。以工厂化设施农业物联网发展模式为代表的“互联网+”现代农业已成为荷兰设施农业生产的主要技术应用模式。

基于国外农业生产特点，国外智慧农机主要侧重于农业机械的智能化研究和开发，而对于农机共享管理服务的市场需求少，共享农机管理服务研究应用不多。

1.2 国内研究现状

我国对农业机械化的支持力度大、补贴多，加上农村劳动力减少和农村人口老龄化，农业生产对农机需求大，近年来农业机械智能化水平提升比较快。目前，智慧农机研究主要集中在农机购置补贴、农机安全管理、国家支撑推广目录申报、农机鉴定获证产品信息查询、农机补贴产品归档等网上应用系统方面。但是，这些管理应用系统与农机化信息网处于同一个平台上，在资源整合、数据处理、管理应用、安全维护等方面还存在很大不足，特别是在基于物联网、信息化技术的机具作业信息管理、指挥调度、应用监管上还存在很大缺陷，远远不能满足现代农机化发展与管理的现实要求。

调查发现，目前我国农机服务模式陈旧，仍然以资讯为主，不符合移动互联网时代消费特点[2]；服务方式单一，需要客户主动去服务平台对接、查询，没有很好地利用大数据为客户提供精准周到的服务；使用不方便，界面把针对不同客户的服务内容罗列在一起，客户第一次使用时查找服务内容需要较长时间，尤其对于农民来说操作麻烦；大数据整合力度不够，不同产品侧重点不同，没有从农机全产业链服务角度考虑，对产品功能、服务精准度等有很大的影响，客户体验感不好。

2 共享农机综合管理服务平台应用价值分析

农业农村部公开数据显示，2018年我国规模以上农机企业2 500多家，主营业务收入4 500亿元，能够生产14大类50个小类4 000多种产品。我国是世界农机生产大国，全国农机总动力近10亿kW，超过美、日、韩等国，农机拥有量1.9亿台套；全国有7.4万个农机合作社和近20万个农机服务组织、420余万农机专业户、4 000余万农机户。我国是农机使用大国，机耕、机播、机收、机械植保和机电灌溉作业面积合计超过4.2亿hm2，农机年服务收入4 700多亿元；全国农作物耕种收综合机械化率达71%，畜牧养殖、水产养殖、设施农业、农产品初加工机械化率分别达到36%、31%、40%和39%。北斗、5G等智能农机装备已在使用，当前农业机械化已渗入农业生产的方方面面，已融入农业产业链条的广泛领域。机械化程度的高低直接影响农民的生产意愿和农业生产的稳定发展。农业机械化正在深刻引领品种选育、种养制度变革和农业经营方式转变的趋向。共享农机综合管理服务平台所产生的效益十分明显。

如表1所示，未来我国在农机总动力不变的情况下，农业机械化率将得到显著提高，说明农业机械化向智能化、高端化转变。据中国农资流通协会发布的公开资料显示，我国是世界农业大国之一，每年全国种子销售、化肥销售、农药销售分别有约500亿、7 000亿、1 000亿元的市场空间。

表1 国发〔2010〕22号和国发〔2018〕42号文件目标值对照

截至2018年，湖南省农机合作社达4 545家，3年内计划推广应用植保无人机3 000架，飞防作业200万公顷次以上；推广应用化肥深施机4 000台，深施作业面积24万hm2以上；推广应用生物质制肥机300台，生产有机肥180万t以上。从这些数据可知，共享农机综合管理服务平台利用大数据，逐步扩展到农业生产的全产业链，经济价值也十分显著。

3 基于微信小程序和LBS的共享农机综合管理服务平台设计与实现

3.1 功能设计

共享农机综合管理服务平台（以下简称平台）业务流程和功能如图1所示。订单发起者为农户和农机购置者，农机购置者包括农机合作社和农机手。农户发出订单后，平台通过云计算检索大数据，并根据其结果，将订单信息发给农机手。完成订单后，农户支付农业作业所需费用给平台。农户在平台无账户，农业作业完成后，必须通过微信支付费用，平台将会采取一定的法律、技术手段强制要求农户支付，确保服务费及时收取。对于农户的申诉，研究人员也设置了必要程序、采取了必要措施，比如收取农机手、合作社保障金等，予以回应、查实、处理，确保农户利益不受损失。

农机购置者的订单包括购买和维修。购买订单发出后，平台将订单信息发送给相关生产厂商，订单完成后，平台及时将财政补贴发放到该订单者或供货者平台账户。日常维护实行跟踪服务，由平台自动发起，农机生产厂商、维修站负责完成。维修订单发出后，平台将根据该农机购买信息，将订单发送给相应的维修站和生产厂商，由其负责维修。

图1中的业务拓展，主要与现有的销售商和渠道合作，将销售数据、追溯数据接入本平台，丰富平台大数据，为农业机械引入人工智能等三方合作打下基础，创造条件，抢得先机。这是实现全产业链的重要一环。

3.2 功能实现

平台由2个微信小程序和3个网站管理系统构成，即农户版手机小程序客户端、农机手版手机小程序客户端、农机合作社管理系统、农机生产厂商管理系统、农机维修站管理系统（包括网站版和App手机客户端）。

3.2.1 农户版手机客户端。农户版手机客户端主要用于农户寻找农机手开展农田作业，为农机手定位农田位置，告知农户作业内容和农机类型，方便农户支付作业费等。其主要功能是农户通过其他农户推荐或者在微信中查找“智慧牛服务平台”小程序等方式进入该小程序服务平台后，该平台通过手机的经纬度实时定位农户所在位置。农户也可以自己利用小程序的地图定位农田位置。

考虑到农户的文化水平、对手机操作的局限性及手机档次等实际情况，平台的农户版手机客户端设计界面应尽量简单明了。因此，如果是实时打“机”（找农机干活），只要点击“下单”，就会弹出窗口，农户上下滑动选择耕田、耙田、播种、插秧、割稻、打药、施肥等农活的农机类型，就完成了订单操作，操作十分简单。

订单完成后，平台将订单的位置信息、农机作业类型信息发送给附近相应农机类型（耕田、耙田、播种、插秧、割稻、打药、施肥等）的农机手，接到此信息的农机手点击“接受订单”即完成了整个订单过程，同时反馈给农机合作社后台管理系统。对于个人购买一台农机的农机手，一般没有加入农机合作社，服务平台会直接将订单信息发送给该农机手，而不发送给任何农机合作社。如果农机手点击“不接订单”，平台会重新查找最符合条件的农机手，直至有农机手点击“接受订单”为止。

3.2.2 农机手版手机客户端。农机手版手机客户端主要用于：响应农户订单，根据农户提供的位置，找到作业农田；完成订单后计算农业作业量，为农户支付费用提供依据；农机的维修与管理。其主要功能是，平台根据农户订单信息，通过大数据寻找距离该农户最近且满足农户需求的作业类型的农机手。如果该农机手已经加入农机合作社，此订单信息也会被同时发送给农机手所属的农机合作社管理系统，农机手和农机合作社的订单信息共享。农机手接到平台信息后，如果目前的农活很快就完成，则点击“接受订单”；否则，点击“不接订单”，表示不能按时完成此订单。点击“接受订单”按钮后，农机手的位置信息会发送到农户的小程序上，同时农机手也将收到农户的位置信息，二人实现位置共享，彼此位置相互可见。平台收到“不接订单”的消息后，会重新查找最符合条件的农机手，直至有农机手点击“接受订单”为止。平台查找时，需参考以下要求。一是农机手的农机具必须是农户作业请求类的农机具；二是要距离农户最近，以节省农机具运输成本，节省非有效工作时间。若该农机手属于农机合作社，平台会将此农机手的信息共享到其所属的农机合作社。

订单任务完成后，农户的手机客户端将显示农机作业量、作业时间、费用等信息。若农户认可，农户点击“确定”，系统弹出支付界面，农户通过微信支付完成订单费用支付；若农户不认可，点击“申诉”，选择申诉理由，平台会反馈到公司客户部，由客户部进行调查处理。农户支付费用给平台，存入本公司账户，然后每月结账时，按工作量及作业付费标准支付给农机合作社和农机手。作业付费标准和工作量对农机合作社、农机手都是可见的，随时可以查询、申诉等。

农机手注册，须到所属农机合作社的农机合作社管理系统完成。对于自己购买农机、没有加入农机合作社的农机手，须到本公司的农机合作社管理系统注册，平台为这些农机手虚拟了一个农机合作社。

农机出现故障时，农机手的手机客户端发出维修请求和故障现象描述，农机生产厂商得到信息后，立即协助维修站准备配件，农机维修站根据信息准备配件并前往故障点进行维修。通过管理系统发出响应信息，农机合作社共享信息，支付维修费用。

3.2.3 农机合作社管理系统。后台管理系统包括农机合作社管理系统、农机生产厂商管理系统、农机维修站管理系统。后台管理系统为网站版，采用PHP+Oracle体系架构模式。为了便于操作，适时推出App手机客户端。农机合作社管理系统主要用于农机合作社的订单、农机手、农机具等的管理以及农机合理布局、农机购置等。一是接收农户订单。合作社所属农机手接受订单后，通过平台将农机手与农户的信息共享到该系统，接收农户订单信息。二是跟踪农户订单。平台将农户发出的农机作业请求信息发送给距离农户最近的农机手，如果该农机手作业即将完成，能在规定时间内完成作业任务，则点击“接收订单”；如果该农机手作业还需要很长一段时间，无法完成订单作业，平台重新查找。一旦共享到该系统，则系统跟踪农机手，直至完成作业。三是农机手管理。只有通过管理系统注册后的农机手才能使用该平台，平台的农机手版客户端需要账号和密码才能进入，账号和密码由平台生成，由农机手自主管理。农机手只有注册后，才能接收作业请求信息，得到工资。为了加强对农机手的管理，要求农户对农机手进行评价，对评价不好的农机手实行淘汰制，建议其所属合作社解聘该农机手，平台不再为该农机手派发订单、支付工资。四是农机具管理。对农机具的日常管理、维护、维修实行信息化管理。农机具的维护、维修费用由平台管理与支付。五是合理布局农机。根据农田、作物播种面积、农资农药种子使用量等大数据，系统建议农机合作社购置适合的机型，科学确定购置数量等，合理布局。六是购置农机具。农机合作社通过平台发出购置需求，生产厂商得到需求请求后响应，农机合作社根据需求选定农机具类型、型号。完成订单后，平台将补贴实时发放到生产厂商和（或）农机合作社，不需要农机合作社或生产厂商申报等操作，极大地节省了成本，减少了补贴发放时间，同时也为政府部门节省了行政成本。

3.2.4 农机生产厂商管理系统。农机生产厂商管理系统主要用于农机及配件销售、配件管理以及农机维修站的合理布局与管理，其主要功能有以下几方面。一是销售农机具。通过平台，得到农机合作社购置需求订单后，系统将根据订单详情，发出产品信息供客户参考，待客户确认后，完成订单。二是销售配件。针对农机合作社的农机具日常维护，当平台自动或农机合作社通过平台主动发出请求后，平台根据客户信息和该农机具的购置信息等大数据，将配件配发给农机合作社所在的维修站。农机维修站管理系统同步得到请求信息和配件配发信息，及时做好日常维护或维修的准备工作。三是客户（农机合作社或农机手）与维修站的管理。根据客户与维修站注册的信息以及客户购置农机具的信息，及时提醒客户对农机具进行日常维护和保养。利用大数据提醒维修站对客户的农机具进行上门维护和保养，购置某些配件。根据农机合作社以及区域内销售的农机具型号、数量等，合理布局维修站的位置、大小、维修机型；接收财政补贴，销售农机具后，平台将财政补贴发放给生产厂商，系统及时接收并转入自己账户。

3.2.5 农机维修站管理系统。农机维修站管理系统主要用于农机具的维修与管理以及配件、农机手、维修师等的管理。①辖区内的农机具管理。平台根据某种农机的生产厂商要求，指定维修站所管理的辖区范围，对辖区内的所有农机具进行日常维护、保养、维修、升级改造等。②配件管理。一是接收农机生产厂商发送的配件储备；二是根据维修需要，向生产厂商发出配件配送请求。③农机手管理。一是对农机手使用、保养农机具进行培训；二是对农机手的维修行为进行监督，并将信息及时反馈到所属农机合作社。④维修师管理。农机具的日常维护、保养、维修实行维修员终身负责制，建立维修员与农机手、农机具一对一服务机制，建立农机手与维修员、维修员与生产厂商相互考评机制等。

3.3 技术实现

大数据是发挥共享农机作用的关键，也是平台建设的重点和关键内容。如图2所示，将农户的农田、作物类型、农资农药种子等信息，客户的作业时间、位置、种类，农机购置、维护、区域等信息，以及政府部门的公共资源信息，按地理位置分别输入分布式各类数据库中。按照分布式数据库要求，搭建分布式处理的云计算系统。根据客户大数据和云计算系统，让数据多跑路、农机多干活。数据库采用通用的Oracle体系架构。

针对该平台不同用户的文化素质，开发不同的版本。农户、农机手使用手机的水平有限，为了让操作简单，采用微信小程序，开发农户、农机手版的手机客户端，界面简洁友好，一键式操作。电脑版采用WEB方式，用PHP开发。

该平台还有一个重要特色，即接入财政部门、农业农村部门数据，让数据多跑路，让农民少跑路。设计时要与2个部门的数据接口相适应。另外，建立和完善农资、农药、种子电子商务系统和区块链技术条件下的追溯体系，将5G、AI、物联网、区块链等引入农业机械中，制造人工智能型高端农业机械。

4 结语

高质量推进农业机械化必须与农业信息化相结合，走智慧农业之路。智慧化不仅指自身农业机械设备智能化，更重要的是要以大数据为基础[3]，以数据流驱动农业产前、产中、产后智慧化、自动化、可追溯化，数据源则从产前、产中、产后而来。这就要求设计并实现一套共享农机的综合管理服务平台，通过平台融合全产业链、全生产要素、全农业生产过程。平台的开发和设计要满足2个原则：一是简捷实用，最大限度地方便平台使用者；二是要与农业生产实际和国家政策相结合，最大限度地满足农民需求。因此，该平台不仅技术可行，而且经济可观，完全满足农业、农民的需要[4]。大数据可以实现化肥、农药减量，使种植养殖布局更加优化、农业生产更加绿色生态环保。