云计算在农业综合信息化服务中的应用

摘要：以农业信息化为研究背景，分析当前农业信息化建设存在的问题，将云计算模型引入农业综合信息服务平台建设中。分析云计算特点及其在农业信息化中的优势，介绍基于云技术的农业综合信息服务平台建设方案，分析平台建设框架、服务分层、功能架构以及在农业生产过程智能化中的应用。所提出的建设方案对于整合松散的农业信息化资源，形成初步农业信息云资源平台具有一定的参考价值。

关键词：农业工程；云计算；农业综合信息服务

中图分类号：TN302.2文献标识码：A文章编号：1005-3824（2014）04-0084-03

0引言

农业、农村信息化是国家信息化、现代化的基础和重要组成部分，传统模式下的农业信息化网点单一且分散，信息数据缺乏共享，数据挖掘和提炼难以形成对广大农户有用的成果。如果能够利用现有信息化基础设施形成集中、系统、云化的农业综合信息化环境，将会对农业信息化建设起到促进作用。当前农业信息化发展的市场需求日益旺盛，涌现出网上交易、远程协助、农产品调配等新趋势，与云计算、物联网等新技术、新应用紧密结合，云计算技术在推进农业综合信息服务过程中具有巨大的应用前景。本文基于当前农业信息化发展的现状，提出了农业综合信息服务平台建设引入云计算技术的方案。

1农业信息化建设中的不足

1.1结构松散，信息资源利用率不高

目前，各省、各区建设的农信信息化网点分散，各有特色又各自存在短板，区域信息化网点星罗密布，各信息化网点间缺少联系，信息覆盖面狭窄，农业信息化资源共建共享程度相对较低，部分网点访问量巨大，部分网点的访问者寥寥无几，高负载的系统能力需求和资源长期闲置浪费形成反差，整体资源利用率不高[1]。

1.2缺乏统筹规划的综合信息服务环境

经过多年建设，我国经济发达的农村区域信息化体系已初步建立，各类信息化网站推出了繁多的农经板块，农业信息化支持能力有了较大提升，但众多农村信息化建设工程仍处于分级、分地、分区的松散状态。地域间相互封闭隔离，无法统筹规划各级各地各区的信息化建设，缺乏外部及内部架构的标准和框架，造成信息孤岛，虽局部有序但整体零乱。各种应用系统技术标准差异大，平台架构不统一，应用整合和数据交换困难，难以实现资源的整合、优化和共享。受教育程度有限、信息化手段缺乏的广大农村用户难以高效地检索到系统的、完整的和可用的信息，更难以将这些信息应用到实际的农业生产和生活中。

2农业信息化引入云计算的优势

2.1云计算的特点

云计算以分布式计算、并行计算、网格计算、虚拟化、网络存储等热点技术，集成大规模、可扩展的计算、存储和应用能力为用户提供按需分配资源的服务，可分为3层串行同步通讯协议。

1）基础设施即服务（infrastructure as a service，IaaS），IaaS由底层硬件或虚拟机构成，由集群服务器、存储资源等硬件设备构成“云端”资源池，将内存、I/O设备、存储、计算能力等资源形成虚拟化服务提供给用户，用户只需提交需求即可获得相应的虚拟硬件配置。

2）平台即服务（platform as a server，PaaS），PaaS构架在云基础设施上，为用户提供应用程序开发、建立数据库、托管和应用等服务，是一种中间件平台，用户不用购买独立的底层硬件和平台软件就可以在该平台上定制开发应用程序，并可以通过互联网传递给其它用户。

3）软件即服务（software as a service，SaaS），SaaS是最为常见和使用最多的云计算服务，用户通过向“云端”申请，即可通过标准的web浏览方式获得互联网上的软件服务，无需自己安装软件，降低了客户的硬件计算能力以及资金等资源消耗。

2.2云计算在农业信息化建设中的优势

1）云计算可以根据访问量灵活调配CPU、内存、存储、带宽和软件应用等IT资源，满足用户规模的变化和应用需求，实现访问负载分担，避免服务器性能过载或闲置，优化IT资源配置。

2）硬件设备部署灵活，无需购置高端硬件设备即可建设大容量数据中心。以低廉的X86架构服务器集群即可形成基础设施资源池，实现资源共享和统一管理。根据资源池的使用情况和用户资源申请需求，按照策略灵活按需分配和调度资源，降低了维护成本和人力资源消耗。

3）以计时或计次收费的模式为用户提供IT资源，用户按照需求申请资源而无需大量采购设备。“云端”资源池可以实现设备叠加，具有可伸缩、平滑、分布式的设备扩容能力，大大降低了用户的信息化建设成本。

4）云计算具有大规模、高可用性、高集成度和高稳定性等特点，智能备份、校验纠错、容灾恢复、设备轮巡和在线业务及数据无感知切换等机制大幅提升了系统的安全性。

5）桌面云技术提升了用户灵活使用的能力，降低了用户终端接入门槛和购置费用。

3农业综合信息服务平台引入云计算方案3.1农业综合信息服务平台云计算框架

在全国或全省按照统一的网络构架和技术标准建设农业综合信息服务平台可以实现设备、资源和应用的共建共享，低成本的集群计算能大幅降低农业信息化的建设成本和维护成本。以大容量计算平台提供海量业务应用，并为用户提供统一的接入门户，解决信息服务最初1 km问题，同时利用桌面云技术解决信息服务最后1 km问题。

按照“基础架构即服务”（IaaS）理念建设1个私有云，可为不同业务应用需求快速提供虚拟主机、虚拟存储和虚拟专用网络等基础设施，降低用户的一次性投入，缩短业务上线周期。通过平台服务层、软件服务层、客户端服务层采用云计算的服务模式，部署业务应用，为用户提供应用环境。采用省数据中心、县/市区域节点、乡/镇/村远端节点三级架构，省数据中心通过Internet或专网与国家农业数据中心连通[2]，如图1所示。

3.2云计算服务分层框架

系统资源按照云计算服务模式细分为基础层、平台层、服务层及应用层等4层结构，如图2所示。基础层为“基础架构及服务”（IaaS），可为各种业务应用快速提供虚拟主机、虚拟存储和虚拟专用网络等基础设施；平台层为平台即服务（PaaS），通过全局核心服务和中间件，向应用系统提供共；服务层为应用软件即服务（SaaS），通过web页面以B/S方式向用户提供业务使用服务；应用层客户端即服务（CaaS），通过桌面云等瘦客户终端实现业务接入和申请[34]。

3.3云计算农业综合信息服务平台功能架构

软件系统分为基础业务层和业务运营层，由综合业务管理、农经业务管理、信息服务业务管理和接口服务管理等4个模块构成。业务运营层负责整个项目的建设和运营，包括虚拟化管理、平台管理、云资源调度管理和虚拟资源管理等；基础业务层为用户提供各种农业综合业务、农业增值业务和管理能力。系统通过整合资源为用户提供统一的接入渠道[5]。服务平台的整体功能架构如图3所示。

3.4云计算数据中心

农业综合信息服务平台的核心是数据中心，底层由数量庞大的服务器群和虚拟化管理软件构成，通过虚拟化管理软件和分配策略实现虚拟化资源均衡分配，平衡底层服务器的计算能力；结合虚拟化存储和云分布文件系统，为用户提供虚拟化存储服务、虚拟计算服务、数据安全服务和分权分域隔离等服务。服务器群中故障设备将被虚拟化管理系统检测并排除在资源池外，故障服务器上部署的业务及数据可以在线迁移到其它服务器上，实现用户无感知迁移，保障了系统安全和数据完整。

4农业综合信息服务引入云计算的前景

农业综合信息服务引入云计算，可以降低农业信息化建设成本，加快农业信息化服务基础设施建设速度，同时可以提升农业信息化的集中管理、统一接入和便捷服务的能力，在农村信息资源存储、农产品网上供销、农业信息检索引擎、农业决策综合分析、农业生产智能化控制及农业综合信息服务等方面具有较大的应用前景[6]。

1）基于云存储的农业信息资源。

大容量虚拟化存储技术提供了文字、图片、语音、视频等多媒体数据的海量存储，数据读写、采集、处理和统计分析能力得到很大提高，低廉的存储成本使得存储资源池得以快速部署。海量数据、安全可靠、无中断服务、便于管理等特点为用户提供了数据挖掘的基础环境和能力。

2）基于云计算的数据快速检索能力。

大容量服务器集群提高了平台的计算能力，采用云计算搜索引擎在检索速度和复杂算法实现能力上都有了较大提升，信息检索不再受到硬件条件的限制，Google、Baidu等国内外搜索网站已经率先进入了云技术搜索时代，并取得了很好的效果。

5结束语

云计算作为新兴的技术越来越受到关注，它自身的技术特点将使当前的网络结构产生结构性的变化。它能使用户从个人计算机、服务器存储和计算能力的局限中解放出来，并使用户可以使用各种终端接入应用系统中，使独立业务应用迁移到集中的网络中，对农业信息化推广和农户生产能力的提升都具有巨大的促进作用。

参考文献：

[1]陈金华.基于云计算的农村社区教育信息化架构设计研究[J].重庆邮电大学学报：自然科学版，2012，24（6）：724-727.

[2]唐迪.云计算在科研信息化建设中的应用[J].办公自动化，2011，14（2）：10-13.

[3]朱莹.农业信息化的创建发展[J].农业图书情报学刊，2010，27（2）：62-65.

[4]卢晓娟.云计算与未来图书馆数字信息资源建设[J].四川图书馆学报，2009，28（2）：23-24.

[5]曹丽英.云计算在农业信息资源整合模式中的应用[J].中国农业化，2012，28（3）：141-144.

[6]刑燕丽.网上农业信息资源的开发与利用[J].农业图书情报学刊， 2002，18（5）：66-67.