木木市农业局菜篮子综合信息服务平台建设项目技术方案.doc
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木木市农业局菜篮子综合信息服务平台建设项目技术方
木木市农业局菜篮子综合信息服务平台建设项目技术方案
公司名称
2013年12月
郑州华骏技术有限公司-3-
目录
1. 项目技术方案 1
1.1. 需求理解与分析 1
1.1.1. 建设目标 1
1.1.2. 建设原则 1
1.2. 系统建设方案 3
1.2.1. 总体技术路线 4
1.2.2. 总体架构设计 9
1.3. 平台功能设计 10
1.3.1. 农资采集调控系统 10
1.3.2. 病虫害远程指导系统 16
1.3.3. 作物生长环境实时监测、监管系统 18
1.3.4. 农产品质量追溯系统 20
1.3.5. 综合信息发布系统 22
1.3.6. 移动终端应用 23
1.3.7. 网站改版规划 26
1.4. 系统性能指标 29
1.4.1. 并发及响应时间性能 29
1.4.2. 日访问量 29
1.4.3. 故障率 29
1.4.4. 故障修复时间 30
1.5. 系统运行环境 30
1.项目技术方案
1.1.需求理解与分析
1.1.1.建设目标
菜篮子综合信息服务平台充分考虑了我市目前农业、农村、农民的实际情况和对信息的现实需求，参照国家对信息化工作的要求和信息技术发展的方向，并结合移动公司资源和业务特点而提出。
主要建设内容有：
l 农产品信息资源整合平台，建立统一的网络平台，整合各类农产品信息资源；
l 采集调控，实现农产品信息发布、供求信息预测，价格趋势分析.
l 专家诊断，实现专家与农户的在线交流平台，并整合病虫害知识库，方便农户对作物的生长环节病虫害的防治及时了解。
l 远程监控，实现对农产品生长环境实时监测，生长状态实时监管。
l 质量追溯，实现对农产品生产、流通、加工、交易、消费等环节信息进行采集，通过二维码技术对信息全方面查询。
l 针对农业企业、农民经纪人、批发市场、种植大户提供特制信息服务方式；
l 手机信息发布，通过短消息、彩信、客户端等方式实现信息询问、信息交互。
1.1.2.建设原则
1.1.2.1.先进性
系统要求采用当前最先进且成熟的技术，保障平台硬件、软件和数据管理的先进性。
软件产品应具有较强的可移植性，可根据用户的需求进行页面的个性化定制开发，并提供持续不断的完善和升级，保持系统技术的先进性。
1.1.2.2.可靠性
我方所提系统建设方案将充分考虑系统运行时的应变能力和容错能力，确保系统在运行时反应快速、安全可靠。
能够满足用户在较大并发用户数情况下同时进行浏览、检索文档等与数据库的交互式的操作，并且相对占用较少的硬件资源；本系统在保障安全可靠运行的同时，还具有较强的容错性。
当意外事件发生时，能通过快速的应急处理，实现故障修复，保证数据的完整性，避免丢失重要数据。
1.1.2.3.安全性
系统安全、稳定、可靠的运行，首先取决于系统的整体设计、平台的选择以及应用程序的质量；其次，必须考虑到各种特殊情况下的恢复机制和备份机制，以保证数据的一致性、完整性以及灾难恢复；严格的管理制度也是系统安全性的重要保证。
系统对管理操作具有详实的痕迹记录和日志管理功能。
网站信息内容的采集、发布、审查等环节管理方便，流程可订制和管理，网站运行可监控。
1.1.2.4.扩展性
本系统建设方案，规划了良好的系统体系结构，具有处理未来发展和变化所需要的可扩展性，能够提供与其他系统的数据对接接口。
1.1.2.4.1.数据的扩展
可以利用可视化的工作界面，进行数据的增加，或通过数据库管理工具，创建新的数据库、词典。
1.1.2.4.2.应用的扩展
考虑到和其他信息系统的连接，系统具有良好的外接接口，将来随着业务的不断扩充，整个系统中应能够方便地添加新的业务模块，也是可扩充性的一个重要特征。
n可以在Web界面上直接集成其他应用系统；
n利用开放标准的应用开发接口可以进行更加个性化的二次应用开发；
n底层数据完全支持XML，可以实现不同系统间数据的交互；
n通过增加相应的设备，系统能支持更大规模的集群和负载均衡能力。
1.1.2.5.易用性
经过对内容管理功能的全面梳理，以及对用户操作习惯、使用体验的研究，系统在主工作界面设计上，充分考虑将用户最关心的工作内容、最常用的操作总是放在主管理界面上的显著位置上。
1.1.2.6.开放性
系统全面支持XML、SOAP、WebService、LDAP等当前受到普遍支持的开放标准，保证系统能够与其它平台的应用系统、数据库等相互交换数据并进行应用级的互操作性和互连性。
1.2.系统建设方案
依据本项目建设目标与建设原则，并基于对技术要求，系统功能、性能需求的理解与认真分析，我们认为本项目建设应该以成熟软件产品为基础，结合具体需求进行实施和少量定制开发，使系统具有一个高稳定性和先进性的核心，有效缩短项目实施时间，降低项目实施的风险。
所有的软件产品应采用业界领先的成熟技术与产品。
为此，我们提出如下项目设计方案，保证整个项目建设的系统性。
1.2.1.总体技术路线
1.2.1.1.基于多层架构设计
多层服务模式设计的好处在于，表现层与业务处理层和数据通讯层分隔，在增加一个新的访问渠道时，仅增加渠道驱动，改变内容展示格式，而交易处理和与后台的数据通讯及处理不作任何修改。
业务层与数据通讯层的分隔，可以在业务处理不作大量的改动的情况下，连接到不同的后台。
因此，分层设计可以使得系统更加灵活、易于维护。
Web服务器只是作为所有服务的访问入口并管理静态的页面，而所有的业务逻辑和后台数据的访问逻辑都交给Web应用服务器（ApplicationServer）来处理，降低了Web服务器的负载，同时有效地将内容服务应用中的表示逻辑（PresentationLogic），业务逻辑（BusinessLogic）和对数据库的访问逻辑（DataLogic）有效地分离开，极大地提高了应用的可扩展性，构造了一个完整的三层次（3-tier）或多层次（N-tier）应用；同时由于Web应用服务器在可靠性，可扩充性，可用性等方面的优势，保证了整个应用系统的总体可用性。
1.2.1.2.基于XML数据支持
XML（ExtensibleMarkupLanguage）它是由W3C组织于1998年2月制定的一种通用语言规范，是SGML的简化子集，专门为Web应用程序而设计。
XML作为一种可扩展性标记语言，其自描述性使其非常适用于不同应用间的数据交换，而且这种交换是不以预先规定一组数据结构定义为前提。
XML最大的优点是它对数据的描述和数据传送能力，因此具备很强的开放性。
为了使基于XML的业务数据交换成为可能，就必须实现数据库的XML数据存取，并且将XML数据同应用程序集成，进而使之同现有的业务规则相结合。
开发基于XML的动态应用，如动态信息展示、动态数据交换等。
本系统全面遵循XML标准。
XML数据标准的推出，增强了系统之间、应用系统之间的数据交换功能，也大大增强了系统之间的集成度。
以XML标准描述数据格式，能促进多种数据格式支持、内容共享、内容的再利用以及增强客户对服务的满意度。
使用XML作为数据交换的格式。
XML提供描述不同类型数据的标准格式--例如：
会议记录、购买定单、数据库记录、图形、声音等--并且可统一而正确地解码、管理和显示信息XML一开始就建构在Unicode（统一码）之上，提供了对多语种的支持，具有世界通用性。
由于采用XML技术，使得本系统的稿件内容描述的标准化，实现跨平台、跨应用系统的信息交换更加流畅和便捷，能提供更丰富的资源信息发布，包含多种格式包括文、图、音、像、视信息能得以灵活的展现更周到的服务。
使用XML可以为网站升级项目建设带来很多好处：
n更有意义的搜索
数据可被XML唯一的标识。
没有XML，搜索软件必须了解每个数据库是如何构建的。
这实际上是不可能的，因为每个数据库描述数据都是不同的。
有了XML，搜索就变得十分方便。
n开发灵活的Web应用软件
数据一旦建立，XML能被发送到其他应用软件、对象或者中间层服务器做进一步地处理。
或者它可以发送到桌面用浏览器浏览。
XML和HTML、脚本、等技术一起为灵活的三层Web应用软件的开发提供了所需的技术。
n不同来源数据的集成
现在搜索多样的不兼容的数据库实际上是不可能的。
XML能够使不同来源的结构化的数据很容易的结合在一起。
可以在中间层的服务器上对从后端数据库和其他应用处来的数据进行集成。
然后，数据就能被发送到客户或其他服务器做进一步的集合、处理和分发。
n多种应用得到的数据
XML的扩展性和灵活性允许它描述不同种类应用软件中的数据，从描述搜集的Web页到数据记录。
同时，由于基于XML的数据是自我描述的，数据不需要有内部描述就能被交换和处理。
n本地计算和处理
XML格式的数据发送给客户后，客户可以用应用软件解析数据并对数据进行编辑和处理。
使用者可以用不同的方法处理数据，而不仅仅是显示它。
XML文档对象模式（DOM）允许用脚本或其他编程语言处理数据。
数据计算不需要回到服务器就能进行。
分离使用者观看数据的界面，使用简单灵活开放的格式，可以给Web创建功能强大的应用软件，这些软件原来只能建立在高端数据库上。
n数据的多样显示
数据发到桌面后，能够用多种方式显示。
通过以简单开放扩展的方式描述结果化的数据，XML补充了HTML，被广泛的用来描述使用者界面。
HTML描述数据的外观，而XML描述数据本身。
由于数据显示与内容分开，XML定义的数据允许指定不同的显示方式，使数据更合理地表现出来。
本地的数据能够以客户配置、使用者选择或其他标准决定的方式动态地表现出来。
CSS和XSL为数据的显示提供了公布的机制。
n粒状地更新
通过XML，数据可以粒状地更新。
每当一部分数据变化后，不需要重发整个结构化的数据。
变化的元素必须从服务器发送给客户，变化的数据不需要刷新整个使用者的界面就能够显示出来。
目前，只要一条数据变化了，整一页都必须重建。
这严重限制了服务器的升级性能。
XML也允许加进其他数据，加入的信息能够流入存在的页面，不需要浏览器发一个新的页面。
n在Web上发布数据
由于XML是一个开放的基于文本的格式，它可以和HTML一样使用HTTP进行传送，不需要对现存的网络进行变化。
1.2.1.3.基于WebService技术
n技术优点
由于组织内各部门一般是分布在不同的地理位置，且所应用的工作流引擎系统的设计及应用技术也不一定完全一致。
因此，在工作流引擎系统的设计实施中，如何在技术平台的设计方面能使各部门能协同工作，并且有较好地安全性，给我们提出了一个课题。
在以前，没有一个应用程序通信标准，是独立于平台、组建模型和编程语言的。
而WebService技术的产生正是为了解决这个问题，通过WebService客户端和服务器才能够自由的用HTTP进行通信，不论两个程序的平台和编程语言是什么。
WebService技术可以让地理上分布在不同区域的计算机和设备一起工作，以便为用户提供各种各样的服务。
用户可以控制要获取信息的内容、时间、方式，而不必像现在这样在无数个信息孤岛中浏览，去寻找自己所需要的信息。
从发展趋势上看毫无疑问，WebService将成为下一代Web的主流技术。
选择WebService技术还基于如下的技术优点：
¨WebService是创建可互操作的分布式应用程序的新平台。
WebService的主要目标是跨平台的可互操作性。
为了达到这一目标，WebService是完全基于XML、XSD等独立于平台、独立于软件供应商的标准的。
¨WebService在应用程序跨平台和跨网络进行通信的时候是非常有用的。
WebService非常适用于应用程序集成、B2B和G2G集成、代码和数据重用，以及通过Web进行客户端和服务器的通信的场合。
基于以上的优势，我们便不难看出WebService技术对新一代因特网协议标准的支持是其他技术不能望其项背的，这也是WebService技术倍受推崇，并取得成功的原因所在。
n平台技术组成
WebService平台有一套协议来实现分布式应用程序的创建。
任何平台都有它的数据表示方法和类型系统。
要实现互操作性，WebService平台提供了一套标准的类型系统，用于沟通不同平台、编程语言和构件模型中的不同类型系统。
在传统的分布式系统中，基于界面（interface）的平台提供了一些方法来描述界面、方法和参数（如COM和COBAR中的IDL语言）。
同样的，WebService平台也提供一种标准来描述WebService，让客户可以得到足够的信息来调用WebService。
这种调用的方法实际是一种远程过程调用协议（RPC）。
且这种RPC协议与平台和编程语言无关，从而为了达到互操作。
WebService技术是在现有的Web技术和设施之上，通过制定新的协议和标准、提出新的技术来实现的。
与WebService相关的主要协议和技术包括SOAP（SimpleObjectAccessProtocol，简单对象访问协议）、WSDL（WebServicesDescriptionLanguage，WebService描述语言）、UDDI（UniversalDescription,DiscoveryandIntegration，统一描述、发现和集成）。
SOAP用来定义数据描述和远程访问的标准；WSDL是发布和请求WebService的描述语言；UDDI则把WebService与用户联系起来，起中介作用。
n体系结构实现模式
WebService的体系结构是基于WebService提供者、WebService请求者、WebService中介者三个角色和发布、发现、绑定三个动作构建的。
简单地说，WebService提供者就是WebService的拥有者，它耐心等待为其他服务和用户提供自己已有的功能；WebService请求者就是WebService功能的使用者，它利用SOAP消息向WebService提供者发送请求以获得服务；WebService中介者的作用是把一个WebService请求者与合适的WebService提供者联系在一起，它充当管理者的角色，一般是UDDI。
这三个角色是根据逻辑关系划分的，在实际应用中，角色之间很可能有交叉：
一个WebService既可以是WebService提供者，也可以是WebService请求者，或者二者兼而有之。
WebService角色之间的关系:
其中，“发布”是为了让用户或其他服务知道某个WebService的存在和相关信息；“发现”是为了找到合适的WebService；“绑定”则是在提供者与请求者之间建立某种联系。
1.2.1.4.组件化设计方法
采用组件化设计方法，实现系统的开放性、可扩充性和可维护性。
标准、开放是一个应用系统得以发展和壮大的基础，通过标准开放的模式，可以保证用户更多地采用先进的技术搭建个性化的应用。
随着技术的发展，各个软件供应商越来越在某一领域具有专利或优势技术，但是用户的需求是全方位的，因此，最好的解决方案就是采用统一规范标准的接口进行应用集成，这也是国际化软件发展趋势。
本系统在很多方面为应用集成提供了保证，如支持系统三层体系结构、支持XML数据交换规范、提供底层数据库的各种平台的完善的开发接口、提供模块组件、支持二次开发、开放底层数据存储格式等等。
1.2.1.5.基于J2EE平台构建技术框架
J2EE（Java2EnterpriseEdition）是建立在Java2平台上的企业级应用的解决方案。
J2EE技术的基础便是Java2平台，不但有J2SE平台的所有功能，同时还提供了对EJB，Servlet，JSP，XML等技术的全面支持，其最终目标是成为一个支持企业级应用开发的体系结构，简化企业解决方案的开发，部署和管理等复杂问题。
事实上，J2EE已经成为企业级开发的工业标准和首选平台。
本项目网站群系统技术平台框架基于J2EE，从技术角度来看，充分利用现有资源，集中优势力量，“整合资源、统一架构”，通过构建网站后台统一的技术支撑平台，在不同层面提供“支撑、服务、管理”功能，健全和完善网站体系，增强网站功能。
1.2.2.总体架构设计
目标系统总体架构图
系统总体逻辑架构自下至上（纵向）可以分为数据采集层、数据存储层、支撑层、展现层几个逻辑层面；同时，安全保障体系与规范管理体系贯穿整体系统。
¨展现层：
展现层为木木市农业局菜篮子综合信息服务平台，为各个不同层次的用户提供的信息的采集、信息处理、信息查询等业务功能的展现。
分为web版，手机版和对外交流的网站版。
¨支撑层：
支撑层是整体系统建设核心，基于底层数据库系统，对业务功能进行实现。
¨数据存储层：
对采集数据的结构化存储，为支撑层提供数据支持。
¨数据采集层：
通过技术手段对各种不同状态的数据进行结构化处理，最终转化为有效的可操作性数据。
1.3.平台功能设计
1.3.1.农资采集调控系统
该系统利用WEB平台，实现农资产品的价格、产量、供应量的接收和导入，及时提供农产品价格、主要农业生产资料价格、农业生产运行趋势和主要农产品市场供求等信息，为农产品价格信息预测分析与发布提供数据支持。
并自动生成价格走势曲线，供求形势曲线图标，根据走势图标，预测菜篮子市场供求及价格走势。
系统架构图图如下：
农资采集调控系统
分析预测
供求形势预测
价格走势预测
供求形势分析
价格走势分析
信息发布
实时数据发布
历史数据查询
信息审核
价格信息审核
供需信息审核
信息采集
价格信息
供需信息
1.3.1.1.信息采集
提供对市场、基地、批发市场农产品价格、产量、供应量的采集。
信息采集模块完成原始价格信息的采集和存储,包括自动数据上报和人工网上填报两种模式，其中自动数据上报部分为后台自动运行程序，负责接收手持价格采集终端发送的价格信息,人工网上填报部分为市场价格信息采集人员提供网络信息数据上报，后台接收数据自动数据上报，农产品价格采集数据的自动上报采用的是短信和ＧＰＲＳ数据接收实现方法，短信后台软件行在服务器上，通过串口与短信设备通信，其通过数据库与价格信息采集发布网站交互将接收到的短信写入数据库,并从数据库中取出待发短信进行发送。
人工数据填报，当手持价格采集设备出现故障时在不能及时上报数据的情况下，市场采集人员可以通过登录网站，手工完成数据上报工作。
1.3.1.2.信息审核
信息审核模块完成对价格信息、供应量信息采集终端发送的信息的审核，分类和存储，包括自动审核和人工审核两部分
自动审核：
系统指定价格信息有效范围无效信息的自动反馈，并发布采集指令要求重新采集数据，若价格数据在有效范围以内，则系统自动通过后台软件将数据学写入数据库。
人工审核：
人工数据审核是建立在系统自动审核的基础之上的，在系统自动审核之后系统将数据写入数据库，当价格统计人员登录到系统后，可以查看自己所负责区域的价格数据，如果发现数据异常，可以在系统自动审核数据之后可对数据进行人工的二次修改，以进一步确保数据的准确性防止系统自动审核出现错误。
1.3.1.3.信息发布
基于Ｇｏｏｇｌｅ Ｍａｐ的信息发布模块以专题图、曲线表格等形式提供了直观的农产品价格信息发布功能,，可以实现依据产品产地，变化趋势等多种形式对价格信息进行查询和下载。
（1）专题图显示：
地图的显示如图５所示利用了Ｇｏｏｇｌｅ公司提供的Ｇｏｏｇｌｅ Ｍａｐｓ ＡＰＩ在网页中加载农产品信息专题地图通过调用，通过点击感兴趣的农产品批发市场标记可获得相应的概要数据并可以进一步查询各种农产品详细价格信息。
（2）信息查询：
市场数据信息包括,市场基本信息、农产品价格信息、市场的供求信息三大类,相关人员可以通过此功能模块查询到各个批发市场的基本信息,也可以按照产品名、市场、时间等不同的选择条件查看各个批发市场中各种日常农产品的当前最新价格和历史价格，除此之外还可以及时了解农产品所属市场的近期农产品涨跌幅度等情况。
1.3.1.4.分析预测
（1）价格信息变化趋势分析：
农产品价格变化趋势分析主要以动态图表的形式展示,动态图表统计农产品价格对农产品价格分析及预测是十分重要的,用户可以根据自己的需要选择需要统计的农产品种类,系统中就会显示出相应的动态显示统计结果的曲线图,另外系统还提供了各种农产品价格走势预测分析,以便用户能及时了解农产品的价格走势
（2）价格预警：
由于各种因素都会影响农产品的价格涨跌,如农产品产量农产品自身品质,市场供应市场需求天气及气候变化节假日效应等等,系统通过Ｇｏｏｇｌｅ Ｍａｐ可直观的监测出某一种农产品在各个批发市场上的价格涨跌情况,用户可以按品种查询若价格上涨则地图上相应的批发市场区域会变为红色,若下跌会变为蓝色,当农产品价格出现异常时,将会出现黄色警告以提醒更高级别的主管部门采取相应的调控措施。
（2）分析效果图
批发市场产品平均价格走势图
单个农产品价格走势图
分类农产品价格环比涨幅效果图
产品批发价格指数
供需平衡指数效果图
1.3.2.病虫害远程指导系统
该系统为农户与专家提供远程的在线交流平台，主要提供病虫害预警及病虫害远程诊断及指导。
根据对需求的了解将系统分为病虫害基础信息库、病虫害预警信息库、病虫害诊断指导、病虫害专家在线答疑四个功能模块。
1.3.2.1.病虫害基础信息库
病虫害基础信息库是对常见的病虫害描述、图像、视频等信息进行总结、整理，提供给农户进行在线的查询。
设计效果图如下：
1.3.2.2.病病虫害预警信息库
该模块主要实现病虫害预警信息的发布，专家根据目前气候及其它方面数据进行分析，及时对可能出现的虫害信息进行预警。
1.3.2.3.病虫害诊断指导
该功能主要对于病虫害信息模糊的情况下，可以选择对农作物的要害部位进行查询，系统会根据检索信息自动生成诊断结果，对病虫害信息进行指导。
设计效果图如下：
1.3.2.4.病虫害专家在线答疑
该功能模块实现专家的在线及离线的答疑，农户选择专家，并通过在线咨询的方式提交信息。
设计效果图如下：
1.3.3.作物生长环境实时监测、监管系统
该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。
同时，该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。
本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。
1.3.3.1.传感终端
温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各
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