基于Android的移动农技通的研究与实现

杨靖峰+邓永卓+王姝逸+等

摘要：为提高农业生产的科技水平和降低作物受自然灾害、病虫害的损失。通过对移动终端行业应用和农民需求的分析，结合农业生产技术、模型技术、信息技术，开发出基于Android的C/S架构的移动农技通。

关键词：Android；农业信息化；移动农技通

中图分类号： TP319；S126文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0369-03

收稿日期：2013-09-27

基金项目：天津市农业科技成果转化与推广项目（编号：201001160）。

作者简介：杨靖峰（1983—），男，天津蓟县人，硕士，农艺师，研究方向为农业信息化。E-mail：yangjingfeng1@163.com。智能手机应用系统，也称智能手机软件，是安装在手机上的软件，完善原始系统的不足与个性化。第一代智能手机是由诺基亚公司在1996年推出一款名为Communicator的手机[1]，伴随着智能手机的出现，智能手机应用系统也开始发展。经过十几年的发展，全球智能手机用户已经超10亿个[1]，智能手机应用软件更是不计其数。随着智能手机及应用软件的迅速发展，智能手机在各行业中的应用逐渐增多。从企业的移动办公到政府的移动警务通、移动工商[2-4]，智能手机已经应用在各个行业。农业是关系国计民生的支柱产业，随着农业现代化进程的深入，信息技术在农业中的作用越来越明显。我国最早将智能手机应用系统引入到农业的应该是基于PDA技术农业施肥通[5]。在智能手机如此普及的今天，不但需要专业的移动智能，还需要便携、操作简单，农业技术人员和农民都能使用的，为此，我们通过基于Android研发一款移动农技通智能手机应用系统，帮助农业技术人员和农民进行农业生产。

1系统架构

移动农技通的总体框架如图1所示。

移动农技通采用基于Android的C/S架构开发。

1.1客户端

也称智能手机端，为总体框架中的应用层。是进行安装、卸载的手机应用程序。移动农技通应用程序中包括：专家系统、智能施肥系统、市场交易系统、专家会诊系统和温室管家5个子系统。

1.2服务器端

也称云端，应用组件技术和数据库技术，是总体框架中的系统支撑层。它为客户端（智能手机端）提供系统支撑。

组件（component）技术是各种软件重用方法中最重要的一种方法，是分布式计算和Web服务的基础[6]。随着移动计算的发展，组件技术已经延伸至移动互联网应用的开发中。移动农技通应用了产生式推理组件、渐进式诊断组件等组件技术。

移动农技通的数据服务层包括空间数据、基础数据和农业知识数据。（1）空间数据：包括智能施肥系统中的GIS数据。（2）基础数据：包括行政区划数据、土壤数据、专家信息、农产品市场价格等。（3）农业知识数据：包括专家系统中的技术、病虫害数据等。

1.3通信方式

服务器端采用TCP/IP协议，同时应用手机终端广泛支持的SMS/MMS通信方式作为TCP/IP协议的有效补充。客户端（智能手机端）通过GPRS网络连接为主，3G和Wi-Fi为辅的通信方式。

2主要技术

移动农技通的开发主要应用了Java ME技术、嵌入式GIS技术、Gson技术、异步任务技术等嵌入式软件开发技术。

2.1Java ME技术[7]

Java ME技术由Sun公司在1999年的JavaOne Developer Conference大会上正式推出。Java ME平台是一组技术和规范。这些技术和规范结合在一起，可以创建一个完整的Java运行时环境，主要用于嵌入式设备的应用开发。

2.2嵌入式GIS技术[8]

嵌入式GIS是运行在嵌入式设备（掌上电脑、PDA、智能手机）上的GIS，用小的基础内核和少的文件存储量实现图形数据、拓扑数据、参数数据以及属性数据等空间数据的存储和处理。

2.3Gson技术[9]

Gson技术是Android系统中的一个编程技术，Gson是个Java类库，它可以把Java对象转换成JSON，也可以把JSON字符串转换成一个相等的Java对象。JSON是一种数据存储格式，用于存储一些基于文档的非关系型数据。

2.4异步任务技术[10]

异步任务技术是Android系统中的一个编程技术。Android 系统提供了一个工具类AsyncTask，用于处理后台比较耗时的任务，不需要子线程和Handler就可以完成异步操作并且同时刷新用户界面，给用户带来良好体验。

3系统实现

移动农技通共包括专家系统、智能施肥系统、市场交易系统、专家会诊系统和温室管家5个子系统。功能结构如图2所示。

3.1专家系统

专家系统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，利用模糊产生式决策机制和渐进式诊断技术对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，并提出决策性建议和实施方案。系统提供生产知识、病害诊断、生产决策和农事指导四大功能，为农技人员和农民随时随地提供病虫害诊断防治、农事操作等咨询服务。专家系统功能结构见图3。

3.2智能施肥系统

智能施肥系统应用智能手机的GPS功能，即时定位查看地块土壤养分数据，并通过建立的施肥计算模型，计算出地块种植某种作物时的施肥量。同时应用嵌入式GIS技术。该系统包括：（1）数据采集模块：采集并存储用于建立智能施肥模型的试验数据；（2）施肥推荐卡模块：用于存储施肥计算的结果；（3）施肥计算建模模块：根据特定算法利用数据采集模块的数据建立施肥计算模型，将施肥计算的结果返回给施肥推荐卡。

3.3市场交易系统

市场交易系统与本地区价格行情数据库无缝对接，随时随地查询某个农产品在任意农贸市场的价格信息，同时查看农产品的时间价格曲线。图5为市场交易系统的功能结构图。

3.4专家会诊系统

专家会诊系统用于解决农户在种养过程中出现的个性问题，特别是突如其来的动植物病害问题，农户根据实际情况选择相关专业的技术专家，通过视频电话进行交流。图6为专家会诊系统的功能结构图。

3.5温室管家

温室管家是物联网农业的一部分，它将温室大棚系统中

的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照度、太阳辐射等数据实时传送到移动终端，方便管理人员查看，进行下一步的农作物管理工作。图7为温室管家的功能结构图。

4结论

移动农技通以农业生产、经营的实用技术为主体，使农业技术人员和农民成为农业资源信息的真正受益者，移动农技通的应用将农业技术和市场移动化，从而加快农业信息化进程。但移动农技通还需要在以下方面进行探索。（1）专家系统，在病害诊断方面，需要进一步提高诊断精度。（2）智能施肥系统， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）专家会诊系统， 现在应用的是中国联通公司的视频通话业务，此业务收费较高，图像传输质量一般，需要寻找一个费用较低、图像质量高的视频通话方法以降低成本。

参考文献：

[1]Rowinski D. Know whats cool？A billion smartphones and theyre changing everything[EB/OL]. （2012-10-17）[2013-08-07].http：//readwrite.com/2012/10/17/know-whats-cool-a-billion-smartphones-and-theyre-changing-everything#awesm=～oiqZvaXh5SMtvD.

[2]许振新.一部手机搞定移动办公[J]. 中国计算机用户，2005（25）：49.

[3]高琪. 移动“警务通”方便干警实惠百姓[N]. 黑龙江日报，2004-04-29

[4]孟攀峰. 移动工商管理信息系统的研究与实现[D]. 武汉：华中科技大学，2007.

[5]欧阳建权，钱跃良，褚诚缘，等. 基于PDA的农业专家系统的设计和实现[J]. 计算机工程与应用，2002，38（2）：30-31，114.

[6]Touzani. 组件（component）技术介绍[EB OL]. （2007-05-21）[2013-08-07].http：//blog.csdn.net/touzani/article/details/1619472.

[7]陈贤闯. 移动Java平台的研究与实现[D]. 杭州：杭州电子科技大学，2009.

[8]陈飞翔，谢忠，周治武. 嵌入式GIS的研究与开发[J]. 计算机与现代化，2003（3）：21-24.

[9]王晓禹，石丽. 基于 JSON 实现 Android 智能终端与 Web 服务器“面向对象”的信息交换[J]. 数字技术与应用，2012（4）：224-225.

[10]谢海潮. 手机桌面搜索引擎的研究与实现[D]. 大连：大连理工大学，2009.

3.3市场交易系统

市场交易系统与本地区价格行情数据库无缝对接，随时随地查询某个农产品在任意农贸市场的价格信息，同时查看农产品的时间价格曲线。图5为市场交易系统的功能结构图。

3.4专家会诊系统

专家会诊系统用于解决农户在种养过程中出现的个性问题，特别是突如其来的动植物病害问题，农户根据实际情况选择相关专业的技术专家，通过视频电话进行交流。图6为专家会诊系统的功能结构图。

3.5温室管家

温室管家是物联网农业的一部分，它将温室大棚系统中

的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照度、太阳辐射等数据实时传送到移动终端，方便管理人员查看，进行下一步的农作物管理工作。图7为温室管家的功能结构图。

4结论

移动农技通以农业生产、经营的实用技术为主体，使农业技术人员和农民成为农业资源信息的真正受益者，移动农技通的应用将农业技术和市场移动化，从而加快农业信息化进程。但移动农技通还需要在以下方面进行探索。（1）专家系统，在病害诊断方面，需要进一步提高诊断精度。（2）智能施肥系统， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）专家会诊系统， 现在应用的是中国联通公司的视频通话业务，此业务收费较高，图像传输质量一般，需要寻找一个费用较低、图像质量高的视频通话方法以降低成本。

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3.3市场交易系统

市场交易系统与本地区价格行情数据库无缝对接，随时随地查询某个农产品在任意农贸市场的价格信息，同时查看农产品的时间价格曲线。图5为市场交易系统的功能结构图。

3.4专家会诊系统

专家会诊系统用于解决农户在种养过程中出现的个性问题，特别是突如其来的动植物病害问题，农户根据实际情况选择相关专业的技术专家，通过视频电话进行交流。图6为专家会诊系统的功能结构图。

3.5温室管家

温室管家是物联网农业的一部分，它将温室大棚系统中

的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、光照度、太阳辐射等数据实时传送到移动终端，方便管理人员查看，进行下一步的农作物管理工作。图7为温室管家的功能结构图。

4结论

移动农技通以农业生产、经营的实用技术为主体，使农业技术人员和农民成为农业资源信息的真正受益者，移动农技通的应用将农业技术和市场移动化，从而加快农业信息化进程。但移动农技通还需要在以下方面进行探索。（1）专家系统，在病害诊断方面，需要进一步提高诊断精度。（2）智能施肥系统， 土壤信息更新慢，致施肥算法精度不高，需要加快土壤信息更新速度，提高施肥算法精度。（3）专家会诊系统， 现在应用的是中国联通公司的视频通话业务，此业务收费较高，图像传输质量一般，需要寻找一个费用较低、图像质量高的视频通话方法以降低成本。

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[10]谢海潮. 手机桌面搜索引擎的研究与实现[D]. 大连：大连理工大学，2009.