计算机技术在农机物联网监测平台建设中的应用研究

郑梦龙

关键词：计算机技术；农机物联网监测平台；建设；应用

农业机械物联网系统的核心运行依靠农机物联网监测平台，在实际建设中，物联网技术在农业机械化中的应用较广泛，为促进农业物联网系统的发展，需要加强农机物联网监测平台建设，尤其是加强计算机技术的应用。

1农机物联网监测平台建设的基本思路

现代农机物联网监测平台主要是利用农机上设置的传感器、北斗定位系统对农机进行实时在线监测，其采用的各种软硬件都是以农机在线监测为前提，因此，农机物联网监测平台的建设应综合应用各种软硬件对农机进行高精度定位，利用RTK精准掌握农机位置信息，再通过CAN总线，将置于农业机械终端的各种传感器监测、采集的数据回传给控制终端，回传控制终端采取无线传输的方式向监测平台源源不断地回传数据，最终通过屏幕显示出来。这既能实时掌握农机的位置信息，又能及时掌握农机所处的状态以及作业状态等方面的信息，对农机作业状态进行远程监测和诊断，为农机作业调度管理提供支撑。本文农业物联网监测平台在整个农机物联网中有着十分重要的意义。因此，需要将其计算机技术的应用作为重点研究，才能优化其整体和功能设计[1]。

2农机物联网监测平台建设计算机技术分析

2.1Ajax与iQuery技术

Ajax技术是基于动态交互式Web程序开发和创建所需的关键技术，在农机物联网监测平台建设中，由于其在支持本地刷新网页时不用重新加载整个网页，能大大提高工作效率。而这主要得益于Ajax技术基于异步请求原理和回调函数来获取，具体而言，Ajax模式在运行时，其以Java Script作为核心支撑，实现了多技术融合，加上基于XML Request的请求发送方式，能达到数据异步调用的效果，从而实现XML与XSTL之间互换数据。此外，Ajax所采用的良好定义Web标准较多，除了Java Script外，还有XML，HTML和CSS，同时还能兼容目前主流的浏览器，因此在不同的工况下，基于Ajax的应用程序，均能处于独立运行的状态，而非在其他体系上附着，故在农机物联网监测平台系统中应用时，采用Ajax基于异步数据的调用方式能对部分页面进行刷新处理。

iQuery技术与Ajax两者之间具有较强的交互性，可以为Ajax提供更多使用的方法。在具体的使用中，既能以动画的形式呈现出来，又能高效处理和高效交互，便于编写插件，因此用户内容和HTML页面代码之间能分离，借助API选择灵活的特点和优势，在模块化编程中能更好地满足核心业务逻辑的需要，其余完成加载的模块则不用重复编写代码，为农机物联网监测平台开发效率的提升提供了技术支撑，尤其是静态、动态网页的开发更为便捷。

2.2JSON技术

JSON技术是应用于系统接口数据交换标准的主要技术，在很多系统中的应用十分广泛。尤其在不同的系统与计算机语言中，因为其自身的兼容性较强，所以在不同的结构系统中成为数据接口的首选，使得多系统的数据整合、交互更加便捷。在农机物联网监测平台建设中，主要是应用其以下技术优势：一是在不同系统结构之间应用时有助于共享数据，物联网监测平台中有多种结构系统，各自的数据接口也存在差异，借助JSON技术的灵活性与可拓展性，使其在不同的应用之间能更好地描述数据，加上不同应用之间存在的差异对其没有影响，尤其是在农机物联网这种监测平台中主要用于记录数据，且数据传输速率较高，加上自身的自我描述功能，在数据交换与处理程序下，JSON技术的优势更强：二是农业物联网监测平台中存储了海量的农机数据，在对这些数据检索时，借助JSON技术与ES搜索技术，使得数据检索的便利性得到提升：三是还能支撑多种不同的语言。

2.3Web Service技术

Web Servlce技术的交互性技术体系较多，常见的有XML，WSDL，SOAP，UDDI。在农机物联网监测平台建设中，其应用主要体现在自包含和自描述以及模块化三个方面。借助Web调用能发布信息和定位农机，在服务器部署后，均能被其余的Web Service的应用程序调用[2]。

2.4Spring MVC

在农机物联网监测平台建设时，Spring MVC技术是微软服务中提供的一种RESTful接口，其架构分别包含i DAO，ORM，JEE，WEB，AOP，CORE。其中，DAO架构主要由Spring JDBC，Transaction，Management组成；ORM架构主要由Hibernate，JPA，TOPLink，JDO，OJB，iBATIS组成；JEE架构主要由JMX，JMS，JCA，Remoting，EJBs，Email组成；WEB架构主要由SpringWEB MVC， Framework， Struts， WEB work．Tapestry，JSF， Rich view Support， JSPs， Velocity， Free Marker，PDF， Jasper， Reports， Excel， Spring Portlet

MVC组成；AOP架构主要由Spring AOP，AspectJ integration组成；CORE架构主要由The IOC Container Overview组成。

在农机物联网监测平台建设中应用时，首先是在通过前端控制器所接收的发送请求的基础上，将所接收的信息提交给解析器解析，自身只是统一的访问点而并非处理模块，因此具有负责控制全局流程的作用：其次，由请求处理映射器把用户发送的请求url经过映射处理后配置到相应的处理器，而处理器则是将自身作為适配器，能满足不同处理器的需要，同时适配相应的功能和方法，便于达到调配的目的。常见的做法是利用Response Body实施序列化处理，且将所需的数据格式及时返回。例如，为达到渲染浏览器页面的目的，只要对处理器做好调配就能返回包含模型数据和逻辑视图名数据，将数据解析后得到的渲染效果由控制器反馈给用户[3]。

3计算机技术在农机物联网监测平台建设中的应用

3.1农机物联网监测平台总体设计

由于农机物联网监测平台在整个农机物联网系统中属于核心的地位，且占比巨大，常见的农机物联网监测平台的体系结构如图1所示，利用Tomcat服务器进行在线发布，普通用户可以在任意联网的PC机上进入该系统查询数据和进行初级的系统管理，而操作人员则能在查询数据的基础上开展高级的系统管理。在系统登录后，能实现多元化的集成管理，及时查看各节点的环境参数，查询设备所处的运行状态，且包含多个为用户的服务模块[4]。

用户服务模块旨在开展用户、阈值、节点、数据4个方面的管理，分为4个不同的子模块。其中，用户管理模块用于查询、添加、删除相关信息和修改登录密码等：而阈值管理子模块则是设置和查询相关阈值，常见的有油温、油耗、转速，但是不同型号的农机所设置参数与监测结果的安全阈值也不同，一旦超过设定的安全阈值，就能及时提出警告，便于及时管理和优化：节点管理子模块用于记录节点位置信息，为农机管理提供支撑：数据管理子模块就是提供农机运行的各种数据，便于及时掌握运行情况，为科学利用农机提供数据支撑，同时能结合传感器回传的数据，掌握农机运行状态，检测农机内部主要设备的重点参数数据，借助曲线图对比设备使用情况，做好参数调整，确保农机参数始终处于最佳范围。

3.2农机物联网监测平台功能设计

基于B/S模式的用户与系统的交互核心就在于利用系统前提实现通信和信息交互，利用直观的界面设计，便于用户精准快速地进行查询、输入、操控信息等操作，所有功能操作均能直观查看，便捷获取所需信息，使农机工作效率得以提升。因此，结合系统功能需求，在利用Ajax与iQuery技术、JSON技术、WebService技术、Spring MVC搭建农机物联网监测平台时，应围绕以下功能加强对其的设计。

（1）登录界面，就是用户在输入注册的账号和密码后登录后提交表单，查询数据库，若用户名与密码均正确，直接跳转到成功登录的页面，若密码不正确，则需要返回登录页重新登录。

（2）主界面，当用户登录系统成功后，自动跳转到系统主界面，主界面的首页中呈现车辆监控、作业日历、重复地块、作业报表、计划任务、数据核对返回主页等功能。

（3）车辆监控，用户在主界面可以对车辆所处的状态点击“车辆监控”菜单后，能及时查询报警信息，能呈现车主、地址、手机、时间、速度、今日作业面积、作业位置、参数、精度、纬度等信息，从而对车辆进行监控。查询报警信息时，可以从农机分组、农机车牌号码、农机手姓名、报警开始时间、报警开始位置、报警结束位置、报警类型、报警状态、操作等方面进行搜索，在操作模块可以查看和处理。

（4）作业面积统计，即进入主界面时选择“作业报表”模块，点击下拉框后进入查看相关信息，在农机作业日报表中，会呈现机主姓名、报表产生时间、车牌号码、农机型号、农机具型号、车主电话、位置信息、今日作业面积、达标面积、总作业面积、作业地块等作业面积统计，还能生产作业进度示意圖，包括任务面积、已完成、未完成、审核通过、审核未通过等作业进度示意图。

（5）农机轨迹界面，借助移动智能终端将农机任务轨迹点数据信息上传后，以日期作为区分点，在农机轨迹界面查询轨迹信息。

（6）在农机作业数据界面，主要是利用标准化通信接口对终端所发送的各种数据信号接收后进行高速解析，采取数据列表的方式在系统呈现出来，利用农机移动智能终端进行远程监控，按照5s／次的频率向数据中心上传数据，数据中心能及时掌握农机作业调度和监控管理新数据。移动智能终端上传的农机作业轨迹数据有农机工作时间、经纬度、星源数量、速度、精确度、行进方向、定位状态、状态信息等方面的数据。移动智能终端还能为电子地图对农机驾驶路线、运行状态等方面的数据提供支撑，使作业调度与监控管理数据更加实时、可靠、安全。此外，还能根据农机所在的地市和合作社进行搜索与统计，也能根据设备类型与编码进行搜索与查找。

（7）在农机展示界面，主要是在主界面点击农机设备展示后，直观看到农机设备的信息，选择最佳农机设备。

（8）在数据管理界面，为了严谨、合理、可靠把控数据，在本监控平台中，可以对农机设备有影响的数据进行分类和存储与解析，便于使用者及时精准掌握农机实时数据与历史数据。

为满足上述功能，需要创建数据库，建立数据库表，尤其是监测平台的数据库设计十分重要。其中，用户信息表包含序号和用户名以及密码等字段，各自的字段名称、数据类型要与字段描述相符：而农机设备类别表则需要包含农机的名称、类别、性能、面积与状态等字段，且各自的字段名称、数据类型要与字段描述相符：农机作业统计表需要包含的字段有农户的序号、面积、位置、完成状态、坐标点集合等，各自的字段名称、数据类型要与字段描述相符；监测记录表包含的字段主要有农机的序号编码、监测数据上线下、变量名称、真实值上下线，各自的字段名称、数据类型要与字段描述相符[5]。

4结束语

在农机物联网监测平台建设中应用计算机技术是加强农机物联网系统建设的重要内容，为了提升计算机技术的优势，本文仅选取几种常见的计算机技术的应用为例，在实际应用中，优化计算机技术的应用，可以达到提升农机物联网水平的目的。