新型职业农民培育远程视频监管系统设计与实现

山红梅+陈曦+姚晨静+吴琦

[摘要]随着新型职业农民培育的不断深入发展，职业农民培育监督与管理工作日益成为农业部门的一项重要任务。计算机网络和视频监控技术的快速发展，为实现职业农民培育的网络化集中管理和远程视频监控提供了强有力的技术支撑。文章在明确了系统设计目标和功能需求的基础上，开发设计了新型职业农民培育远程视频监管系统，并通过实践应用证明系统设计方案的合理性与可行性。

[关键词]新型职业农民培育；远程视频监管系统；SOA；B/S结构

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.275

1 系统设计目标

1.1 设计背景

新型职业农民培育是加快我国现代农业发展的重要支撑，也是保障国家粮食安全的战略选择。随着新型职业农民培育工作的深入开展，各类农业技能培训日益成为农业部门一项琐碎而又重要的工作，职业农民培育涉及点多面广、管理压力和工作难度越来越大[1]。近年来，计算机视频监控技术的广泛应用为解决职业农民培育监管问题提供了强有力的技术手段。本文旨在研究与开发一套可实现实时监控的远程视频监管系统，从而提高职业农民培育管理决策的科学化与信息化水平，提高农业培训的有效性和可控性，大大节省职业农民培育管理部门的人力、物力和财力，也为实时监督和事后复核工作提供有效跟进的技术手段。

1.2 设计目标

按照现行的新型职业农民培育监管工作需求，考虑实现以下主要目标：

（1）建设以职业农民培育远程视频监控为主线的管理信息平台。可提供在线视频监控、在线培训、视频数据采集、视频存储等功能网络化信息管理系统，为培训监督复核工作提供有效跟进的技术手段。

（2）建设以优化职业农民培育管理业务流程为基本点，提高职业农民培育管理科学化、信息化水平，提高培训管理优化决策水平。

（3）建设以各级部门信息沟通为辅助，实现异地联网同步办公的公告和工作平台，为各级职业农民培育管理部门与培训实施机构搭建有效的沟通桥梁。

2 系统需求分析

2.1 系统功能性需求分析

系统功能性需求是指系统实现的功能作用型需求[2]。职业农民培育远程视频监管系统可以实现对相关培育信息的管理及过程监管。根据功能要求，将监管系统划分成五个功能模块：

用户登录模块：常规的输入用户名、密码登录系统功能；对用户分角色管理，具体分为省、市、区（县）三级监管部门和培育机构共四类权限用户，最高权限为省级监管部门。

基本信息管理模块：对各级监管用户和培育机构、职业农民等信息进行采集、存储，各级监管部门信息包括人员信息等；培育机构信息主要包括机构与课程信息；职业农民信息包括农民的基本情况等；信息添加与修改具有纠错和提示功能。

培训管理模块：按照用户权限不同实现过程管理。培训机构向上一级监管部门提出开班申请，监管部门予以审核提交，高一级用户可查看、审核或批复所辖行政区域范围内相关培训信息。

查询统计模块：按区域、年度、专业类别等方式进行信息统计与查询，信息统计和查询结果以表格形式予以显示并可导出到相应的Excel文件中。

音、视频监控模块：可实时采集记录音、视频信息。摄像机在开机状态内可调；可随时选择需要监控的多路信号；满足实时监控和历史查看需求，当三级管理机构同时查看一个培育基地的培训情况时，高一级权限用户可获得视频摄像机控制权。

2.2 系统非功能性需求分析

系统非功能性需求是指依一些条件判断系统运作情形或其特性，而不是针对系统特定行为的需求。非功能性需求主要与系统的总体特征相关，是对系统实际使用环境所做的要求，如性能要求、可靠性要求、安全性要求等要素，也是一些限制性要求[3]。

网络传输需求：需要稳定高速的传输网络，保证视频实时信号传输过程不出现中断、延迟、无声音等情况。

设备物理安全需求：各层的操作系统、中间件系统需要具有很高的可靠性；各类系统软件需要保证其自身安全无病毒；硬件环境要求有很高的实体安全性，系统运行需要保持稳定。

网络信息安全需求：基于IP网络的数字视频监管系统的业务信息具有很高的安全需求，系统采用开放式、信息共享的系统模式，需要保证网络信息传输安全，对网络攻击具有防御性。

3 系统设计

3.1 总体架构设计

采用面向服务的架构（Service-Oriented Architecture，SOA）作为技术架构的核心架构模式。平台的总体技术架构由数据分析和应用、业务协同服务、数据存储和备份、数据采集和交换、基础环境、系统安全和系统管理七个层面组成[4]。见图1。

3.2 系统硬件设计

硬件平台是支撑整个系统运行的核心基础设施，主要包括高性能服务器、高容量存储设备、高清视频监控摄像设备和其他相关硬件设备。视频监管系统主要由三个部分组成：视频监控前端、传输网络、监控中心视频管理控制系统。见图2。

3.3 系统软件设计

采用B/S结构实现系统各项功能点的需求。其主要包含客户端浏览器、Web服务器和数据库服务器。B/S模式最大的特点就是操作简便，维护也很方便，只需修改服务器端的页面，所有用户即可实现同步更新[5]。在网页架构上，采用DIV+CSS。CSS的极大优势表现在简洁的代码，可节省大量带宽，并且做到轻松控制页面的美观和布局。服务器采用PHP语言快捷有效地传递参数、响应客户端请求，支持多种操作系统的访问。

3.4 系统关键技术设计

视频监控系统存在着传输和存储两大核心的问题。本系统采用公网进行视频传输与控制，每个培训基地拨号上网获取动态IP地址后，要向公网上具有固定IP地址的动态注册管理服务器注册自己的IP及本机构的相关信息；管理部门通过动态注册管理服务器获取培训基地的动态IP地址，实时地查看本部门所辖区域的培训视频。

4 系统实践应用

4.1 系统实践

系统设计方案于2014年得到陕西省农业科技推广与示范项目的支持并投入使用，系统运行情况良好，并且得到了各类用户的一致好评。系统真正实现了农业培训管理科学化与信息化，实现各级监管部门对培训现场的实时监督，提高了农业技能培训管理优化决策水平，大大弥补了现有农业技能培训网络监控功能缺乏的弊端，提高了农业培训的有效性、可控性和覆盖面，也节省培训管理部门的人力、物力和财力，为事后监督复核工作提供了有效跟进的技术手段，对实现农业现代化具有重要的理论意义、工程意义和使用价值。系统建立的资料库，形成了大量的可复用资源；解决了监管应用开发中的界面可配置、业务可配置和流程可配置问题； 同时提供了大量的搜索和筛选工具，实现了职业农民培育远程视频监管的可视化开发。

4.2 系统优势

PC机、智能终端的操作非常简单，用户在浏览器地址栏输入服务器端的IP地址，即可通过网络访问视频监管系统的登录页面[5]。为确保用户的安全，设置用户登录权限，并根据不同级别权限不同，用户输入正确的用户名和密码后，可通过安全认证进入系统的整体页面进行操作。并且本系统有很强的扩展性，可结合后期新增需求添加不同功能模块，能适应将来不断发展的农业信息化的新需求。

参考文献：

[1]于利华，刘延涛.农民培训现状与职业农民培育对策[J].山东农业科学，2012，44（4）：135-140.

[2]罗新星.软件非功能需求国内外研究综述[J].计算机应用研究，2015，32（4）：972-977.

[3]黄浪.企业级的B/S模式应用软件非功能性需求分析与研究[D].厦门：厦门大学，2008.

[4]陈振锴，朴在林.基于云计算的新型农产品安全监管系统体系构建[J].沈阳农业大学学报，2013，44（2）：249-252.

[5]娄德成，韦银.基于B/S架构的嵌入式远程视频监控系统的设计[J].微型电脑应用，2014，30（9）：51-53.