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基于P2P网络的农业管理系统应用研究

时间:2019-08-13 10:07来源:未知 作者:admin 点击:
摘要:高新技术的普及推广为农业管理系统建立创造了条件,增强了现代农业对环境的适应能力。将农业生产的各个要素连接在一起,建立完整的农业管理系统具有重要的现实意义。农业生产具有地域较广和分散的特点,适合采用基于P2P技术的分布式管理体系。为了加深P
  摘要:高新技术的普及推广为农业管理系统建立创造了条件,增强了现代农业对环境的适应能力。将农业生产的各个要素连接在一起,建立完整的农业管理系统具有重要的现实意义。农业生产具有地域较广和分散的特点,适合采用基于P2P技术的分布式管理体系。为了加深P2P技术与农业的融合,基于P2P网络设计了混合式的农业管理系统,并介绍了其优缺点和适用范围。农业管理系统的组成部分包括网络管理模块、通信管理模块、缓存管理模块和下载管理模块,能够用于对农业信息和农业专家的管理,可为农业的全面信息化提供技术支撑。
 
  关键词:P2P网络;农业管理系统;混合式;对等节点;进程
 

  0引言

 
  计算机和网络技术的兴起推动社会发展进入信息时代,对社会生产和生活的各个领域造成了强烈的冲击。农业作为传统行业也受到了信息化的深刻影响,原有生产和管理模式开始发生变革。各种高新技术的普及推广为农业管理系统的建立创造了条件,增强了现代农业对新环境的适应能力[1]。农业是一个涉及多个方面的产业,以自然条件作为基础,由人为因素进行控制。在自然条件中,土壤、作物和气候因子之间相互作用,而在人为因素中,人力资源和机械又对农业生产效益起着决定性的作用。因此,将农业生产的各个要素连接在一起,建立完整的农业管理系统具有重要的现实意义。
 
  近年来,信息科学迅猛发展,各种新型技术层出不穷,为农业管理系统的建立提供了支撑。黎冬媛等针对农业信息服务在实施和应用过程中的问题,基于ORM技术建立农业信息管理系统,有效提升了农业生产和商贸交易的信息化水平[2]。丁克奎等基于“3S”技术建立了包括农情采集终端、嵌入式软件设计和精准农业服务的精准农业管理系统,可以保证农业的可持续发展[3]。梁斌等和张芳等分别基于WEB技术设计和开发了农业信息的管理系统,以满足形势变化对农业信息管理的要求。此外,还有关于ZigBee、本体知识和物联网等在农业管理系统中应用的报导,进一步丰富了农业管理系统的类型。
 
  现代农业的规模不断扩大,信息内容也日益复杂,要处理的数据量迅速增加,传统的农业管理系统已无法满足实际需求。在这种情况下,农业管理系统的结构需要进行根本性的改良,才能适应新的功能要求。传统的农业管理系统结构为集中式的网络体系,无法在任何时间地点都能接入网络并进行数据和服务的交换。与之相比,分布式的网络管理方式采用对等式的体系架构,包含的多个管理者既有各自负责的区域,相互之间又能够随时通信,这种网络管理模式具有更高的管理效率和性能,以及更强的抗攻击性和可靠性。
 
  因此,人们提出了对等网(P2P)的概念,即系统是分布式的,没有任何控制核心,其中的各个节点在功能上是等同的,没有主从之分。在P2P网络系统中,所有的工作站和终端都是对等的实体,既可以对外提供服务,又能接受其它实体的服务请求。P2P网络具有完全分散的形式架构,每个实体同时具有客户机和服务器的功能,相互之间交流互通,为整个网络提供了丰富的信息资源。这些特性赋予了P2P网络在大规模数据下良好的可扩展性和跨域协作能力,黄桂奋等对此提出了基于P2P技术的跨域协作网络管理系统,应用于新一代的教育科研主干网,取得了良好的运行效果。
 
  农业生产具有地域较广、物资和人员分散的特点,集中式的管理体系导致信息的传播速度慢,且成本较高,因此适合采用基于P2P技术的分布式管理体系。目前,基于P2P技术的管理系统在农业中主要应用于农业咨询体系和智能化的农业信息处理系统上,已经开始发挥出积极的作用。徐东升等通过对数字农业和网络应用现状的分析,提出了基于P2P技术的农业信息管理系统逻辑模型,为拓展P2P技术的应用范围奠定了基础。但是,受各种因素的影响,目前P2P技术在农业领域的普及还不够充分,还需要与农业生产的实际特点结合,加强技术功能开发,逐步覆盖农业技术在线咨询、农业远程教育及农业环境监测等方面,推动农业的全面信息化。
 
  为了加深P2P技术与农业的融合,本文设计了基于P2P网络的农业管理系统,并对管理系统的类型、特点和总体结构进行了介绍。P2P网络系统管理内容包括农业信息、农业专家和农业生产,涵盖农业生产的关键要素,以期为农业的全面信息化提供技术支撑。
 

  1网络的类型和优缺点

 
  P2P网络主要有集中目录式、纯分布式和混合式等类型,不同种类的P2P网络具有各自的优缺点。集中目录式P2P网络以Napster软件为代表,通过改变传统的客户端/服务器模式来弱化中央目录服务器的作用。P2P网络中的每个节点都是对等的,集中目录模式充分发挥了各个节点的存储能力。因此,这种模型具有较快的搜索速度和全面的搜索范围,信息更新及时,且对宽带的占用率不高;但是,受模式结构的限制,网络缺乏伸缩性和容错性中央服务器的问题会影响整个网络的正常运行。
 
  纯分布式网络以Gnutella模型为代表,这种模型赋予了网络更强的伸缩性和容错性,同时带来信息量过大的问题,加重了网络负担。另外,这种模型无法实时获得网络的拓扑结构和对等点的信息,需要逐个核对确认。混合式模型吸收了前面两者的特点,以高性能的节点作为中心节点,以此为基础存储其它子节点的信息,各种算法在中心节点之间转发,并将查询请求发送给子节点。这种模型查询信息传播所涉及的节点数较少,能为P2P网络的扩展提供支持,单个节点故障对这个网络的影响较小。混合式模型的缺点在于结构复杂,所需的设备多,实现难度较大。本文根据农业信息量大及结构复杂的特点,选择混合式的P2P网络构建农业管理系统。

【编辑:admin】
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