基于云计算和大数据的智慧农业平台

CONSTRUCTION技术探讨基于云计算和大数据的智慧农业平台郭　慰天津凌翔科技有限公司　天津市　300300摘　要：分析了目前农业信息化存在的问题，介绍了云计算和大数据的概念与特征，初步构建了智慧农业平台。平台主要框架由资源层、核心层、业务层和接入实体组成，并阐述了各个层次的功能，以加强云计算和大数据在农业信息化中的应用，为农业信息化模式创新提供更好的理论和技术支撑。关键词：云计算；大数据；智慧农业中图分类号：C37 文献标识码：A1　概述1.1背景农业是关系到国民经济基础的产业，世界上不论是发展中国家还是发达国家都非常重视农业的发展。对于我国，农业还有较多地区生产方式落后，生产效率相对低下，几乎没有信息化方面的投入；良种繁育不足，发展潜力受到限制，区域化信息严重不对称，没有统一的信息系统互通和平台信息共享；动物疾病频发，养殖、种植风险较大，检测调查缺乏；资源环境破坏，持续发展受到影响，政府的信息综合预警机制也一直得不到完善和健全；农业发展中还存在诸多问题，信息技术的普及，基层应用仍是我们目前急需解决的最大问题。1.2目标“智慧农业平台”采用云计算和大数据技术，从管理服务结构、终端布局设置、系统互联互通、垂直资源共享与管理功能覆盖五个层面搭建起新型信息化农业管控平台。进而推动农业信息技术的发展，加速农业现代化的实现，有效提升农业竞争力。“智慧农业平台”可以整合大量、分散的农业信息，建立农业数据库和各类应用系统；推进遥感等技术的发展及在全球定位系统、农业专家系统、农田遥感监测系统的应用；支持和促进虚拟技术、仿真技术、多媒体技术在虚拟农业领域的发展等。农业技术的发展不仅可以改变农业生产管理方式，促进农业主体由经验管理向科学管理转变，而且可以高效挖掘农业生产、经营、管理、服务领域规律，为各个环节的健康发展提供支持，进而推动农业现代化的实现，提升农业的整体竞争力。2　原理2.1云计算云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。云计算包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。2.2大数据大数据技术（bigdata）指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。在《大数据时代》一书中图1　总体架构图第5卷　第5期2015年2月CONSTRUCTION技术探讨大数据指不用随机分析法（抽样调查）这样的捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、value（价值）。随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注。从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。3　方案3.1架构智慧农业平台分三个层次，完成整个业务云平台的支撑。●资源层：提供云平台所需的信息资源和网络资源。信息资源和网络资源分为物联、互联和通信三类。●核心层：提供整个平台的所需要的计算资源、存储资源、桌面资源、数据资源，以及信息服务。整个核心层构成了农业公共信息平台。●业务层：提供云平台整体的业务功能，包含：农业管控系统、农业服务系统、技术推广系统、产业链业务系统、门户网站以及电子商务系统。三个层次之外，还有两类接入实体，与云平台互动，形成完整的智慧农业平台生态环境。3.2组成3.2.1资源层1.信息资源信息资源根据采集和传输方式分为物联信息、互联信息和通信信息。2.网络资源网络资源根据所承载的内容和方式不同分为物联网、互联网和通信网。3.2.2核心层1.云中心提供整个平台运行和存储支撑，包括计算资源、存储资源、虚拟云桌面资源等。●云计算利用云计算虚拟化技术，可以在整个基础架构范围内共享多台计算机的物理资源。利用虚拟机可以在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源以实现最高效率。●云存储利用弹性存储算法、跨广域网全局文件系统、可堆叠模块化设计等关键技术，基于TCP/IP或InfiniBandRDMA协议将物理分布的普通廉价的主流存储设备整合成高安全、高并发、易扩展、易整合、易管理的虚拟化存储池。●云桌面通过各种协议连接到运行在服务器上的桌面的设备，为了充分利用已有资源，实现IT资产的最大化应用。●云管理将原本静态分配的IT基础设施抽象为可管理、易于调度、按需分配的资源，并将这些资源统一管理提供按需灵活使用各类IT资源的服务。2.云数据为云平台提供数据支撑，包括基础的农业数据，以及业务相关数据等服务。●基础数据库存储基础数据的数据库，根据养殖业、种植业的不同，基础数据库也不尽相同。养殖业包含奶业、猪业、禽业、渔业和宠物等，种植业包含粮业、菜业、果业、棉业和饲草等。●业务数据库业务系统的业务支撑数据库，分为管控信息库、服务信息库、技术信息库、产业信息库、支撑信息库和拓展数据库。3.云平台为整个智慧农业平台提供信息服务支撑：●数据规范标准制定农业数据标准，用统一数据标准来约束进入和输出的农业数据。●数据模型分析根据业务需求，将各类基础数据和业务数据进行抽取，形成概念模型，并与业务模型相匹配，从而满足各行业需求。●数据挖掘分析对基础数据和业务数据整合后，形成的平台的大数据，通过数据挖掘和分析，对大数据进行分析，进而提炼业务相关的数据结果。●数据共享交换由于各类异构业务系统数据需求不尽相同，通过数据共享交换服务，为各类业务系统通过统一的、全备的数据服务。3.2.3业务层1.农业管控系统对农业整个行业进行管控。2.农业服务系统对务农人员提供服务。3.技术推广系统对农业相关技术进行研究、推广。4.产业链业务系统对农业整个产业链提供业务支撑和服务。5.门户网站对外统一门户，设置信息发布栏目。6.电子商务农业产品以及农业衍生产品的商务平台。7.对外接口对外接口统一形成对外接口子系统，所有的内部接口都在对外接口子系统的控制下进行与外部系统的交互。3.2.4接入实体1.支撑接入实体对农业云平台提供接入支撑的相关实体。包括：教科研单位、投入品生产商、涉农金融保险、区外农业部门。2.应用接入实体与云平台有横向使用关系的相关实体。包括：农业生产企业、农产品加工企业、农产品流通企业、区内协作部门。4　结语通过应用云计算和大数据技术，从管理服务结构、终端布局设置、系统互联互通、垂直资源共享与管理功能覆盖五个层面搭建起新型信息化农业管控平台。进而推动农业信息技术的发展，加速农业现代化的实现，有效提升农业竞争力。农业技术的发展不仅可以改变农业生产管理方式，促进农业主体由经验管理向科学管理转变，而且可以高效挖掘农业生产、经营、管理、服务领域规律，为各个环节的健康发展提供支持，进而推动农业现代化的实现，提升农业的整体竞争力。参考文献：[1]文黎明，龙亚兰.物联网在农业上的应用[J].现代农业科技，2010（15）：54[2]孙忠富，杜克明，尹首一，等.物联网发展趋势与农业应用展望[J].农业网络信息，2010（5）：5-8[3]罗国玮，基于SOA的农业信息集成与共享平台的构建[J].安徽农业科学，2011[4]农业部新闻办公台.农业部依托“12316”代码全力打造三农综合信息服务平台[J].农机质量与监督，2009[5]张晓娟，张洁丽.我国信息资源整合研究现状分析[J].情报科学，2009[6]（英）维克托?迈尔-舍恩伯格等著.盛杨燕等译.大数据时代[M].杭州：浙江人民出版社，2013第5卷　第5期2015年2月文章被我刊收录，以上为全文。此文章编码：2015F　 　4033基于云计算和大数据的智慧农业平台作者：郭慰作者单位：天津凌翔科技有限公司天津市300300刊名：城市建设理论研究（电子版）英文刊名：ChengShiJiansheLiLunYanJiu年，卷(期)：2015(5)引用本文格式：郭慰基于云计算和大数据的智慧农业平台[期刊论文]-城市建设理论研究（电子版）2015(5)