基于Android智能手机的新型农民教育软件的设计与实现

基于Android智能手机的新型农民教育软件的设计与实现
作者：郭小粉，李磊，李敏
来源：《湖北农业科学》 2015年第7期
郭小粉，李磊，李敏
（河南农业职业学院电子信息工程系，郑州４５１４５０）
摘要：针对目前河南省新型职业农民教育中存在着一些局限性，如培训时间短、形式单一，缺乏方便实用的教育平台等，设计了一种新型的职业农民微型培训平台，探讨了平台使用的关
键技术，并对主要功能模块进行了描述。

平台具有界面友好、时效性强、多平台通用等特点，
学习资源有文字、音频、图片、视频等多种媒体形式，受众易于接受，且平台数据库可以和农
业专家系统数据库相连，学习资源丰富。

关键词：新型职业农民教育；微平台；Ａｎｄｒｏｉｄ；数据库
中图分类号：ＴＰ３１９；ＴＰ３９３．０９
文献标识码：A
文章编号：0439－８114（２０15）07－1734-05
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.07.052
近年来，随着新农村建设进程的不断加快，农村劳动力整体素质不高，缺乏相应专业技术
人才的问题日益突出。

河南省现有的新型职业农民教育主要是通过阳光工程等进行的，２０１２～２０１４年第一期河南省阳光工程部分学员的问卷调查结果显示，其中９８％的学员对
“阳光工程”培训过程表示满意，但是对后期辅导的满意度只有６６％。

原因在于现有新型职
业农民教育的后续辅导、跟踪体系还不太完善，缺乏相应的支撑平台，现有农业专家系统的时
效性和易用性有所欠缺，一定程度上影响了培育工程的后续教育效果。

加快新型农民的教育程度，一方面要提高职业农民对教育培训的了解程度，加大多方支持
力度；另一方面也要创新培育手段，充分利用现代化、信息化手段加大软硬件方面的建设，为
新型职业农民提供在线教育培训、移动互联网服务、在线信息技术咨询等更加方便、易用、人
性化的服务。

由此可见，基于４Ｇ移动通信技术和Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机的新型职业农民微
型培训平台将会是现有新型职业农民培育体系的有益补充。

１新型职业农民微型培训平台的开发环境搭建及运用技术
１．１平台的开发环境搭建
新型职业农民教育工程微平台使用Ｅｃｌｉｐｓｅ＋ＡＤＴ插件、ＡｎｄｒｏｉｄＳＤＫ工具包、ＭｙEｃｌｉｐｓｅ、ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ、Ｔｏｍｃａｔ服务器等开发工具。

１．１．１Ｅｃｌｉｐｓｅ＋ＡＤＴ插件、ＡｎｄｒｏｉｄＳＤＫ工具包在计算机系统上安装Ｇｏｏｇｌｅ公司为Ａｎｄｒｏｉｄ应用程序开发提供的免费跨平台的集成开发环境，
下载相关的开发工具。

安装流程分为下载、配置ＪＤＫ；下载、配置Ｅｃｌｉｐｓｅ；安装Ａ
ＤＴ扩展包；下载、设置ＡｎｄｒｏｉｄＳＤＫ等步骤，按步骤安装完成即可。

１．１．２ＭｙＥｃｌｉｐｓｅＭｙＥｃｌｉｐｓｅ是一款非常优秀的用于开发Ｊａｖａ、ＪａｖａＥＥ及移动应用的集成开发环境，ＭｙＥｃｌｉｐｓｅ对各种开源产品的支持十分广泛［１］。

ＭｙＥｃｌｉｐｓｅ目前支持ＪａｖａＳｅｒｖｌｅｔ、ＡＪＡＸ、ＪＳＰ、ＪＳＦ、Ｓｔｒｕｔｓ、Ｓｐｒｉｎｇ、Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ、ＥＪＢ３、ＪＤＢＣ数据库链
接工具等多项功能。

ＭｙＥｃｌｉｐｓｅ是几乎囊括了目前所有主流开源产品的专属Ｅｃｌｉ
ｐｓｅ开发工具。

１．１．３ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库平台数据库使用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬ
Ｓｅｒｖｅｒ２００５开发，ＳＱＬ数据库是一个全面的数据库平台，使用非常广泛。

数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了安全可靠的存储功能，可以构建和管理用于业务的高性
能数据应用程序。

所使用的ＳＱＬ语言是一种高级的非过程化编程语言，语句可以嵌套，允许
使用结构化查询语言作为数据输入与管理的接口，具有极大的灵活性和强大的功能，大大提高
了数据库的使用效率和安全性。

１．１．４ＴｏｍｃａｔＴｏｍｃａｔ服务器是一种开放源代码的Ｗｅｂ应用服务器，它和ＩＩＳ等Ｗｅｂ服务器一样，可以处理ＨＴＭＬ网页，回应页面的访问请求，是开发和调
试ＪＳＰ程序的首选工具。

它还有另外一个功能，作为Ｓｅｒｖｌｅｔ和ＪＳＰ容器，支持邮
件服务、负载平衡等开发应用系统，具有占用系统资源空间下扩展性好等优点。

１．２平台的运用技术
１．２．１Ａｎｄｒｏｉｄ系统开发技术Ａｎｄｒｏｉｄ是一种由Ｇｏｏｇｌｅ开发
的基于Ｌｉｎｕｘ的自由及开放源代码的操作系统［２］，主要用于智能手机等移动设备。

各
种应用软件可使用Ｊａｖａ编写自行开发，不存在任何阻碍移动产业创新的专有权壁垒，系统
开发费用低、难度小，具有较好的跨平台特性和扩展性。

目前Ａｎｄｒｏｉｄ系统从智能手机
逐渐扩展到平板电脑及其他领域，如平板电脑、电视、数码相机、游戏机等。

Ａｎｄｒｏｉｄ的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。

主要分为四个层，从
高层到低层依次是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Ｌｉｎｕｘ内核层［３］。

１．２．２Ｓｅｒｖｌｅｔ技术Ｓｅｒｖｌｅｔ是在服务器上运行的小程序，在Ｊａ
ｖａ Aｐｐｌｅｔ的环境中创造的。

Ｊａｖａａｐｐｌｅｔ是一种当作单独文件跟网页一起发送的小程序，它通常用于客户端运行，结果得到为用户进行运算或者根据用户互作用定位图形
等服务。

Ｊａｖａ Sｅｒｖｌｅｔ的执行速度比ＣＧＩ程序快很多，这在通信量大的服务器上可以
体现出来。

各个用户的请求被处理成很多单个程序中的一个个线程，不需要再单独创建进程，
这样服务器端处理请求的系统开销降低了很多。

２新型职业农民微型培训平台的模块与基本功能
２．１平台的主要功能模块
新型职业农民培育工程微平台的基本功能模块有农业资讯、农业天气、在线学习、交流中心、专家系统、专家在线六个子模块（图１）。

２．２平台模块的基本功能简介
２．２．１农业资讯模块
１）农业政策及重要农业新闻。

提供国家对农业的相关政策、法规以及重要的农业新闻等
内容，方便农民及时了解国家的宏观农业政策及所在地区的微观政策，给农民提供第一手的农
业资讯，便于有的放矢地开展农业生产及经营活动。

２）农资、农产品行情资讯。

提供农药、化肥、地膜等农资的市场行情、价格波动预警等
信息，易于农民灵活采购农资，降低农资产品的价格波动对农业生产的影响，从而降低生产成本，提高经济效益，增强抗风险能力。

提供农作物种植面积、区域及相关农产品行情等信息，
便于农民及时调整种养殖结构，合理优化产业资源实现农产品的多样化，在丰富老百姓菜篮子、米袋子，提供多样化食品供给的同时增加农民收入。

２．２．２农业天气模块
１）农业实时天气预报。

该子模块可通过地理位置手动设定和ＧＰＳ自动定位两种模式，
为农民提供实时天气预报服务，天气数据来源为所在地气象观测站（大多数气象站都能提供小
范围的详细天气数据）。

主要预警大风、暴雨、冰雹、干热风等短时气象灾害，便于农民及时
了解农田气候数据及天气情况，实时对农田进行管理，提高农作物的抗灾能力，增加农作物管
理的精细程度，提高单位面积产量。

２）中长期灾难天气预警。

中长期天气预警主要由国家、省级气象台提供，便于农民了解
未来的气候变化情况，主要提供洪涝、干旱、寒潮、高温、雨雪冰冻灾害等大范围气象灾害，
便于省、市（县）、乡（镇）多级联动及时启动应急预案，提前部署预防措施，把大范围农业
气象灾害对农业生产的影响降到最低，保证国家粮食安全。

２．２．３在线学习模块在线学习模块按照国家新型职业农民培育工程的教育对象分
为生产经营型、专业技能型、社会服务型三个子模块。

依托４Ｇ网络和Ａｎｄｒｏｉｄ智能手
机为农民提供文字、图片、音频、视频等多样化的多媒体学习资源。

１）生产经营型。

为生产经营型人员提供的学习资源主要分为生产技术类和管理类两大类。

生产技术类提供的学习资源主要内容有无土栽培、智能日光温室、自动化养殖、人工授精、有
机农产品生产技术等国内外先进的农产品生产技术；管理类学习资源主要针对农民专业合作社
骨干等，主要内容有现代市场营销、人力资源管理、区域经济学、有机农产品认证等。

２）专业技能型。

针对专业技能型人员提供的学习资源主要分为农畜产品加工和农畜产品
认证两大类。

农畜产品加工学习资源主要有粮食作物、蔬菜、水果、禽畜肉类产品深加工技术，烟叶烘干，禽畜屠宰等；农畜产品认证学习资源主要提供绿色食品、无公害农产品、有机食品
等相关的生产技术及认证知识。

３）社会服务型。

针对社会服务型人员，提供农机使用与维修、农作物病虫害防治、动物
防疫、农村信息员培训、农村经纪人培训等多媒体学习资源。

２．２．４交流中心模块交流中心模块主要有发帖与提问、回帖两个子模块。

发帖人
和回帖人需要用户注册，所提交的姓名、性别、年龄，所在地区、擅长领域、电话号码等信息
必须真实有效，通过管理员审核后方能进行操作。

同时该子模块还提供专家在线模块探头，链
接专家在线界面，农民在农业生产活动中遇到的一些比较棘手的问题或无人回帖等情况可以直
接向专家求助，大大提高了平台的界面友好性。

２．２．５农业专家系统模块农业专家系统子模块可以通过４Ｇ网络经由互联网链接
现有农业专家系统。

由于该平台数据库规模较小，对于系统数据库中没有相关信息记录或平台
数据库无响应等情况，可以通过与现有的农业专家系统相连的通讯链路查询专家系统的数据库。

２．２．６专家在线模块专家在线模块主要用于解决农民在生产经营中遇到的个性问题，例如突如其来的病虫灾害等［４］。

要求“１２３１６”的“三农”专家实时在线，并不
定期请知名农业专家做客为广大农民提供在线咨询服务。

平台提供文字、语言、图片、视频等
提问方式，便于咨询者快速准确地将农业生产活动中遇到的问题反映给专家，专家同样可以使
用多种回应方式将指导信息及时反馈给咨询人指导其农业生产。

３新型职业农民微型培训平台的实现
新型职业农民微型培训平台的实现包括系统界面的实现、数据库建立、数据库连接等技术。

３．１系统界面的实现
平台用户界面布局使用的是针对Ａｎｄｒｏｉｄ手机最常用的ＸＭL界面程序布局文件［５］，在具体的Ａｎｄｒｏｉｄ应用中，用户界面是由Ｖｉｅｗ和ＶｉｅｗＧｒｏｕｐ对象
构建的，Ｖｉｅｗ对象是Ａｎｄｒｏｉｄ平台用户界面体现的基本单位，它是一个数据体，其
存储了屏幕上系统图标所在区域的布局参数及内容，并负责区域内的测量、焦点转换、按键触
摸手势的处理等。

同时也承担了用户交互关键点及交互事件接受的任务，提供图标按钮、文本
输入框之类的ＵＩ对象的完整实现；ＶｉｅｗＧｒｏｕｐ是管理Ａｎｄｒｏｉｄ界面布局的重
要基础类［６］，通过布局管理器提供像流式布局、表格布局以及相对布局之类的布局架构。

结构图如图２。

在具体的界面布局中，为了简化平台设计的复杂程度，界面管理只使用一个新建目录ｌａ
ｙｏｕｔ＿ｐｏｒｔ（代表手机竖屏布局），这样系统会快速地从ｄｒａｗａｂｌｅ（图片文
件目录）中找到相应的图片。

因使用者的Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机屏幕分辨率各不相同，为了
兼顾不同分辨率的手机，ｄｒａｗａｂｌｅ目录下又分为ｄｒａｗａｂｌｅ－ｈｄｐｉ、ｄｒ
ａｗａｂｌｅ－ｍｄｐｉ、ｄｒａｗａｂｌｅ－ｌｄｐｉ三个子目录分别存放高、中、低分辨
率的图片，这样的设计既保证了系统的基本使用也兼顾了美观性，从而大大简化了平台的开发
难度，惟一的不足之处是不能实现横竖屏的切换。

具体实现时通过自定义ＸＭＬ文件来实现想要的图片，如定义新闻资讯为ｎｅｗｓ＿
１．ｘｍｌ，并将其放到ｄｒａｗａｂｌｅ目录下，依次为平台的其他模块定义ＸＭＬ文件及
所对应的图标，更改定位参数，重复上述操作进行多次布局，再进行桌面美化，分步完成系统
主界面和各个子模块分界面的制作。

系统主界面与在线学习界面的效果如图３。

３．２数据库的建立
新型职业农民微型培训平台数据库主要由用户数据库、农业资讯数据库、在线学习资源数
据库等构成。

其中专家系统子模块则通过微平台数据库与现有农业专家系统的数据库相连，在
充分利用现有资源的同时降低了平台数据库的开发难度。

３．２．１用户数据库用户数据库使用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００５建立，数据来源为新型职业农民培育工程登记的学员信息（信息可通过河南省农业厅的
相关系统获取），同时支持新用户注册功能，系统会将用户的注册信息如学员姓名、年龄、性别、所在地区、擅长领域、电话号码等上传到用户数据库中，并为用户提供相应的学员信息查
询功能。

３．２．２在线学习数据库在线学习资源数据库主要按新型职业农民培育工程的分类
方法分为生产经营型、专业技能型、社会服务型三个学习资源数据库。

生产经营型数据库按照大类分为农业和畜牧业数据库，其中农业数据库分为作物栽培、日
常管理、现代农业三个子数据库；畜牧业数据库分为日常管理和繁育技术两个子数据库。

专业
技能型数据库分为农畜产品加工和农畜产品认证两个子数据库；社会服务型数据库分为植保、
防疫、信息员、经纪人和其他五个子数据库。

数据库结构如图４。

各数据库主要提供分类的专业知识，如作物栽培与管理、动物繁育技术、农畜产品加工技术、农村经纪人培训等学习资源，类型主要有文字、图片、音频、视频等，可以为学习者提供
更加全面、直观、易于接受的多媒体资源。

为了降低数据库的构建复杂程度，视频资源采用
５～１０ｍｉｎ的微视频方式。

３．３微平台数据库的连接
平台数据库的连接主要使用Ｓｅｒｖｌｅｔ技术［７］，用于交互式地浏览和修改数据，
生成动态Ｗｅｂ内容。

使用此技术的原因主要是Ｓｅｒｖｌｅｔ可以在平台服务器上以快于公
共网关接口（ＣＧＩ）的程序执行速度调取数据，无需创建单独的进程，提高了微平台用户访
问数据库的相应速度，大大降低了服务器端处理请求的系统开销，方便相关查询数据的快速上
传和响应数据的下载，扩展了服务器的性能。

其过程为：①客户端发送请求至服务器端数据库；
②服务器端数据库将请求信息发送至Ｓｅｒｖｌｅｔ；③Ｓｅｒｖｌｅｔ根据客户端对服务器
端数据库的请求动态生成响应内容并将其传给服务器；④服务器将响应返回给客户端，同时也
扩展了微平台数据库。

３．４微平台专家系统子模块与现有农业专家系统数据库的互联
农业专家系统子模块通过安装在Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机上的终端程序启动，通过４Ｇ移
动通信网络经由互联网链接到微平台的数据库，再通过相应接口和通讯链路与农业专家系统数
据库相连。

此方法虽然比起通过手机浏览器访问专家系统的方式复杂很多，但是具有降低服务
器端系统开销、请求及访问速度快等优点［８］，其原理如图５。

４小结
新型职业农民微型培训平台，遵循易用性、时效性、高效性的原则，使用Ａｎｄｒｏｉｄ、Ｓｅｒｖｌｅｔ等技术开发，设计方便、项目开发费用低。

利用常见的Ａｎｄｒｏｉｄ智能手
机为平台终端，以飞速发展的４Ｇ移动通信网络为通信载体，为使用者提供农业资讯、农业天
气预报、在线学习与交流、专家在线问答等功能，并能通过平台数据库经由计算机网络和农业
专家系统的数据库相连接。

平台设计充分考虑了系统载体的通用性、信息传播的可行性、与现
有农业专家系统的兼容性等问题，实现了用户使用、平台开发的成本可控性，创新了教育信息
化背景下新型职业农民的培育手段，扩充了培育平台，必将成为现有新型职业农民培育体系的
有益补充。

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