基于互联网+模式下云端农场的设计与开发＊

杨丹婷，于泽正，李章源，侯明亮，汪晓航

(武昌首义学院，湖北 武汉 430064)

0 引言

基于互联网新时代的日益发展，农村人口不断向城市迁移导致如今的农村存在劳动力严重外流与土地荒芜的问题，针对此问题我国出台了相关农业政策——如“职业农民”与“三农政策”。为了响应国家政策，我们创建了“云端农场”这一平台，使得农耕文化更好的传承延续与发展突破。该平台基于传统农业运营模式下，以线下农场为基础，包含了土地租赁、种子买卖、蔬菜代种、农作物销售、远程监控等功能，采用互联网、物联网、远程监控等技术，设计一个基于Web 平台、可定制的云农场数字化管控系统平台，分软件和硬件两部分实现。

1 系统需求分析

该平台帮助农民针对家庭自留地和农村闲置的土地资源进行一体化合理运用，售卖农产品，也尽可能满足都市人群对于绿色蔬菜生长透明化的需求。

2 项目总体设计

为了实现上述的目标，系统需具备以下功能：①视频实时监控功能。用户可以随时随地通过视频来监控自己农作物的生长，也可以操控摄像头查看农场的环境，以及观看农民的劳动过程等等。②土地的租赁以及合理运用。用户可以将自家的闲置土地开发成农业土地，对土地的资源进行合理化利用，通过我们设计的平台进行土地的回收利用，上传到商店里进行土地租赁。系统功能结构图如图1所示。

图1 系统功能结构图

2.1 技术架构

本平台使用前后端分离模式开发，前端使用Visual Studio Code 1.63 编译器编写Vue 语言，Node.js 版本为14.16。后端Java 代码编写由IntelliJ IDEA 2021.2完成，借助Maven工具进行项目的Jar包管理。开发框架使用SSM 框架进行构建，其中SpringMVC模块使用注解开发，JDK 版本为11。平台整体使用axios 技术进行前后端之间的参数传递，传参数据格式为Json格式。另外平台使用MySQL5.7 数据库来存储数据，设计多张数据表相互映射，最后搭配Linux3.10服务器完成项目部署。

2.2 数据库设计

本平台数据库中含有以下表：

⑴User 用户表：存储用户的账户个人信息，包括账号，密码，手机号，邮箱，余额等。

⑵Land 土地信息表：存储土地产品的相关信息，包括土地名称，土地类型，土地面积，单价，介绍，图片路径，购买状态，购买期限等。

⑶Seed 种子信息表：存储种子产品的相关信息，包括种子名称，种子类型，种子的介绍及作物的营养价值，以及种子的价格数量等。

⑷Commodity商品信息表：用户购买作物产品后相应的产品会转换为为商品状态，用来存储购买的产品ID，购买人ID，购买信息与商品订单号。

⑸Order商品订单表：用户购买商品后，存储相应的订单信息，包括订单流水号，成交金额，优惠金额，购买人ID，交易时间等。

⑹Coupons 优惠券表：存储用户领取的优惠券信息，包括优惠券类型，优惠券折扣，用户ID，到期时间与使用状态。

⑺Essay 文章信息表：存储用户在论坛发布的内容，包括帖子标题，帖子内容，发布人的ID、姓名，发布时间与喜欢数量。

⑻Reply 回复文章表：存储用户在论坛中回复帖子的内容，包括帖子的ID，回复人ID，回复时间与回复内容。

2.3 系统开发步骤

SSM 是由Spring，SpringMVC 与MyBatis 三大开源框架集成一体的主流轻量级框架。因其结构清晰分明，可以更加合理的分配资源，而被本文采用。Spring 借助IOC 的控制反转与依赖注入，良好实现了“高内聚，低耦合”作用，降低了系统开发的复杂性，提高了后期的可维护性。SpringMVC 集Model（模块）View（视图）Controller（控制器）于一体，使用XML 文件即可对SpringMVC 进行相关配置，例如可配置视图解析器，扫描控制器，事务管理器与拦截器等，统一进行资源配置，提高效率。Mybatis作为支持自定义SQL及存储过程的优秀持久层框架，只需在资源包下加载相关驱动，便可在Dao 层中统一使用XML 配置文件对MySQL 数据库进行增删改查操作，设计规范，易于维护。

前端总体设计在VScode 中完成，采用的框架是Vue.js 渐进式框架，响应和复合视图组件的数据绑定可以通过最简单的API实现。Vue提供的官方cli还用于快速构建单页应用程序(spa)的复杂脚手架。UI 布局中使用了Vuetify官方提供的精美材料设计框架，使得页面更加大方简美。

Vue.js 使用axios 实现前后端数据交互。随着平台功能的增加，后端开发人员会在showdoc 平台上实时更新接口API 文档，文档中的每个功能模块均包含请求路径，请求方式，请求参数，响应参数，返回示例与备注等。

本系统平台配置了海康威视DS-IPC-B12V2-1摄像头与Nginx服务器，使用FFmpeg程序进行视频的推流过程。FFmpeg 是一款可以用来记录转化数字音视频，并将其转换为数据流的开源程序，其内部也包含非常强大的音视频编解码库。在整个推拉流过程中，本平台使用到了RTSP 协议与RTMP 协议。平台前期利用FFmpeg 指令将本地摄像头的RTSP 音视频流数据推送到Nginx服务器上，服务器将RTSP流转换为RTMP流，并且将视频封装为flv 格式，同时可提供给访问的客户端进行直播，用户就可以在网页上输入IP 地址或点击直播链接进行观看。在确保利用FFmpeg命令可高效实现推拉流过程后，后期采用Java代码封装视频推流过程，提高了平台的使用性，良好实现视频直播功能。

FFmpeg命令参数说明：

-vcodec libx264：指定生成视频为x264编码格式。

-f flv：指定视频输出格式为flv。

2.4 平台设计与实现

根据对系统的分析和定义，可以将系统分为五大模块：购物模块、土地模块、种子模块、个人中心模块和论坛模块。

用户在登入平台之后，可以根据自己的需求在购物商城中购买相应的种子并租赁土地，用户租赁土地的金额将按“购买时间*价格单价”计算，种子的价格将由购买的种类和数量决定。当确认购买心仪的商品后系统会从用户余额中扣除相应购买费用，若余额不足则购买失败，需要及时充值，用户购买成功后即刻生成订单与订单流水号且该订单将被存入个人中心模块，以便用户实时查看历史订单。

用户可以在本模块进行土地的租赁和农作物的购买。用户登录系统，点击该模块，可以查看到商品的详细信息，例如土地的地理位置，土地使用期限，农作物产地和商品金额。在用户对商品整体信息有所了解后可以选择是否购买。用户租赁土地后，可以对自己的土地进行实时地远程查看，让远隔千里的农场用户掌握自己土地和农作物的第一手信息，在查看到问题时，用户可以及时对病虫草害进行防治措施，将灾害损失程度有效减少。土地商城页面如图2所示。

图2 土地商城页面

用户可以在本模块查看种子的详细信息和进行种子的购买。用户登录系统，进入种子选购商城，点击自己需要的种子，可以查看到种子的原产地，类别，金额以及种植技术说明。在用户对种子整体信息有所了解后，可以选择是否购买以及购买的数量。

用户根据账号密码注册登录后进入农场平台，可在个人中心页进一步完善自己的相关信息，例如绑定手机号，邮箱，生日年龄等。用户可以按不同需求分类查询历史订单，其分类包括购买商品的种类、金额、下单时间与订单流水号等。用户还可以通过云平台对自己租赁的土地进行监控管理。远程直播界面如图3所示。

图3 远程直播界面

用户进行注册登录之后，点击论坛，就可以看到各个用户发布的帖子，在这里用户可以进行经验上的交流、分享种植故事，也可以在论坛里寻求帮助，等待其他用户解答疑惑。论坛的实时性和互动性促进了用户之间的学习、交流、共享和互动关系良好发展。

3 结束语

该项目不仅能让都市人感受农耕乐趣，享受恬淡闲适的生活，体验乡土文化，也能针对家庭自留地和农村闲置的土地资源进行一体化合理运用，让农民有更好的发展机会，同时有力地促进农业的发展。作为智慧农业产品，我们坚持以“健康绿色”为根本理念，在土地租赁蔬菜种植等主要功能下，辅以农场用户的经验交流、分享故事等模块，提高消费者的体验感。通过系统监控功能，用户对农作物最优培育环境进行监测，实时监控和调整，使农作物保持在优良环境下健康生长。该项目以土地租赁和蔬菜种植为出发点，建立完善的营销模式，满足多方面需求，扩大产品市场，带动农村地区经济和个人发展。后期计划结合地区的发展经济、交通和资源，由点向面，带动线下旅游业发展，实现畜牧园、采摘园、水产园、特色美食、农家乐一体化的商业模式，刺激消费者消费，带动当地经济全面发展。该项目使更多地区愿意与农场合作，响应国家新型职业农民政策的号召，也使新型职业农民有更多的发展机会。