張祥軍，劉剛，黃文博

（羅定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 云浮 527200）

0 引言

隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的大量流失以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的高度普及，農(nóng)民作業(yè)時(shí)對(duì)機(jī)械的依賴越來(lái)越大，因此越來(lái)越多的農(nóng)民開(kāi)始選擇農(nóng)機(jī)雇傭服務(wù)。但是，農(nóng)機(jī)預(yù)約途徑少、預(yù)約不方便、不及時(shí)的問(wèn)題一直存在，而農(nóng)機(jī)閑置率高的問(wèn)題同樣一直困擾著農(nóng)機(jī)主。

近年來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合拉動(dòng)了傳統(tǒng)行業(yè)的快速發(fā)展[1]。iOS 平臺(tái)由于具有優(yōu)秀的用戶體驗(yàn)、顯著的安全和穩(wěn)定性以及完整的生態(tài)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶的喜愛(ài)[2]。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維模式和提高農(nóng)民種田效率及農(nóng)機(jī)使用率以優(yōu)化資源配置實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)共享的理念下，本研究設(shè)計(jì)了一款農(nóng)民、農(nóng)機(jī)主、管理員3 端深度融合高效的農(nóng)機(jī)調(diào)度管理平臺(tái)系統(tǒng)。

1 需求分析

本系統(tǒng)可以提升農(nóng)民和農(nóng)機(jī)主之間雇傭關(guān)系的高效性和便捷性，從而提高農(nóng)機(jī)使用率和種田效率。管理員可通過(guò)web 后臺(tái)管理端對(duì)農(nóng)機(jī)預(yù)約服務(wù)進(jìn)行規(guī)范化管理和訂單數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與科學(xué)分析，合理化分配農(nóng)機(jī)。就此結(jié)合農(nóng)民和農(nóng)機(jī)主的實(shí)際應(yīng)用需求對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行分析，得出以下5 個(gè)模塊：CMS 管理平臺(tái)模塊、農(nóng)民客戶端模塊、農(nóng)機(jī)主客戶端模塊、GPS 定位模塊、農(nóng)業(yè)專家模塊，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 農(nóng)機(jī)預(yù)約平臺(tái)總體架構(gòu)圖

1）CMS 管理平臺(tái)模塊。主要具有添加和刪除業(yè)務(wù)管理員、訂單查詢、農(nóng)機(jī)信息審核、處理超時(shí)未確認(rèn)接單訂單、各區(qū)域訂單分析、查看農(nóng)機(jī)主評(píng)價(jià)、發(fā)送遠(yuǎn)程推送消息等功能。

2）農(nóng)民客戶端模塊。主要具有用戶注冊(cè)與登錄、個(gè)人信息修改、預(yù)約農(nóng)機(jī)、發(fā)布訂單、訂單評(píng)價(jià)等功能。

3）農(nóng)機(jī)主客戶端模塊。主要具有用戶注冊(cè)與登錄、個(gè)人信息修改、提交農(nóng)機(jī)材料審核、訂單查詢、確認(rèn)接單、路徑規(guī)劃等功能。

4）GPS 定位模塊。主要具有實(shí)時(shí)采集農(nóng)機(jī)當(dāng)前地理位置、GPRS 數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)服務(wù)器等功能。

5）農(nóng)業(yè)專家模塊。主要具有進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化指定、農(nóng)民生產(chǎn)與種植在線咨詢服務(wù)等功能。

2 系統(tǒng)硬件功能設(shè)計(jì)

定位系統(tǒng)主要分為4 個(gè)模塊，即控制模塊、定位模塊、傳輸模塊、電源模塊。軟件編程IDE 采用Keil uVision5，用C 語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)框架如圖2 所示。

圖2 GPS 系統(tǒng)模塊架構(gòu)圖

1）控制模塊?？刂颇K采用STC12C5A60S2 增強(qiáng)型8051 單片機(jī)作為處理器[3]。通過(guò)GPS 模塊實(shí)時(shí)采集農(nóng)機(jī)當(dāng)前地理位置。GPRS 模塊對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。STC12C5A60S2 系列單片機(jī)具有低功耗、抗干擾、運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。工作電壓3.5～5.5 V，指令代碼和管腳完全兼容8051，但速度比普通單片機(jī)快8～12 倍。內(nèi)部集成MAX810 專用復(fù)位電路[4]，性價(jià)比高，既能滿足需求又能節(jié)約成本[5]。

2）定位模塊。GPS 定位模塊采用SiRF starII LP芯片，此款芯片具有高靈敏度，低功耗的特點(diǎn)，可同時(shí)接收12 顆衛(wèi)星信號(hào)，符合NMEA 0183（v3.0）協(xié)定[6]。

3）傳輸模塊。傳輸模塊采用GPRS 模塊安裝SIM卡，基于HTTP 協(xié)議，數(shù)據(jù)以JSON 格式傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器。

4）電源模塊。電源模塊采用車載蓄電池作為電源，但是農(nóng)用車車載蓄電池電壓一般為12 V，而單片機(jī)和其他模塊需要的電壓在5 V 左右，因此采用LM7805 設(shè)計(jì)1 個(gè)電源模塊[7]，將12 V 降壓到5 V。使用時(shí)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、方便且價(jià)格實(shí)惠，節(jié)約成本。

3 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)包括農(nóng)民端APP、農(nóng)機(jī)主端APP 以及CMS 管理平臺(tái)。為方便農(nóng)機(jī)主快速到達(dá)農(nóng)民指定目的地執(zhí)行作業(yè)，移動(dòng)端直接集成高德地圖SDK，調(diào)用高德地圖提供的API 進(jìn)行路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)快捷開(kāi)發(fā)。后臺(tái)使用阿里云[8]數(shù)據(jù)庫(kù)、云端遠(yuǎn)程推送等服務(wù)。APP 端主要通過(guò)mac OS 系統(tǒng)下的Xcode 平臺(tái)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言選用Swift 語(yǔ)言。

3.1 APP端主要功能

1）農(nóng)民農(nóng)機(jī)預(yù)約功能。農(nóng)民預(yù)約農(nóng)機(jī)有2 種方式，①指定農(nóng)機(jī)，農(nóng)民可以就近原則預(yù)約農(nóng)機(jī)；②發(fā)布廣播預(yù)約農(nóng)機(jī)[9]，農(nóng)機(jī)主以搶單的形式接單。指定農(nóng)機(jī)流程如下：農(nóng)民在注冊(cè)登錄成功后，進(jìn)入首頁(yè)農(nóng)機(jī)種類列表頁(yè)面，根據(jù)自己的需求選擇對(duì)應(yīng)的農(nóng)機(jī)類型，進(jìn)入所選農(nóng)機(jī)列表，農(nóng)機(jī)按照與農(nóng)民當(dāng)前位置由近到遠(yuǎn)的順序排列。農(nóng)民選擇指定農(nóng)機(jī)后彈出預(yù)約日期，根據(jù)預(yù)約日期篩選閑置的農(nóng)機(jī)，農(nóng)民選擇指定農(nóng)機(jī)后點(diǎn)擊進(jìn)入所選中的農(nóng)機(jī)詳情頁(yè)面，頁(yè)面呈現(xiàn)該機(jī)的工作效率及收費(fèi)情況，農(nóng)民輸入田地面積后系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出收費(fèi)情況和作業(yè)時(shí)間，點(diǎn)擊確定生成訂單，然后等待農(nóng)機(jī)主確認(rèn)接單。廣播預(yù)約農(nóng)機(jī)流程如下：農(nóng)民選擇對(duì)應(yīng)農(nóng)機(jī)類型后，直接輸入田地面積和預(yù)約時(shí)間，在計(jì)算出大概收費(fèi)后，農(nóng)民可以直接點(diǎn)擊確定生成訂單，此時(shí)的訂單對(duì)所有已注冊(cè)的農(nóng)機(jī)主可見(jiàn)，農(nóng)機(jī)主可以以搶單的方式來(lái)確認(rèn)訂單，農(nóng)民預(yù)約農(nóng)機(jī)功能流程如圖3 所示。

圖3 農(nóng)民預(yù)約農(nóng)機(jī)功能流程圖

2）農(nóng)民訂單查詢與操作。農(nóng)民進(jìn)入“我的訂單”頁(yè)面后可以查詢當(dāng)前訂單的狀態(tài)，針對(duì)超時(shí)未確認(rèn)接單的訂單，可以用在線咨詢或者客服電話等方式及時(shí)溝通解決問(wèn)題，對(duì)于已經(jīng)確認(rèn)的訂單，可以與農(nóng)機(jī)主以在線咨詢或者電話的形式溝通。在訂單完成后農(nóng)民可以對(duì)已完成的訂單進(jìn)行評(píng)價(jià)。農(nóng)民訂單查詢與操作功能流程如圖4 所示。

圖4 農(nóng)民訂單查詢與操作功能流程圖

3）農(nóng)業(yè)專家服務(wù)。農(nóng)業(yè)專家制定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，提供農(nóng)民在線咨詢服務(wù)協(xié)助生產(chǎn)和種植。

4）農(nóng)機(jī)主訂單查詢與操作。農(nóng)機(jī)主可以通過(guò)地理位置、價(jià)格、土地面積、作業(yè)時(shí)間、農(nóng)機(jī)類型等條件查詢篩選發(fā)布的訂單，從而決定是否接單。農(nóng)機(jī)主訂單查詢與操作功能流程如圖5 所示。

圖5 農(nóng)機(jī)主訂單查詢與操作功能流程圖

5）農(nóng)機(jī)主路徑規(guī)劃。農(nóng)機(jī)主可以根據(jù)農(nóng)民提供的地址點(diǎn)擊路線查詢按鈕直接跳轉(zhuǎn)到高德地圖頁(yè)面，根據(jù)高德地圖提供的路線選擇最佳路線。農(nóng)機(jī)主路徑規(guī)劃功能流程如圖6 所示。

圖6 農(nóng)機(jī)主路徑規(guī)劃功能流程圖

3.2 CMS后臺(tái)管理平臺(tái)主要功能

CMS后臺(tái)管理平臺(tái)，web端使用HTML5 和Foundation 框架，后臺(tái)采用JavaScript 技術(shù)開(kāi)發(fā)直接訪問(wèn)阿里云數(shù)據(jù)庫(kù)以及遠(yuǎn)程通知等接口。CMS 后臺(tái)管理web 端主要流程如圖7 所示。

圖7 CMS 后臺(tái)管理web 端功能流程圖

1）農(nóng)機(jī)主以及農(nóng)機(jī)真實(shí)信息審核。根據(jù)農(nóng)機(jī)主上傳的身份證以及農(nóng)機(jī)資料審核其信息的真實(shí)性，審核通過(guò)后發(fā)放電子認(rèn)證牌照方可接單。

2）訂單管理。管理員可以查詢所有訂單狀態(tài)，包括處理超時(shí)未確認(rèn)接單的訂單。

3）訂單分析。管理員可以根據(jù)訂單涉及的地理位置、價(jià)格、時(shí)間、面積等信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析來(lái)合理安排農(nóng)機(jī)。

4）評(píng)價(jià)分析。管理員可查詢獲取到所有訂單評(píng)價(jià)，并且可以根據(jù)好評(píng)、中評(píng)、差評(píng)進(jìn)行分類，獲好評(píng)則農(nóng)機(jī)主加1分，獲中評(píng)則農(nóng)機(jī)主不加分，獲差評(píng)則農(nóng)機(jī)主扣1分，農(nóng)機(jī)主的分?jǐn)?shù)大于等于80 分時(shí)可獲優(yōu)先派單，低于80 分時(shí)限制其接單，低于60分時(shí)不允許農(nóng)機(jī)主接單，在其接受必要的教育培訓(xùn)學(xué)習(xí)合格后再允許接單。

5）權(quán)限管理。管理員可以添加或者刪除低權(quán)限的管理員，也可完成遠(yuǎn)程信息推送。

4 主要功能實(shí)現(xiàn)

4.1 農(nóng)機(jī)預(yù)約功能實(shí)現(xiàn)

農(nóng)機(jī)預(yù)約功能是系統(tǒng)的核心功能，農(nóng)民在注冊(cè)登錄成功后，會(huì)進(jìn)入“我的農(nóng)機(jī)”頁(yè)面，農(nóng)民根據(jù)需求選擇農(nóng)機(jī)，“我的農(nóng)機(jī)”頁(yè)面采用UI Collection View 控件，在選擇完成后會(huì)進(jìn)入下一頁(yè)面選擇訂單發(fā)布方式。指定訂單界面如圖8 所示，根據(jù)GPS 模塊實(shí)時(shí)采集農(nóng)機(jī)的地理位置和農(nóng)民當(dāng)前的定位計(jì)算出此時(shí)農(nóng)民與農(nóng)機(jī)之間的大概距離，農(nóng)民可以就近原則來(lái)指定農(nóng)機(jī)。廣播接單界面如圖9所示，農(nóng)民無(wú)需指定農(nóng)機(jī)直接以廣播推送的方式發(fā)布訂單，農(nóng)機(jī)主以搶單的方式接單。

圖8 指定訂單界面

圖9 廣播訂單界面

4.2 地圖功能實(shí)現(xiàn)

農(nóng)機(jī)主在接單成功后可以獲取到對(duì)應(yīng)的作業(yè)地理位置，點(diǎn)擊導(dǎo)航后跳轉(zhuǎn)到高德地圖進(jìn)行路徑規(guī)劃，界面如圖10 所示。

圖10 農(nóng)機(jī)路徑規(guī)劃界面

4.3 功能試驗(yàn)測(cè)試

系統(tǒng)經(jīng)過(guò)線下實(shí)際測(cè)試，定位系統(tǒng)能正確的采集農(nóng)機(jī)當(dāng)前地理位置，并且成功傳送到后臺(tái)服務(wù)器，APP 在5 s 內(nèi)將農(nóng)民與農(nóng)機(jī)主當(dāng)前的距離顯示出來(lái)，并且可以實(shí)現(xiàn)快速下單，農(nóng)機(jī)主APP 可以實(shí)現(xiàn)正常接單以及路徑規(guī)劃。整個(gè)系統(tǒng)程序經(jīng)測(cè)試正確無(wú)誤，穩(wěn)定運(yùn)行，能高效簡(jiǎn)潔地完成農(nóng)機(jī)預(yù)約功能。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展和普及以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的快速提高，農(nóng)機(jī)管理和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的農(nóng)機(jī)預(yù)約管理平臺(tái)將應(yīng)運(yùn)而生[10]，本系統(tǒng)從農(nóng)民和農(nóng)機(jī)主的實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，基于iOS 系統(tǒng)和HTML5 以及JAVA 技術(shù)開(kāi)發(fā)一款基于iOS系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)預(yù)約管理系統(tǒng)，將農(nóng)民、農(nóng)機(jī)主、管理部門3 者結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)的科學(xué)高效調(diào)度使用，大大提高種田效率和增加農(nóng)機(jī)主的收入。該系統(tǒng)安全穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，UI 界面簡(jiǎn)潔友好，易于操作，應(yīng)用前景廣，可以為基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)管理平臺(tái)提供研究基礎(chǔ)。