陳亞莉

(洛陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息技術(shù)與城建學(xué)院,河南 洛陽 471000)

0 引言

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)包括農(nóng)機(jī)綜合信息和農(nóng)機(jī)綜合監(jiān)管兩大服務(wù),通過建立農(nóng)機(jī)監(jiān)理、農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)機(jī)推廣和農(nóng)機(jī)化服務(wù)等農(nóng)機(jī)業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng),使農(nóng)機(jī)業(yè)務(wù)管理和社會(huì)服務(wù)完成有效融合,能夠?qū)崿F(xiàn)包括對(duì)農(nóng)田、農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社、維修服務(wù)站、農(nóng)機(jī)大戶及培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、查詢分析,實(shí)現(xiàn)政府部門對(duì)農(nóng)機(jī)組織的快速管理。本文采用計(jì)算機(jī)Web3D和Java程序相結(jié)合的方式,設(shè)計(jì)了農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)。

1 計(jì)算機(jī)Web 3D技術(shù)

1.1 Web 3D技術(shù)概述

隨著計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和軟件技術(shù)的快速發(fā)展,虛擬技術(shù)也快速發(fā)展起來,未來也將會(huì)有更多的3D技術(shù)改變?nèi)藗兊娜粘Ｉ?。Web 3D技術(shù)是一種能夠在網(wǎng)頁中進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn)的技術(shù),人們可以通過該技術(shù)感知新的世界。作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的技術(shù),Web 3D必須要能夠解決場(chǎng)景內(nèi)多個(gè)物體的碰撞問題,而采用普通Web 3D的矩陣模型可以很好地避免這種界址溢出情況。矩陣模型主要采用圖論和笛卡爾距離能方法進(jìn)行理論計(jì)算和處理。

計(jì)算機(jī)Web 3D技術(shù)采用XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)作為配置文件,啟動(dòng)一個(gè)Web項(xiàng)目時(shí),WEB容器會(huì)去讀取它的配置文件web.xml,讀取和兩個(gè)結(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化。計(jì)算機(jī)Web 3D技術(shù)文件框架如圖1所示。

Web 3D的核心是進(jìn)行可視化場(chǎng)景(Scene)的設(shè)計(jì)和搭建,主要包括場(chǎng)景、派生場(chǎng)景,以及Appearance和Sphere兩個(gè)節(jié)點(diǎn),如圖2所示。

圖2 Web 3D可視化場(chǎng)景框架Fig.2 Web 3D Visualization Scene Framework

1.2 Web 3D技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

Web 3D通常采用3層B/S數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu),即Client、數(shù)據(jù)Server和通信介質(zhì)的應(yīng)用Server等。實(shí)現(xiàn)Web 3D的可視化農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng),一般是采用兩層或者多層的瀏覽器/Sever體系架構(gòu)。

1)兩層B/S體系架構(gòu)。兩層B/S體系架構(gòu)比較簡(jiǎn)單,也是目前Web 3D應(yīng)用最多的體系結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在較多的三維可視化都采用VRML(虛擬現(xiàn)實(shí)模型)進(jìn)行設(shè)計(jì),可視化場(chǎng)景應(yīng)用中一般會(huì)采用3DMAX等軟件畫圖,然后將其以VRML格式保存在Sever端;客戶端在進(jìn)行訪問的時(shí)候需要利用VMRL插件進(jìn)行解析以后,才能正常顯示。兩層B/S體系架構(gòu)如圖3所示。

采用兩層B/S架構(gòu)的三維可視化模型,開發(fā)比較簡(jiǎn)單,重點(diǎn)主要在三維模型的搭建,然后將模型保存在Server端即可。Client端首次進(jìn)行訪問時(shí),需要先安裝插件,然后便可以顯示三維環(huán)境。在該模式下,Server只是簡(jiǎn)單地充當(dāng)Web Sever,而對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)下載請(qǐng)求要求較低;Client端則是通過渲染插件實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景逼真展現(xiàn),無法實(shí)現(xiàn)過多的交互功能。

2)多層B/S體系架構(gòu)。多層B/S體系架構(gòu)是最主流的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu),應(yīng)用最廣的是3層體系架構(gòu),較多的大型應(yīng)用都采用這種模型。多層B/S體系架構(gòu)如圖4所示。

圖4 多層B/S體系架構(gòu)圖Fig.4 The multilayer B/S architecture diagram

由圖4可以看出:3層B/S架構(gòu)是在兩層基礎(chǔ)上,添加了數(shù)據(jù)下載和查詢等交互應(yīng)用。在3層B/S架構(gòu)基礎(chǔ)上,通過VRML實(shí)現(xiàn)Web的可視化操作,實(shí)現(xiàn)用戶下載和查詢功能,只需要采用Java語言,即可實(shí)現(xiàn)和VRML場(chǎng)景的交互。因此,為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì),本文采用計(jì)算機(jī)Web 3D和Java程序開發(fā)將結(jié)合的方式。

2 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)計(jì)

2.1 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文研究的農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng),主要是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)人機(jī)、作業(yè)、調(diào)度、農(nóng)機(jī)綜合信息等管理,實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)信息的共享,并利用共享信息,使多方用戶對(duì)農(nóng)機(jī)進(jìn)行高效的管理,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的農(nóng)機(jī)管理時(shí)代?；谟?jì)算機(jī)Web 3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig.5 The overall architecture of agricultural machinery information system

2.2 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)主要是為了實(shí)現(xiàn)多用戶、多網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)信息共享,核心是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Fig.6 The network architecture of agricultural machinery management system

本系統(tǒng)以農(nóng)機(jī)信息管理系統(tǒng)為研究方向,整合多個(gè)用戶群切實(shí)交互和查詢需求,通過平板、手機(jī)、筆記本電腦及臺(tái)式機(jī)電腦等多種終端對(duì)農(nóng)機(jī)信息進(jìn)行智能化管理和查詢。

2.3 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)功能多且復(fù)雜,本文采用模塊法的設(shè)計(jì)方法,將基于計(jì)算機(jī)Web 3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)分為人機(jī)、作業(yè)、綜合信息和調(diào)用4個(gè)管理子系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)框架如圖7所示。在實(shí)際的研究和實(shí)現(xiàn)中,每個(gè)子系統(tǒng)又會(huì)被分為多個(gè)不用的管理模塊,每個(gè)管理模塊又會(huì)被分為多個(gè)功能應(yīng)用模塊。這種模塊化的設(shè)計(jì)方法可以大大加大開發(fā)速度,也方便后期的升級(jí)、移植等,用戶體驗(yàn)感也會(huì)明顯加強(qiáng),完美地展示了系統(tǒng)開發(fā)中框架設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化的高效思維。

圖7 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框架Fig.7 The functional structure framework of agricultural machinery management system

3 農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 人機(jī)管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)人機(jī)管理子系統(tǒng)主要包括人員信息、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備信息和系統(tǒng)管理等3個(gè)子模塊,如圖8所示。將每個(gè)子模塊繼續(xù)細(xì)分,則人員信息管理包括農(nóng)戶、機(jī)主、機(jī)手、維修人員、企業(yè)、專家和管理部門等多個(gè)小單元;農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)包括包括農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的基本信息、維修與故障信息及政府補(bǔ)貼信息等;系統(tǒng)管理包括用戶、數(shù)據(jù)保存及系統(tǒng)記錄等信息管理單元。

圖8 人機(jī)管理子系統(tǒng)功能框架Fig.8 The functional framework of man-machine managementsubsystem

3.2 作業(yè)管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)作業(yè)管理子系統(tǒng)的功能框架如圖9所示。該模塊主要是對(duì)農(nóng)機(jī)的作業(yè)信息和農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀況等進(jìn)行檢測(cè)和管理。作業(yè)管理子系統(tǒng)主要針對(duì)作業(yè)信息、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)管理等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。其中,作業(yè)信息包括詳情和統(tǒng)計(jì)管理兩方面;農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備包括運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)和歷史運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)信息的查看和檢測(cè);系統(tǒng)管理包括用戶、數(shù)據(jù)保存及系統(tǒng)記錄等信息管理單元。

圖9 作業(yè)管理子系統(tǒng)功能框架Fig.9 The functional framework of job management subsystem

3.3 綜合信息管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)綜合信息管理子系統(tǒng)的功能框架如圖10所示。該模塊共有電子商務(wù)、培訓(xùn)、公共信息和系統(tǒng)管理4個(gè)子模塊。其中,電子商務(wù)包括整機(jī)和零配件的銷售和推薦,方便企業(yè)、經(jīng)銷商和用戶銷售購(gòu)買;在線培訓(xùn)是主要是對(duì)視頻和文檔等培訓(xùn)資料的管理,方便新型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的推廣;公共信息管理主要由新聞、政策法規(guī)、科技信息和新產(chǎn)品推薦等等子單元;系統(tǒng)管理則包括用戶、數(shù)據(jù)保存及系統(tǒng)記錄等信息管理單元。

圖10 綜合信息管理子系統(tǒng)功能框架Fig.10 The functional framework of integrated information management subsystem

3.4 調(diào)度管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)綜合調(diào)度管理子系統(tǒng)的功能框架如圖11所示。該模塊共有作業(yè)信息詳細(xì)和統(tǒng)計(jì)分析兩個(gè)子模塊,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備當(dāng)前作業(yè)和歷史運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)信息的查詢、管理和分析,以及對(duì)調(diào)度管理子系統(tǒng)還具有增、刪、改、查和打印的功能。

圖11 調(diào)度信息管理子系統(tǒng)功能框架Fig.11 The functional framework of scheduling information management subsystem

4 系統(tǒng)測(cè)試與分析

為了驗(yàn)證基于計(jì)算機(jī)Web3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性,針對(duì)數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)分析、在線監(jiān)測(cè)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際的測(cè)試。由于系統(tǒng)龐大、模塊較多,本文只簡(jiǎn)單舉例對(duì)測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行分析說明。

1)農(nóng)戶信息管理。以農(nóng)戶信息管理為例,用戶進(jìn)行管理系統(tǒng)后,可以根據(jù)農(nóng)戶的姓名、性別、聯(lián)系方式等條件進(jìn)行模糊查詢,而管理員則可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢,農(nóng)戶信息管理界面如圖12所示。

圖12 農(nóng)戶信息管理界面Fig.12 The farmer information management interface

2)農(nóng)機(jī)信息管理。該子系統(tǒng)具有訪問全選的用戶,可以根據(jù)姓名、車牌號(hào)、聯(lián)系方式等對(duì)農(nóng)機(jī)信息進(jìn)行查詢,并可以采用模糊搜索的方式進(jìn)行查詢,管理員則具有對(duì)農(nóng)機(jī)信息進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢的權(quán)限。農(nóng)機(jī)信息管理界面如圖13所示。

圖13 農(nóng)機(jī)信息管理界面Fig.13 Agricultural machinery information management interface

測(cè)試結(jié)果表明:基于計(jì)算機(jī)Web3D和Java程序開發(fā)的農(nóng)機(jī)信息系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)戶信息、農(nóng)機(jī)信息、維護(hù)保養(yǎng)信息等數(shù)據(jù)參數(shù)的管理和維護(hù)(增加、刪除、修改、查詢),且可以提供移動(dòng)終端和電腦終端的數(shù)據(jù)信息共享,對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。

5 結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),采用Web 3D和Java程序開發(fā)相結(jié)合的方式,設(shè)計(jì)了農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)人機(jī)、作業(yè)、調(diào)度、農(nóng)機(jī)綜合信息等管理功能,能夠利用共享信息,使多方用戶對(duì)農(nóng)機(jī)進(jìn)行高效的管理。測(cè)試結(jié)果表明:系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)戶信息、農(nóng)機(jī)信息、維護(hù)保養(yǎng)信息等數(shù)據(jù)參數(shù)的管理和維護(hù)(增加、刪除、修改、查詢),且可以提供移動(dòng)終端和電腦終端的數(shù)據(jù)信息共享,對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。