基于Android的棉花信息与科技服务系统研究

摘 要：基于Android智能移动终端，开发了便携、实用、界面友好的棉花信息与科技服务系统。该系统既可提供广泛的信息服务，又可提供智能化和远程化的科技服务，具有较强的实用性和推广应用前景。

关键词：棉花；信息服务；科技服务；Android；智能移动终端

中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）02-85-03

Abstract：By Based on Android smart mobile terminal，information and S&T service system of cotton industry was developed. It can not only provide widely information service，but also provide intellectual and remote science and technology service for cotton industry. This system was benefit for the agricultural production in practice with excellent features as portable，friendly interface and unlimited with networks.

Key words：Cotton；Information service；S&T service；Android；Mobile terminal

中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的《第34次中国互联网络发展状况统计报告》、《2013年中国农村互联网发展调查报告》、《2013-2014年中国移动互联网调查研究报告》显示，截至2014年6月，中国互联网普及率达46.9%，网民规模达6.32亿，其中手机网民规模5.27亿，占网民的83.4%，首次超越传统PC整体80.9%的使用率，手机作为第一大上网终端的地位更加巩固，移动互联网应用丰富程度加大，对社会生活服务渗透增加，成为手机网民常态的生活方式和各行业的重要发展模式。截至2013年12月底，农村网民规模已达1.77亿，占整体网民的28.6%，城乡互联网普及差距进一步缩小。在上网设备中，农村网民使用手机上网规模达1.49亿，比例已达84.6%，高出城镇5个百分点。手机上网成本低、易操作，便于农村地区居民接入互联网，成为农村居民上网的主流设备。未来随着4G网络的推进，网络资费的进一步下调，手机在农村网民中的渗透将进一步加大。Android是一种基于Linux的自由及开放源代码、免费的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。主要包括应用程序层、应用程序框架层、程序库、Android运行库和Linux内核等部分，其中应用程序层的所有程序都采用JAVA语言编写，应用程序框架层的设计使得开发人员可以访问核心应用程序中所使用的全部API接口，程序库则为Android系统中的组件提供了一些C/C++库文件，Android 运行库则包括了Android操作系统的一个核心库。Android操作系统已经支持了触屏、音频等功能，支持图像识别等人机交互技术，为程序人员自由灵活的开发更具人性化的人机交互界面提供了技术基础。2014年第二季度智能手机操作系统全球分布情况报告显示，Android操作系统的全球市场份额已达84.6%，因此，研制基于Android的农业信息系统，是短期内解决农村获取农业信息和科技服务的有效途径之一。

1 系统的功能与架构

1.1 信息采集与发布子系统

1.1.1 信息分类和主要内容 棉业动态：介绍省内、国内、国际棉业最新动态、资讯等。棉花论坛：专家发表的关于棉花产业的观点。产业政策：介绍和解读棉花相关的政策法规。市场行情：棉花电子撮合行情、Cotlook指数、纽约棉花期货、中国棉花价格指数（CC Index）、国家棉花价格指数（cncotton）、郑州商品交易所棉花期货行情等。生产信息：中国棉花景气指数（CCPPI）、中国棉花生长指数（CCGI）等。棉花科技：专家论文、实用技术、棉花品种介绍等。棉花百科：棉花基本知识及栽培技术、棉业文化等。棉业大数据：棉花产业基础数据库，包括：机构组织、科研平台、专家介绍、专家团队、人才荣誉、科研项目、研究进展、获奖成果、育成品种、授权专利、技术标准、出版著作、重要论文、其它成果、实用技术、基础数据、涉棉企业等。

1.1.2 信息采集与发布 信息采集与发布用3种方式，一是RSS方式从互联网上自动搜集和发布，二是从后台管理系统通过人工采集、整理和发布，三是通过已建成的“棉业信息采集网络”采集，经过数据汇总分析，形成报告，再发布。发布的信息主要形式为文本、图片、视频及动画等。

1.2 科技服务子系统

1.2.1 智能看苗诊断 棉花缺素诊断与防治：用户输入或选择相应的缺素症状，系统就可诊断出棉花缺素类型，并给出相应的技术措施（包括：文本、图片及视频等）。病虫害诊断与防治：根据用户输入的棉株症状和其它数据，以系统内部精确的数学模型为基础，给出不同可信度下的诊断结果，为用户提供最优防治方案。为了使农民能够尽量正确全面地选择适合棉株实际症状特征的描达，系统还给出了与农民选定的症状描述相对应的彩色图片。这样，农民可以把系统显示的图片与实际情况相比较，增加或删除某些特征，以确保用户选定的症状能反映棉株的真实情况，从而使系统给出确切的诊断结果及防治方法（包括：文本、图片及视频等）。

棉田杂草识别与防治：用户输入或选择相应的特征，系统就可识别出棉田杂草种类，并给出防治药剂和防治方法。

1.2.2 智能实地决策 建立基于GIS的土壤养分数据库，利用智能手机GPS功能自动读取某块田的位置信息，读取该田的土壤信息（土壤pH值及土壤中有机质、全氮、速效磷、速效钾含量等等），输入棉花品种类型、目标产量、棉花生长时期、已施肥料信息（种类、养分含量及数量），通过施肥推荐数学模型计算，为用户提供最优施肥方案。

利用智能手机GPS功能，自动读取到位田块所在区域的的土壤信息、病虫情报、土壤墒情等信息，用户输入棉花生长时期、株高、红茎比等信息，系统给出实时实地的决策建议，包括病虫草害防治、施肥、化控等技术措施。

1.2.3 专家在线咨询 用户可以通过注册登录，向专家提问，然后由在线专家进行回答，实现用户和棉花专家的实时交互和“面对面”交流，还可用手机拍摄棉花病虫害症状、杂草特征或缺素症状照片并上传，由专家识别，将识别结果和防除技术、栽培措施建议反馈给用户。

1.2.4 棉区气象服务 一方面可以为用户提供不同棉区的1～15d的天气预报，另一方面，可以接收农田中土壤温度、土壤含水量等数据采集器的信息，或收集气象部门发布的土壤墒情等信息，存入土壤墒情数据库，为棉花生产提供气象信息服务。

1.3 实用工具

1.3.1 棉田面积测量 利用智能手机GPS功能+OziExplorer定位导航软件，通过手机端采集相关数据，服务器端进行处理的方式，对任意地块面积、周长、距离进行测量计算。

1.3.2 棉花测产计算器 利用智能手机GPS功能，自动读取测产点的位置信息，输入各点测产数据（行距、株距、单株铃数、单铃重、衣分），通过计算，输出各点及多点平均产量数据（种植密度、子棉产量、皮棉产量等），并存于测产数据库。

1.3.3 土壤取样定位 利用智能手机GPS和拍照功能，记录取土点位置和照片，自动编号，将土样编号和位置、场景等信息存入数据库，并上传到服务器端。

1.4 系统后台 系统管理员：通过对数据库管理来实现对系统的更新和维护。领域专家：回答会员用户提出的问题，进行在线诊断。

2 系统的实现

2.1 系统总体设计 本系统采用客户端/服务器的架构。客户端（基于Android的手机、平板电脑等）负责前台界面人机交互、临时数据存储、数据交换、信息采集（包括图像、视频、位置等），服务器端负责数据接收、存储和运算。

其中，JDK是整个Java的核心，包括Java运行环境，Java工具和Java基础的类库，Eclipse是作为Android应用程序开发IDE来使用的，Android SDK是由Google提供的完全开放源代码的Android专属软件开发工具包，用于开发基于Android操作系统的第三方软件。

相对PC机，Android手机的硬件资源相对有限，难以使用大型数据库，因此，本系统数据库和规则库采用Android常用的SQLite平台上开发，该数据库系统体积小巧、功能完备且源码开放，可完成各种复杂的数据处理工作。

2.3 规则库的构建 收集整理相关文献和技术资料，对棉花病害、虫害、缺素的症状进行比较、归纳、总结，按照症状出现部位进行分类，设计看苗诊断知识表。采用知识表示方法中最常见的方法“产生式规则”，来表示智能诊断系统的知识规则，即：将从根节点到叶节点的所有路径，转化为产生式规则的表达形式，从而构建规则库。

2.4 推理机的实现 推理采用以目标驱动的反向推理方式进行，并采用深度优先的搜索策略。系统首先根据用户选择推理目标，从规则库中进行方向搜索，建立以目标为根的推理树，之后，对每个叶节点进行检验，以确定目标的真伪。用户根据系统的提问逐一回答，最后系统给出推理结果。

2.5 系统集成 结合Android SDK提供的LinearLayout类、RelativeLayout类和AbsoluteLayout类各自的优势，并采用其提供的多种更具人性化、操作简单的Android常用和高级控件，实现系统集成。

3 结论

作者开发的基于Android智能移动终端的棉花信息与科技服务系统。该系统既可提供广泛的信息服务，又可提供智能化和远程化的科技服务，具有便携、实用、界面友好等特点，有较强的实用性和推广应用前景。

参考文献

[1]中国互联网络信息中心.第34次中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL].http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/201407/P020140721507223212132.pdf，2014-07-21.

[2]中国互联网络信息中心. 2013-2014年中国移动互联网调查研究报告[EB/OL].http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/ydhlwbg/201408/P020140826360212699278.pdf，2014-08-26.

[3]中国互联网络信息中心.2013年中国农村互联网发展调查报告[EB/OL].http：//www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/ncbg/201406/P020140611558782533389.pdf，2014-06-11.

[4]Lauren Darcey，Shane Conder.Android 移动开发一本就够[N].北京：人民邮电出版社.

[5]郑曙峰.智能化棉业信息与科技服务网络平台研究与应用[J].中国农业科技导报，2005，7（4）：59-64.

[6]郑曙峰，智能化棉业信息与科技服务网络平台研制[M].北京：中国农业大学，2006.

[7]王安炜，基于Android的手机农业专家系统的设计与实现[M].济南：山东大学，2011.

[8]宋维平，熊本海，孙振钧，等.基于智能手机的鸡病辅助诊治系统开发与应用[J].农业工程学报，2010，26（4）：220-226.

[9]党学林，黄林.基于智能手机的农田墒情远程监测系统[J].农机化研究，2012（1）：211-214.

[10]师维军.基于智能手机GPS功能进行农田测量的研究.农业网络信息[J].2010（9）：15-20.

[11]郑曙峰.2005年安徽省棉花生产景气报告——CCGI 在安徽省棉花生长监测中的应用[J].安徽农业科学，2006，34（9）：1768-1771.

[12]冯璐，孙高飞，毛树春，等.基于农户的棉花生产和长势信息管理决策系统[J].中国棉花，2011，38（4）：19-24.

[13]毛树春，李亚兵，韩迎春，等.中国棉花生产预警系统的研究和初步应用——中国棉花生产景气指数和中国棉花生长指数[J].中国农业科技导报，2004，6（03）：40-44.

[14]郑曙峰.2006年安徽省棉花生产景气报告——CCGI 在安徽省棉花生长监测中的应用[J].安徽农业科学，2007，35（19）：5945-5947.

[15]郑曙峰，王维.2008年安徽省棉花生产述评——中国棉花生长指数（CCGI）在安徽省的运用[J].中国棉花，2009，36（10）：2-4.

[16]刘小玲，王维，郑曙峰，等.2010年安徽省棉花生产述评——CCGI在安徽省的运用[J].中国棉花，2011，38（6）：7-9.

[17]刘小玲，王维，郑曙峰，等.CCGI在2013年安徽省棉花长势监测中的应用[J].农学学报，2014，4（11）：105-108.

（责编：张长青）