基于阿里云的现代养殖业智能服务平台研究

陈子欢 李金刚 钟越 李丹

摘 要：云计算和大数据技术通过与环境监测和畜牧疾病诊断技术的结合，设计了一套基于阿里云与MongoDB的养殖业智能服务平台，实现患猪远程诊疗、图片影像诊断、疾控信息发布、生猪产品追溯等功能。这一方面解决了传统畜牧业诊疗时间长的问题，降低了实际养殖过程中的病死猪率；另一方面结合在线影像与预约人工诊断两重方式，降低了误诊率。

关键词：养殖业；云平台；在线诊疗；环境监测

中图分类号：GTP393 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）05-0082-01

作为农牧业大国，我国中小型及个体养殖业者数量多且分布广泛。由于该类养殖户较少配备专业兽医，其产品遭受各类畜牧疾病危害的可能性较高，经济收益难以保持稳定。目前业界常见畜牧平台多为单机版，即便为Web版，也普遍存在扩展能力弱，功能单一等问题。本文所研究系统是专为大型肉类收购生产加工企业定制的智能服务平台，可对货源地养殖环境进行监测，及时有效发布疾控信息，对生猪疫情在线远程诊疗，给出用药建议，预约上门定点服务并集成食品溯源等智能服务。

一、平台总体描述

（1）系统技术路线。平台表现层使用Spring MVC，业务层使用Spring IoC，以完成业务逻辑解耦。采集端节点与网关之间基于LoRa WAN，网关和云平台处理程序通过TCP/IP协议进行数据传输，以完成数据与应用解耦。持久层应用spring-data- mongodb，以完成业务与存储解耦。系统实际工作过程中，传感器采集数据通过网关上传到阿里云中的服务平台。养殖环境实时监测、患猪图像视频诊疗和食品溯源等功能生成的数据量较大，传统关系型数据库扩展能力有限，很难完成大数据快速查询操作，采用MongoDB分布式文件存储方案，解决了扩展与高效查询等性能瓶颈。Spring MVC实现的交互系统接收用户请求，IoC容器完成业务流程，持久层获取业务层传递数据库操作申请，用于访问阿里云中的MongoDB云数据库。

（2）系统业务流程。用户登陆成功后，系统会根据用户角色，包括养殖户、兽医、企业用户和系统管理员提供不同功能。养殖户可以传患猪症状资料，或利用摄像头进行在线影像上传。根据需要选择由大型肉类收购生产加工企业提供的在线兽医服务或预约登门服务，查收治疗建议或预约结果。兽医可查阅最新诊断请求及患猪症状资料，提供诊疗建议或根据预约实地治疗。系统管理员可进行系统用户角色维护，动态调整环境监测模块配置参数。企业用户和养殖户均能使用生猪产品追溯模块，根据权限采集、发布和管理食品溯源二维码。

二、平台设计与实现

（1）功能模块设计。平台包括业界资讯、疫情诊断、养殖环境监测和生猪产品追溯管理等模块。业界资讯管理模块使用UEditor客户端编辑发布信息，包括行业动态、养殖技巧、疫控信息及兽药常识。养殖户与兽医使用疫情诊断模块完成患猪远程诊断和用药指导，彼此可在线沟通与交流。养殖环境监测模块包括实时环境温湿度数据采集、管理和图表显示功能，养殖户可查看实时数据及历史数据。生猪产品追溯管理模块提供的溯源二维码包含生猪养殖至销售各阶段及全生命周期内的诊疗与用药信息，消费者可据此实现追溯可依。

（2）用户界面设计与实现。平台界面基于HTML5，采用响应式开发以提高用户体验，使用meta标签便于页面宽度对移动设备的适应。为解决因各设备对该标签解释方式迥异而造成的浏览器兼容问题，頁面实现采用百分比法，提高网页各类元素尺寸适配性。数据图表化采用了ECharts及AJAX，动态生成柱状图和折线图。用户申请查看各类信息时，平台会将获取到的数据封装成JSON格式并进行流输出。

（3）事务处理设计与实现。环境监测和疫情诊断模块工作一段时间后会产生海量数据，需要每隔一段时间进行后台任务处理，包括汇总和统计。这时，要完成全表扫描和更新等事务处理。Spring框架提供了一种实现方式，但在大数据场景下使用该注解会产生数据库锁超时等待异常。因为定时任务在等待其他客户端释放锁的过程中出现超时；或者其他客户端在操作时，由于等待被该定时任务长时间占有的锁而导致超时。因此，可以将大事务拆分为主事务与若干小事务。

三、平台测试

除开发过程中的单元测试与白盒测试外，系统针对各页面还采用了黑盒测试，用以评估诊断及监测等模块的实时运行情况。经由多种终端测试，页面显示合理，溯源码功能准确可用，能够正确进行在线诊疗及养殖环境信息监测，系统功能完备、运行稳定。

四、结束语

本文介绍了现代养殖业智能服务平台的研发过程，其服务端部署在阿里云中，较目前业界常见畜牧平台拥有更高的扩展能力，功能齐全，集养殖监测、疫情预防与诊疗、食品溯源等智能服务于一体，提供了多种终端的响应式访问方式，具有较高的灵活性。它可以最大限度地减少养殖户因疫情而导致的经济损失，并为企业吸引更多合作方，为广大消费者提供保障，带有三重效益。

参考文献：

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