开题报告-springboot智慧农业专家远程指导系统设计

宜宾学院本科毕业论文（设计）开题报告（学生填写）选题意义理论意义：本系统的设计与实现涉及到计算机科学与农业科学的交叉，尤其突出了软件工程的应用[1]。通过采用Java编程语言，结合SpringBoot框架和MyBatis持久层框架，建立了一个健壮、易于维护的智慧农业专家远程指导系统。这种技术栈的选用不仅促进了计算机科学与农学的交叉合作，也推动了农业信息化的实际应用[2]。系统选择稳定和成熟的开发方案。这将为农业科学研究提供一个新的技术应用示范，扩展了农业信息化的实践方法，并丰富了农业领域信息技术应用的理论研究[3]。实际意义：1.实现农业资源的智能管理系统的设计使得农民能够更加科学合理地管理农业资源，包括土地、水源等[4]。通过系统的实时监测和数据分析，农业专家可以提供精准的资源利用建议，减少浪费，实现资源的可持续利用，从而促进农业的可持续发展[5]。2.解决农业生产中的技术瓶颈传统的农业生产往往受制于技术水平和信息不对称，而智慧农业专家远程指导系统的设计与实现能够通过专家远程指导，将先进的农业技术传递给农民，解决技术瓶颈问题。这将促进农业产业升级，提高整体产业竞争力[6]。3.促进农村经济发展通过智慧农业专家远程指导系统的应用，农村地区可以迅速融入现代信息社会，推动农业与现代科技的深度融合[7]。这有助于提高农产品的质量和市场竞争力，促进农村经济的发展，改善农民生活水平[8]。国内外研究现状概述一、国外研究现状智慧农业，是传统农业和现代信息技术的结合，是物联网技术在农业领域的具体应用，智慧农业使得农业生产达到了精准化、数字化、智能化[9]。智慧农业在农业管理过程中，实现实时监测农作物生长以及环境变化情况，自动远程调控环境信息等功能。农业温室大棚作为智慧农业的主要落脚点，早期的农业温室大棚控制技术为智慧农业的发展打下了基础。在上个世纪80年代，美国就提出的“精确农业”，为美国的智慧农业发展打下了坚实基础，互联网技术的优势使得美国智慧农业水平一直处在世界的前列，美国智慧农业体系借助物联网和大数据技术改善生产和经营的环节，实现农产品生命周期和生产流程的及数据分析、控制决策以及信息共享[10]。此外借助电子商务不断升级改造农产品的流通，使农场主从单纯的生产者转变为销售、管理者，从提供单一的产品需求转向提供综合的服务等，提高行业的集中度。美国存在很多提供智慧农业解决方案的公司企业，例如，FarmLogs公司研发的一系列智慧农业管理系统来管理农场，覆盖了美国近20%的现代化农场，近几年市场份额和应用区域不断的扩大[11]。在硅谷的Cropx公司开发一种可以监测土壤结构成分以及含水量的土壤探测传感器，在农场生产中建立起了土壤状况感知网络，极大程度节约了农业灌溉用水。在亚洲智慧农业领域中日本一直处在发展前列，截止1995年日本建设开发的农业应用网络已经多达500多个，计算机已经成为了农业生产部门的主要数据处理设备，近几年日本大力发展智慧农业，相关部门估计，智慧农业在日本国内市场规模截止2016年低已经增长为110.5亿日元，并将在2020财年扩大至332亿日元。智慧农业在日本的发展以信息技术为基础，解决了农业生产人口少的问题，改变了农业生产方式。日本智慧农业中借助了农业信息网络、数据库、精准农业、生物信息、电子商务等技术实现了农业全方位的升级。国内研究者针对农业生产中存在的问题，如种植技术、病虫害防治、农产品质量等，提出了多种解决方案。目前，已经有一些智慧农业专家远程指导系统被开发出来，并在实际农业生产中得到了应用。这些系统主要包括两个方面的内容：一是专家远程指导平台的建设，二是农民端的应用。专家远程指导平台通过整合各种农业专家资源，提供在线咨询、技术支持等服务[12]。农民端的应用则提供种植技术、病虫害诊断、农产品销售等功能，帮助农民提高生产效率、降低成本、增加收益。二、国内研究现状如今随着自动控制技术的不断进步，物联网技术的不断发展，温室大棚的智能控制技术在我国进入广泛的研究，随着温室大棚智能化研究的深入，我国的智慧农业技术不断成熟[13]。我国高校以及农业研究部门进行了大量农业领域知识的汇总，不断的提升农业领域的各项技术，总结出了智慧农业生产技术，通过整合各类实验数据，建立相关数学模型，模拟农业作物生长状况，形成了一整套智慧农业系统，智慧农业系统具有很强的实用性，对多种类别农作物的生长需求均可使用[14]。由于我国的国情，我国政府对智慧农业的发展十分重视，大力推动物联网技术发展农业并且提供相关的政策支持，当前正是我国全面建设小康社会的紧要关头，农业形势的稳固，“三农”战略大力推动以及农业供给侧结构性改革，已经成了确保国家发展和社会稳定并实现第一个一百年奋斗目标的基础。在十九大中国家领导人提出，优先发展农业，推进农业现代化的建设。然而，农业现代化建设离不开智慧农业[15]。党的十八大也曾在“四化同步”中提出智慧农业发展要求，推动智慧农业的稳定快速发展。根据市场调查公司报道，我国的智慧农业发展价值预计2020年可以到达近300亿美元[16]。智慧农业的发展价值吸引了我国大量的科技巨头，致力于智慧农业领域的打造，比如腾讯公司将智慧农业应用在黄瓜种植领域，百度、京东、华为以及网易等科技公司也致力于发展智慧农业。在科研领域也有一些成果，主要是利用无线传感器网络进行智慧农业系统的研究比如：张杨等人研究设计的基于无线传感器网络的温室大棚监控系统；苗永沛等人的无线传感器网络在农业大棚中的研究与实现；李鹏超等人设计的基于ZigBee的农田数据等[17]。以上研究在一定程度上为智慧农业发展提供了技术支撑，为即将发展和建设的智慧农业项目打下了基础，使得我国智慧农业更好更快的发展[18]。国外的研究主要包括以下几个方面：一是农业数据的采集与分析，通过传感器、遥感等技术，实时监测农田环境、作物生长情况等数据，为专家提供科学决策依据；二是智能农机的研发与应用，通过自动驾驶、智能控制等技术，提高农机作业效率，降低劳动强度；三是农产品市场信息的整合与分享，通过互联网平台，实现农产品的在线交易，促进农产品流通[19]。在智慧农业专家远程指导系统的研究中，国外的经验可以为我国的农业生产提供借鉴与参考，同时也需要考虑到我国农业生产的实际情况，结合国内的特点，开发出更适合我国农业生产的智慧农业专家远程指导系统[20]。文献综述AbhijitPathak等人在文献"IoTbasedSmartSystemtoSupportAgriculturalParameters:ACaseStudy"中指出，基于物联网的智能系统在支持农业参数方面具有显著的潜力。他们的案例研究展示了这种系统如何可以帮助监测和管理农业生产中的各种参数，从而提高生产效率并降低资源消耗。这个研究为智慧农业专家远程指导系统的发展提供了有益的启示，强调了整合先进技术以支持农业生产的重要性。ChenJinbo等人在文献"Agriculturalproductmonitoringsystemsupportedbycloudcomputing"中提出了一种基于云计算的农产品监测系统。他们的研究展示了如何利用云计算技术，实现对农产品生产过程的监测和管理。这种系统可以帮助农民实现对农产品生产的远程监控，提高生产效率和产品质量。刘正德在文献"温室大棚精准控制及生长数据可追溯系统研发"中介绍了一种温室大棚精准控制及生长数据可追溯系统。他的研究重点在于如何利用先进的技术手段，实现对温室大棚环境和作物生长数据的精准监测和可追溯。这种系统可以帮助农民更好地管理温室大棚，提高作物产量和质量。陈玉兵在文献"基于物联网的农田环境监测及灌溉控制系统研制"中介绍了一种基于物联网技术的农田环境监测及灌溉控制系统。他的研究重点在于利用物联网技术，实现对农田环境参数和灌溉系统的实时监测和控制。这种系统可以帮助农民根据农田实际情况，科学合理地进行灌溉，提高灌溉效率，减少水资源浪费。朱斌在文献"基于物联网的智能温室系统设计与实现"中介绍了一种基于物联网技术的智能温室系统。他的研究重点在于利用物联网技术，实现对温室环境参数的监测和控制，从而实现温室环境的智能化管理。这种系统可以帮助农民提高温室内作物的生长环境，增加作物产量和质量。张海燕在文献"基于物联网的智能温室控制系统设计与实现"中介绍了一种基于物联网技术的智能温室控制系统。她的研究重点在于利用物联网技术，实现对温室内环境参数的监测和控制，从而实现温室内环境的智能化管理。这种系统可以帮助农民更好地管理温室，提高作物的产量和质量。董子昭在文献"面向智慧农业的智能视觉监控系统的设计与实现"中介绍了一种面向智慧农业的智能视觉监控系统。他的研究重点在于利用智能视觉技术，实现对农田和作物生长情况的监测和分析。这种系统可以帮助农民及时发现和处理作物生长中的问题，提高农作物的产量和质量。陈思在文献"基于OneNET的农业大棚物联网环境监控系统的研究与实现"中介绍了一种基于OneNET平台的农业大棚物联网环境监控系统。他的研究重点在于利用OneNET平台，实现对农业大棚环境参数的远程监控和管理。这种系统可以帮助农民实现对农业大棚的远程监控，提高生产效率和产品质量。黎龙卓在文献"农业种植大棚远程监控系统设计"中介绍了一种农业种植大棚远程监控系统。他的研究重点在于设计一种可以远程监控农业种植大棚的系统，帮助农民实现对种植环境的监测和管理，提高种植效率和产量。蔡程程在文献"基于物联网的智慧农业技术研究"中介绍了一些基于物联网技术的智慧农业技术。他的研究重点在于分析物联网技术在农业领域的应用现状和发展趋势，为智慧农业的发展提供参考和借鉴。李想、李松在文献"基于物联网技术的农业温室智能监控系统模型研究"中介绍了一种基于物联网技术的农业温室智能监控系统模型。他们的研究重点在于设计一种可以实现对农业温室环境参数进行智能监控的系统模型，帮助农民更好地管理温室，提高作物的产量和质量。综合以上文献研究可以看出，智慧农业系统在农业生产中发挥着越来越重要的作用。这些系统主要包括农田环境监测、智能温室控制、农业生产监控等方面。通过整合各种传感器、控制器和互联网技术，这些系统可以实现对农田环境、温室内气候、作物生长等多个方面的实时监测和智能化管理，从而提高了农业生产的效率和质量。其中，智慧农业专家远程指导系统作为智慧农业系统的重要组成部分，为农民提供了专业的农业技术指导和咨询服务。这种系统利用先进的信息技术，实现了农业专家与农民之间的远程沟通和协作，帮助农民解决了生产过程中的问题，提高了农业生产的效率和产量。综合各种智慧农业系统的研究成果，可以看出，互联网技术在农业领域的应用已经取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战，如数据安全、系统稳定性等问题。未来，随着互联网技术的不断发展和完善，智慧农业系统将会在农业生产中发挥越来越重要的作用，为农业现代化进程提供强有力的支持。主要研究内容本研究主要致力于智慧农业专家远程指导系统的软件开发，目的是实现农业生产管理的智能化和提升整体农业效益。研究的主要内容包括：1.系统需求分析：在软件开发初期，对农业生产管理的实际需求进行全面分析。通过与农业专家和农民的沟通，明确系统所需实现的功能，这包括需求梳理、专家建议收集、用户反馈整合等环节。2.领域模型设计：构建一个符合农业领域需求的对象模型，明确系统的数据结构和流转逻辑。以农业生产的多样性为基础，确保系统能够灵活、高效地管理和处理不同类型的数据实体，如作物生长记录、土壤质量参数、气象条件等。3.系统架构设计：设计一套清晰的系统架构，确立模块间的功能和交互方式。使用分层的设计理念，清晰划分数据访问层、业务逻辑层、表现层等，以提高系统可维护性和扩展性。4.业务逻辑实现与持久层集成：开发系统的业务逻辑，并与数据库层集成。使用MyBatis作为数据持久化框架，实现农业数据的高效存取。结合SpringBoot进行业务逻辑的处理和数据流的控制。5.用户界面设计与开发：开发一个直观、用户友好的Web界面，利用SpringMVC来处理用户请求和响应。通过界面设计，将农业数据和专家建议以可视化的形式展现，使得农民和专家能够容易地理解和执行系统推荐的决策。6.系统测试与优化：执行系统测试，包含单元测试、集成测试、负载测试等，确保满足功能性和非功能性要求。根据测试反馈进行必要的系统调优，保障系统的可靠运行和高性能表现。拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性论证等）一、方法深入了解农业专家和农民的具体需求，运用调研和访谈技术明确系统所需实现的功能以及性能指标。在详尽的需求分析基础上，规划并设计出一套模块化且具备良好扩展性的系统架构，涵盖领域模型设计、业务逻辑处理、用户界面展示等关键模块。通过构建领域相关的对象模型，有效地组织和存储农业数据，保证系统可以适应多变的农业生产环境和管理需求。二、技术实现在系统设计的基础上，选择先进的软件开发技术。采用前后端分离的开发模式，前端技术采用Html、CSS、JavaScript、Vue，后端采用Java、SpringBoot、Mybatis，数据库选用MySQL。利用Vue的axios技术实现前后端之间的数据联通，实现一个前后端分离的响应式、高可用系统。三、可行性论证技术上，评估系统的稳定性和可维护性，确保系统能够长期运行。经济上，分析系统的成本和收益，比较系统实施与传统农业管理方式的经济效益。社会上，考虑系统对农业生产效率、环境保护等方面的社会影响。通过综合论证，为系统的实际应用提供科学的依据。研究工作安排及进度参考文献目录[1]AbhijitPathak,MohammadAmazUddin,Md.JainalAbedin,KarlAndersson,RashedMustafa,MohammadShahadatHossain.IoTbasedSmartSystemtoSupportAgriculturalParameters:ACaseStudy[J].ElsevierB.V.,2019,155.[2]ChenJinbo,CaoXiangliang,FuHan-Chi,AnthonyLam.Agriculturalproductmonitoringsystemsupportedbycloudcomputing[J].SpringerUS,2019,22(1).[3]刘正德.温室大棚精准控制及生长数据可追溯系统研发[D].内蒙古大学,2019.[4]陈玉兵.基于物联网的农田环境监测及灌溉控制系统研制[D].西安邮电大学,2019.[5]朱斌.基于物联网的智能温室系统设计与实现[D].武汉轻工大学,2019.[6]张海燕.基于物联网的智能温室控制系统设计与实现[D].河北北方学院,2019.[7]董子昭.面向智慧农业的智能视觉监控系统的设计与实现[D].燕山大学,2018.[8]陈思.基于OneNET的农业大棚物联网环境监控系统的研究与实现[D].辽宁大学,2019.[9]黎龙卓.农业种植大棚远程监控系统设计[J].山西农经,2018(11):60-61.[10]蔡程程.基于物联网的智慧农业技术研究[