基于Android的水稻生长田间管理辅助决策系统-《江苏农业科学》(2019年2期).docx

龙源版权所有 基于Android的水稻生长田间管理辅助决策系统作者：韩国鑫 谭峰 马志欣来源：《江苏农业科学》2019年第02期 摘要：为了提高我国水稻田间管理与决策的工作水平与效率，保障我国水稻生产安全，基于Android应用平台研究了一款水稻田间管理远程辅助决策系统。利用Socket通信技术实现了手机终端与云服务器的无缝对接，云平台利用无线通信模块实时获取农业现场传感器采集的信息，通过自定义的通信协议与移动终端进行通信，实现了田间农情信息的实时查看与农田管理的辅助决策，并在黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县农业示范区进行了应用试验，结果表明，该系统能够有效提高水稻田间管理者调查与指导的工作效率，加强农业技术人员的决策能力，对提高农业信息化水平具有重要意义。 关键词：Android系统;田间管理;辅助决策;云平台 中图分类号： S126 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）02-0221-05 水稻是我国主要粮食作物之一，确保水稻生产质量是保障我国粮食安全的关键环节。在水稻种植和生产过程中，田间管理是极其重要的工作，如田间作业、病虫害预防以及生长环境监测等各个环节都会对水稻产量与质量产生重要影响。因此，加强水稻生长的田间管理具有十分重要的意义[1-2]。目前，我国农民对田间管理工作技术标准了解不足，农业技术人员对田间管理工作调查不充分，导致我国水稻田间管理工作模式落后、粗放，为农业生产埋下隐患[3]。随着农业信息化的快速发展，针对移动终端的水稻田间管理决策系统已有研究，但这些平台大多应用于Windows系统，不但价格高昂、功能局限、人机交互性能较差，且不具备开源免费的开发环境[4-6]。因此，针对农业工作者设计一种界面友好简单、人机交互性强的水稻田间管理辅助决策系统，对于我国传统水稻田间管理模式的革新以及农业新科技向农业生产一线普及有着十分重要的意义[7-8]。 本研究基于Android应用平台研究了一种水稻生长田间管理远程决策辅助系统的设计方法，构建了开源免费的开发环境[9-10]。该系统利用Socket通信技术实现了Android智能移动终端与云服务器的数据上传与下载，实现了农业技术人员在田间管理工作中对作物生长信息、田间环境信息、水稻病虫草害监测信息的远程获取与上报;实现了农业管理者对于水稻生长环境信息的远程监测以及对农业生产与田间管理的远程指导，提高了水稻田间管理的工作效率。 1 系统组成与功能设计 整体系统主要由作物生长信息采集设备、云服务器以及Android智能移动终端设备3个部分组成。首先由作物生长信息采集设备通过3G/4G工业无线路由器将水稻田间生长的农业数据信息上传至云服务器，再由Android智能移动终端设备通过Socket通信的方式访问云服务器从而获取作物生长状况与实时环境信息，进而辅助农业技术人员及时作出决策。笔者介绍主要内容是系统客户端的设计，系统客户端采用Android平台研发，主要分为田间农业信息采集和辅助决策这两大功能模块，农业田间信息采集部分包括田间环境信息采集、作物长势图像采集、水稻病虫草害分类查询以及灾害情况上报等功能;辅助决策部分主要包括水稻长势与环境信息的远程查看、受灾情况查看以及基于地理位置的水稻田间生长管理信息综合查看。系统总体设计见图1。 1.1 客户端总体功能设计 为了提高农业技术人员的田间管理水平，辅助农场领导与农业专家对田间情况进行决策，系统客户端设计了农业信息采集以及田间管理辅助决策系统2个子系统，每个子系统分别含有一级、二级功能模块。系统整体功能模块的构建见图2。 1.2 农业信息采集系统功能设计 该子系统主要针对农业技术人员进行设计，根据水稻田间管理业务分析与研究将该部分系统划分为四大功能模块，分别为田间信息采集、水稻病虫草害信息浏览、灾害上报、辅助功能，每个功能模块还细分为若干子模块。 1.2.1 田间信息采集部分功能设计 田间信息采集模块是农业信息采集系统的重要组成部分，其中包含水稻长势与生长环境的监测、图像显示与历史、田间作业与历史3个部分，农业技术人员能够利用该模块的功能完成对所负责区域调查记录的存储与上传工作。 1.2.1.1 水稻长势与生长环境的监测 在水稻田间管理工作当中，及时获取水稻生长信息从而快速作出正确决策对于保障水稻的生产安全具有重要的意义。农技人员通过水稻生长监测功能，能够实时获取与水稻生长环境相关的数据，包括水稻长势监测、气象信息监测、水位高度监测、渠流量监测、田间环境监测、水肥药一体微喷监测等6类信息。其中长势监测包括水稻株高、出叶、分蘖以及叶绿素含量;气象监测数据包括风向、风速、空气与土壤温湿度、降水量与蒸发量等;流量监测数据包括微喷、晒水池出入水和各格田出入水流量的瞬时与累计值;田间环境监