探讨基于云计算的设施农业云系统设计

讨论了云计算以及设施农业的发展和特点,从理论上提出了建立设施农业云系统(FACS)来解决农业研究问题,并从总体架构、关键技术等方面进行了详细的论述。以农业研究协同化为例,描述了FACS在解决该类问题时的过程。     

基于3S集成平台的南海渔业信息动态采集与实时自动分析系统研发

以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)等3S技术集成平台,并结合船舶监控系统(VMS)、北斗卫星短报文信道、ARM高性能处理器、NR嵌入式操作系统等前沿技术,建立"南海渔业信息动态采集与实时自动分析系统"。该系统是一个分布式系统,包括船载捕捞信息实时采集装备、南海渔业数据集成中心、南海渔业捕捞地理信息系统及外海渔场预报系统等4个完全独立分布的子系统。本系统自主研发了具备北斗通信功能的船载捕捞实时采集装备,并创新性地利用北斗卫星短报文信道实现了海上渔船与地面数据中心的实时信息交互,此外利用VPN信道实现了数据中心与数据处理分析应用系统之间安全可靠的数据共享,从而最终建立了海上渔船与岸上数据分析系统之间的无缝连接虚拟网络。基于这一网络,海上渔船将渔业捕捞数据实时发送至南海渔业捕捞GIS系统,进行实时分析与显示海洋捕捞(分)渔区/渔船/鱼类产量的数据分析专题图;外海渔场预报系统依据多年的捕捞、渔业生物学及渔场环境数据收集与分析将南海外海鸢乌贼渔场信息发送给海上渔船,推进海上渔业捕捞的高效生产。     

非平衡有向网络上求解分布式经济分配问题的原始-对偶算法

受电力系统经济分配问题的启发,研究了分布式经济分配问题,其主要目标是在m个智能体组成的非平衡有向网络上最小化m个局部凸代价函数之和.网络中的每个智能体都仅仅知道自己私有的局部凸代价函数,并且同时受到耦合线性约束和局部不等式约束的影响.此外,特别关注每个智能体仅允许通过不平衡有向网络与其内部邻居进行交互的情况.为了分布式地解决上述问题,提出一种新的只需要智能体进行本地计算和本地通信的完全分布式原始-对偶次梯度算法.当网络拓扑是强连通的且权重矩阵是行随机时,理论分析证明本文的算法可以渐进收敛到全局优化问题的最优解.最后,给出了电力系统中分布式经济分配问题的数值仿真,验证了所提出算法的有效性和分析过程的正确性.     

基于云计算的食品有毒有害物质检验检测大数据的风险分析算法及其应用

基于云计算,结合食品安全检验检测的完备性与最小性原理,将影响食品安全的多维因素降维成平均含量(AVE)、限量标准(STA)、超限率(OUT)、超限程度(OUD)和最大值(MAX)5个因素,并建立食品有毒有害物质检验检测大数据的风险分析算法。利用云计算技术实现对地理上分布广泛、动态、复杂性高的海量数据进行存储,并运用云计算的MapReduce计算框架进行智能的并行数据处理及计算,最后得到风险分析结果。通过对在基于Web端的实验室管理系统采集的1 000 000条检验检测数据结果进行风险分析,得出食品安全指数IFS远小于1,表明消费者人群的食品安全状态良好。     

基于虚拟化技术的吉林市气象云平台设计

针对吉林市气象局业务发展中遇到的IT运维难题,结合业务发展和实际工作情况,通过与传统服务器的运维、存储和管理等方式的对比,分析虚拟化技术的各项功能和特点的优势,从而提出了吉林市气象云平台的整体设计方案,此方案显著提高了业务服务器的可用性,加强了IT运维的可管理性,增加了未来业务发展的可拓展性,极大降低了气象信息业务运行成本。     

支持分布环境的农产品协同追溯平台构建

农产品追溯系统的深入研究与应用,迫切需要提升统一追溯和协同分析能力。该研究以现有不同品类农产品的追溯系统为基础,包含数据整合、模型分析、应用提供3个层面,设计了农产品协同追溯平台框架;构建了包括企业资质、质量检测、产品追溯、消费者反馈4个因素及14个因子的企业信誉评价指标体系,建立了评价模型,可实现基于追溯数据的信誉评价;研究了多源异构数据集成技术和分层动态追溯技术。以天津市为例,以Microsoft Visual Studio 2010软件作为系统设计和开发工具,开发了放心农产品一体化追溯平台,为消费者提供追溯服务,为职能部门提供分析决策。从并发访问能力和追溯效果两方面进行分析,当并发用户数达到40时,单个事务的平均响应时间达到19 s,接近较好用户体验的临界点;与目前已有的追溯系统相比,平台具有多品类追溯、追溯信息多样性、追溯互动性强等特点。研究结果可为提高追溯信息集成度、增强追溯结果分析能力提供参考。     

分布式多源农林物联网感知数据共享平台研发

由于农业和林业传感器种类繁多、数据传输协议多样,在各个物联网数据应用系统之间形成了信息孤单现象,难以实现物联网传感器数据的交互共享。因此,该文以农林领域常见传感器数据为研究对象,针对不同类型传感器节点及采集数据差异性等特点,采用符号表示法表达传感器节点数据,设计了通用数据交互格式;针对其海量性特点,采用分布式面向服务的结构方法及成熟的开发技术,设计了分布式多源农林物联网感知数据共享平台。该平台由数据中心子系统、数据适配子系统、数据存储子系统、数据发布子系统及数据传输总线5部分组成,分别实现了传感器节点注册、多源差异数据的接入适配、数据的分布式存储、数据标准化发布及数据传输等功能,为农林领域不同物联网设备与数据应用系统之间架起了数据桥梁,实现了农业和林业物联网感知数据的统一管理。目前,平台分别接入了顺义、新疆、杨凌、通州等17个合作单位的550个传感器节点数据,接入数据量每天超过10 000条,运行状态良好。     

基于无线和短信环境安全型猪舍监控技术研究

通过无线和短信结合,实现了对环境安全型猪舍的监控。系统由无线智能传感器、无线或短信通信终端、监控中心和执行节点四部分组成,采用集散控制方法。监控中心是整个系统的核心,对数据进行集中管理、分析和处理,其他部分负责数据采集、传输和执行。     

基于分布式数据入侵检测模型研究

在数据挖掘技术应用于入侵检测的研究中,分布式环境下的全局频繁项目集的更新算法尚不多见。为改善入侵数据增加后,更新算法的效率问题,提出一种基于分布式入侵检测的关联规则快速更新算法TDUA(Trivial Distributed Update of Association rules)。算法引入强频繁项目集概念,有效地修剪候选项目集数目,采用共享模式的体系结构,具有通信代价较小,挖掘效率较高的特点。并从理论与实验两个方面验证了算法适应在高速大流量的分布式网络环境下快速准确地建立入侵检测模型。     

云中漫步：图书馆云计算应用

云计算是一种新兴的共享基础架构方法。它以超大规模的分布式环境提供数据存储和网络服务。云计算在图书馆中的运用主要表现在资源建设与服务建设方面：在数据存储、数据管理、云计算提高硬软件共享、云计算提高数据库资源共享能力、统一的数字资源及＂一站式＂入口、全方位的用户交互服务、复杂网络应用的扩展服务等方面具有重要作用。对云计算技术在图书馆应用中的问题及发展趋势进行了思考。