温州农业科技园信息化管理平台SaaS方案设计

林少普++倪礼豪

摘要：以温州农业科技园信息化平台建设为对象，研究了面向农业、农村、农民的信息化需求，结合三网融合发展的背景和最新的云计算技术，运用软件工程的思想方法，设计了一个信息化管理平台的SaaS模式解决方案。通过实践证明，该方案稳定、可靠，实现了应用的SaaS化。

关键词：农业科技园；三网融合；云计算；SaaS模式

中图分类号： TP311

文献标识码：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.014

0 引言

农业信息化是一项系统工程，包括农业资源科学合理开发利用、农业基础设施装备、农业生产经营科技操作、农业生产经营管理、农业市场流通体系、农民文化科技素质等方面信息网络化工程。农业科技园集中体现了农业现代化和农业信息化方面的特征，在面向“三农”信息化建设中，研究农业科技园的信息化建设有重要的代表意义和示范作用。综合化的信息化解决方案，涉及物联网技术，云计算及上层应用系统。

1 项目建设目标

温州农业科技园信息化管理平台是借助信息化技术，对科技园的业务进行数字化管理，以提升管理效率。通过电脑和手机终端可以实时了解科技园内大棚等各个场所的使用现状，并通过实时视频监控获取现场画面。管理人员通过平台提供的管理界面，可以直观方便地对大棚的使用现状进行监管。生产者通过平台提供的查询功能，可以随时随地掌握大棚的基本使用信息。平台中积累的历史使用信息，有助于科技园管理者更加合理地对大棚的使用规划进行科学调度。

温州农业科技园信息化管理平台在实现园区信息化管理的基础上，也将作为智慧农业整体解决方案的接人平台，可以将示范系统融人到该平台进行整体展示。据调研，园区信息化互动管理平台在国内尚未有功能完善的同类产品，建设完成后将达到国内领先水平。

2 系统主要功能

温州农业科技园具有都市农业的典型特征，对园区实现全面的信息感知和掌控，包括了园区生产自然资源的水体水质、光照、空气温湿度、微量元素、土壤湿度、电导率、温度、紧实度、土壤墒情、肥力状况、植被等；也包括了农资投人、农产品、机械装备等，通过RFID技术、各类传感器、卫星遥感系统等进行数据采集，传输到基础信息平台，经过信息加工与数据分析，整个园区的功能模型图如图1所示。

为用户提供以下主要功能。

（1）园区各场所的分配方案查询和展示；

（2）园区各场所的规划和分配；

（3）园区各场所的使用现状查询和展示（使用者、种植作物、使用期限、作物生长周期信息、棚内温湿度等基本环境信息）；

（4）园区实时气相信息及天气预报信息查询；

（5）大棚的历史使用信息查询和统计；

（6）大棚内作物种植相关操作提醒（施肥、养护、采摘等）；

（7）大棚内的实时视频监控；

（8）平台使用者的用户及权限管理。

3 系统架构设计

鉴于温州农业科技园信息化程度高、信息系统多、应用密集，三网融合发展和云计算技术的日臻成熟，本研究选择构建企业私有云，在顶层以软件即服务SaaS的模式部署信息系统。避免各系统相互独立，数据重复、分散.不一致性问题。改善各信息系统的弹性扩展、方便扩容，提高可复用性，以满足各园区的个性化需求。降低各园区信息化基础设施部署周期，提高各园区信息化投入产出比。

体系架构共分为物理资源层、基础设备服务层（Infrastructure as a Service，IaaS）、平台即服务层（Platformas a Service，PaaS）和软件即服务层（Software as a Service，SaaS）这四层。硬件基础层主要包括服务器、存储设备和网络设备。基础设施层主要包括虚拟化计算、虚拟化存储、虚拟化网络，可选择OpenStack作为IaaS层的后端软件，向平台层提供接口。平台即服务PaaS层的前端包括IaaS层的适配器，PaaS层之上的基础平台主要包括应用开发平台、数据库平台、服务集成平台、应用运行平台、应用中间件平台和流程服务平台。在PaaS的后端，通常还包括企业内公共服务和互联网公共服务组件。在软件层，即SaaS平台，主要是业务软件，SaaS架构如图2所示。

4 软件即服务SaaS层设计

4.1 温州农业科技园信息化平台设计

根据温州农业科技园信息化的基本需求，运用软件工程的思想方法，采用名词法和动宾法确定系统的需求，设计应用场景和用例图，进一步，用面向对象程序设计的思想方法和Web程序的设计要求，抽象出实体和联系，本平台的主要实体有园区划分的功能区，租户，作物，作物生长要素，作物田间管理，功能区与租户之间形成多对多的联系功能区租赁信息，功能区与作物形成多对多的联系功能区作物种植信息，作物与作物生长要素之间是种一对多的关系，作物与作物田间管理是种一对多的关系，不需要独立设计出联系模式。

确定实体和联系的属性，得到主要的关系模式有：

（1）功能区基本表（功能区序号，功能区名称，功能区地图url，面积，类别，所属园区，备注）；

（2）租户基本表（租户序号，租户法人名称，租户法人代表，组织机构码/身份证号，联系方式，住址，备注）；

（3）功能区租赁信息表（功能区序号，租户序号，签订日期，租期，租赁合同，备注）；

（4）作物基本表（作物序号，作物名称，生长周期，播种时间，收成时间，备注）；

（5）功能区作物种植表（功能区作物种植序号，功能区序号，作物序号，种季，种植开始时间，种植结束时间，功能区状态，备注）；

（6）作物生长要素基本表（序号，生长环境要素，要素保障开始时间，要素保障结束时间，要素保障实施要点，作物序号，备注）；

（7）作物田间管理（作物田间管理序号，作物田间管理名称，建议开始时间，建议截止时间，田间管理要点，功能区作物种植序号，备注）。

以上实体和联系的关系模式，列举的是关键属性，在实际应用中，可以根据更加细粒度的需求，补充模式的属性。

4.2 信息平台的SaaS化设计

根据具体的信息应用系统，可以进行SaaS化，SaaS化一般有平台型SaaS和简单SaaS两种模式。平台型SaaS软件功能较丰富.根据客户的具体需要，定制购买对应的服务，开启对应的功能，实现SaaS化。简单SaaS应用可以在原来信息系统每个基本表添加Appid字段，来标识该记录属于某个客户的应用，该方法设计简单，但是当数据量庞大时，对服务端的性能影响比较大。

本方案采取两者相结合的模式，在上述7个实体联系模式中选择联系模式平台化设计，实体模式简单化设计。即针对客户的每个应用设计各自独立的联系模式，实体模式则添加Appid字段来区分各应用。使得在复杂性和性能方面得到平衡。endprint