农产品质量安全监测预警系统技术方案Word文档下载推荐.docx

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《农业部“十一五”时期全国农产品市场体系建设规划》（农市发[2006]21号）

《2006-2020年国家信息化发展战略》（中办发〔2006〕11号）

（2）设计依据文件：

《计算机软件工程规范国家标准汇编2000》（中国标准出版社编，中国标准出版社，2000）

《ISO9001软件质量管理标准》

《CMMI软件工程软件过程改进与评估》（罗运模，电子工业出版社，2004）

《计算机信息生活系统集成项目管理基础》（中国软件评测中心，电子工业出版社，2004）

《软件工程实践者的研究方法》（S.Pressman/（美）Roger，梅宏译，机械工业出版社，2004）

《计算机软件产品开发文件编制指南》（GB8567-88）

2.1.2需求分析

1.项目需求

农产品质量安全检测中心积极响应中央一号文件号召，努力加强农产品质量安全检测工作，中心坚持“科学、公正、廉洁、高效、服务”的宗旨，加大农产品质量安全监管力度，加快农产品标准化生产，加强农业投入品监管，推行农产品质量安全市场准入、例行监测和追溯制度，逐步建立和完善农产品质量安全体系，全面提升农产品质量安全水平，确保城乡居民身体健康。

在市委、市政府和市农牧局的正确领导及大力支持下，已经建立了1个市级检测中心、8个区县检测站及207个生产基地、批发市场、农贸市场、大型超市、加工企业、屠宰场和早夜市检测点，初步形成了遍布全市的三级农产品质量安全检验检测体系，对农产品质量安全实施比较全面的农产品质量安全检测，有效地促进农产品质量安全水平的提高。

但由于缺乏必要的信息技术支撑，不能形成三级检测体系的整体协作和高效联动，底层的质量检测数据无法在第一时间汇总到市级平台，同时，面对大量的检测数据缺乏必要的分析和管理，无法为区域农产品质量安全管理决策提供有力的数据支持。

（1）缺乏高效的检测数据实时传送渠道，无法及时掌握质量安全现状。

农产品质量安全检测中心在市委、市政府和市农牧局的正确领导及大力支持下，已经初步建立了由1个市级检测中心、8个区县检测站及207个检测点共同构成那个的三级农产品质量安全检验检测体系，各级检测机构每天针对地区生产基地、批发市场、农贸市场、大型超市、加工企业、屠宰场和早夜市以及不同农产品开展大量的质量抽检工作，每天都会产生大量的检测数据，目前采用的传统数据报送方式，时效性差、层层汇总不方便，市级检测中心不能在第一时间获取来自检测点的数据，无法及时对数据进行分析，更难以对质量安全的现状进行动态把握和决策指导，需要建立快捷方便的数据报送渠道，实现三级检测体系的有机联动。

（2）缺乏对检测体系资源的整体掌握，无法实现检测体系的整体协作管理。

农产品质量安全检测中心除了检测业务外，对三级检测体系的人员、仪器设备等的管理也是检测中心的重要工作任务。

随着检测体系的不断发展壮大，检测体系内的各级检测站点人员、检测设备等也迅速增加和扩充，人员流动和设备维修、淘汰问题日益突出，这就加大了检测中心的管理成本和难度。

此外，三级检测网络体系各业务部门间缺乏有效的信息传递方式，信息上传下达、公文流转、日常事务和资料交互不便，严重影响了日常办公效率，因此，极有必要利用信息化手段建立健全对检测体系的管理，实现对人员、设备以及日常办公信息交互的数字化、自动化管理。

（3）缺乏对质量检测信息的综合分析和全景展示，无法实现对质量安全管理的决策指导。

级检测中心下设8个区县检测站及207个检测点，是全市检测数据汇集的顶层，拥有大量而全面的检测数据。

然而，检测中心目前还没有充分利用现有的数据的价值，缺乏有效的信息化手段对数据进行分析和挖掘，无法通过掌握的数据资源来分析全市和各地区农产品质量安全发展趋势，缺乏对影响农产品质量安全的危害分析，不能实现对农产品质量安全问题的预警和应急处理，在一定程度上制约了地区农产品质量安全检测中心的检测管理和应急处理能力的提升。

考虑到检测中心肩负着全市农产品质量的重任，很有必要借助信息化手段加强对全市农产品质量安全的整体把握和掌控，为地区农产品质量安全整体决策和应急指挥提供及时、有效、精准的数据支持。

综上所述，为进一步提高检测中心对全市农产品质量安全检测工作的管理水平，项目坚持以科学发展观为指导，以提高农产品质量安全检测水平为目标，利用信息化手段基于GIS平台大力推进农产品质量安全检测数据分析与监测预警的建设，建立以市级检测中心为枢纽、县级检测站为桥梁、乡镇及农牧企业检测点为基础，手段先进，互联互通，反应灵敏，运行高效的农产品质量安全监测预警平台，提高对检测数据的分析预警和辅助决策能力，确保有效监控农产品质量安全，促进放心消费。

2.建设目标

基于农产品质量安全管理现状，围绕地区农产品质量安全三级检测体系内检测数据的采集汇总和分析决策以及对检测体系的整体信息化管理需求，采用现代信息技术、数据采集分析技术和地理信息技术搭建地区农产品质量安全监测预警系统，为市级检测中心、区县检测站和检测点搭建检测数据报送、汇交、分析和预警的综合信息交互平台，建立健全农产品质量安全检测体系的三级联动机制，基于GIS地图全景展示地区农产品质量安全管理及发展现状，有效支撑检测中心农产品质量安全的决策管理，全面提升地区农产品质量安全检测中心的信息一体化管理水平和决策分析能力，探索建立和完善具有地区地域特色的区域农产品质量安全检测管理模式，为提升区域农产品质量安全水平、保障市民消费安全提供有力保障。

3.建设原则

本项目坚持“以应用为导向，注重安全的同时，注重实效，阶段实施，统一标准，统一规划，信息共享”的原则，严格遵循安全性原则，紧抓标准规范，注意梳理业务流程，做好数据规划工作，设计可集成、易扩展的技术架构。

⏹统筹规划：

项目规划要统一设计、统一标准、统一规范，项目建设要统一规划、分层建设、统一部署。

⏹规范标准：

按照相关法律法规、业务规范和信息化标准规范，整合、规范企业的安全信息资源；

技术架构设计、数据库规划、系统接口、产品选型都要以标准规范先行。

⏹应用主导：

项目建设要从农产品质量安全监测预警系统建设的实际需求出发，以农产品质量安全管理业务应用为主导，力求采用先进的网络信息技术、应用平台和开发工具，使系统具有较长的生命周期，同时考虑投入和产出的关系，兼顾先进性和实用性。

⏹易操作性：

用户接口及界面设计将充分考虑人体结构特征及视觉特征进行优化设计，界面友好、美观，操作符合日常工作流程需要，易学习、易操作，系统提示和帮助信息准确、及时。

⏹可扩展性：

具有科学合理的体系结构，从根本保证系统的可扩展性。

在接口方面，提供标准规范的统一接口，充分支持新业务的开展，随时可以加入新的业务功能。

⏹可维护性：

用户通过相关文档，如需求文档、设计文档、维护手册等，能够比较方便地了解系统内部功能的实现，并且采用成熟的软件设计模式，使系统分层清晰、明了，提高了可维护性。

⏹保障安全：

网络系统和软件系统的设计都要充分考虑安全性，尽量采用安全可靠的技术，确保系统稳定运行。

⏹保护已有投资：

充分利用已有的硬件、软件和人才资源，提高项目建设的投入产出比。

4.建设内容

依托农产品质量安全检测三级体系，围绕果蔬、畜牧、水产和奶制品等农产品的生产流通过程中质量检测和监测预警的业务流程特点和信息化管理需求，紧密结合三级检测体系内各级检测结构的业务职能和功能定位，集成应用计算机网络技术、数据库技术、系统安全技术、GIS技术和数据交换等技术为手段，建设地区农产品质量安全监测预警系统，密切三级检测体系内市级检测中心、区县检测站和检测点之间的业务协作，为农产品质量安全检测三级体系提供通知通告的传达、检测数据的采集汇总和分析预警，将GIS专题图数据制作与检测数据的分析决策和安全预警有机结合，基于GIS地图全面展示地区农产品质量安全管理现状和发展趋势，实现检测体系内的资源、数据和业务的协作联动和整体管理，并完善农产品检测质量控制年审数据和报表管理机制，为检测中心的年审工作提供有力支持，全面提升检测中心的信息化管理和业务协作水平，逐步建立适合地区农产品质量安全检测管理要求的质量检测体系化管理模式。

5.用户分析

农产品质量安全监测预警系统涉及到三类用户，即市检测中心、区县检测站和监测点消费者，其主要业务功能为：

市检测中心：

定制检测数据报表，汇总区县检测站或检测点报送的数据，监督指导下级工作；

分析检测数据，推测农情现状，发布安全预警；

通过地图操作展示全市农产品质量安全的现状和发展趋势；

对农产品质量安全检测中心农产品检测质量控制年审工作相关数据采集、整理和报表制作等工作的管理。

区县检测站：

汇总检测点报送的数据，监督指导检测点工作；

通过地图操作展示区县农产品质量安全的现状和发展趋势；

对区县的农产品质量安全检测体系的基础数据进行采集和管理。

检测点：

采集蔬菜、水果、畜禽、水产和奶制品等农产品质量安全信息和质量检测信息，向区县检测站和市级检测中心报送，接受监督指导。

6.业务流程分析

根据农产品质量安全监测预警系统建设工作的要求和重点，结合农产品质量安全检测体系，针对与民生密切相关的蔬菜、水果、畜禽、水产和奶制品等农产品开展生产流通过程中质量检测和监测预警。

分布于农产品生产流通各环节上的检测点采集质量检测数据，报送到区县检测站或市级检测中心；

区县检测站管理检测体系内的检测点的基础信息，汇总质量检测数据，分析检测数据，推测农情现状，发布安全预警，并通过GIS地图展示分析预警的结果，并将分析结果报送到市级检测中心；

市级检测中心汇总区县检测站或检测点的质量检测数据，分析检测数据，推测农情现状，发布安全预警，并通过GIS地图展示分析预警的结果，管理检测体系内的检测站点的基础信息，采集和管理农产品质量安全检测中心农产品检测质量控制年审工作相关数据和报表制作，完成农产品检测质量控制年审工作。

2.1.3总体架构

1.架构选型

（1）模式选型

系统采用B/S（浏览器/服务器）模式。

在这种体系结构下，软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现，用户表现完全在Web服务器实现，客户端只需要浏览器即可进行业务处理。

B/S模式是现在应用软件的主流结构，具有免维护、易部署、操作便利等优点，已得到广泛普及。

（2）技术选型

本项目采用.NETFramework3.5框架利用MSVisualStudio2008开发。

采用这种平台开发系统有如下优点：

⏹更强的程序设计逻辑：

.NETFramework中包罗万象的各种类型功能，都可引用。

⏹更安全：

由于.NET对于程序编写与执行环境的安全下了很大的功夫，不管是执行时潜在的类型安全检查还是管理员所设置的程序代码访问安全与角色基础安全等等诸多机制，都加强了程序执行环境的安全。

⏹统一的开发与调试环境：

VisualStudio2008开发环境提供编写数据库对象的模板，同时支持部署到数据库的功能，由于VisualStudio2008自身的便利性，将可以提升开发对象的品质与性能。

⏹性能和扩充性：

通过.NET所开发出来程序集是已经编译过的程序，若是以T-SQL编写商业应用，则是以解释的方式执行。

所以较为复杂的商业应用.NET语言编写更好。

⏹多语言选择：

由于.NET将程序语言与功能分开，因此挑选语言并没有很大的意义，不管是VisualBasic、C#等语言，还是其他的语言，只要熟悉该种语法，即可开发数据库可用的对象。

综上所述，本项目选用.NET平台，采用VisualStudio2008作为开发工具。

（3）数据库选型

数据库将采用MicrosoftSQLServer2008，它提供完整的企业级技术与工具，帮助您以最低的总拥有成本获得最有价值的信息。

您可以充分享受高性能，高可用性，高安全性，使用更多的高效管理与开发工具，利用自服务的商业智能实现更为广泛深入的商业洞察。

2.设计原则

（1）扩展性

系统能满足现有应用系统的要求，具有较强的适应能力；

能方便扩展，随着应用水平的提高、规模的扩大和需求的增加，系统应能满足新增的需求，在不影响现有功能的前提下，可以方便地对系统进行扩展升级；

而系统的体系结构不需做较大的改变；

平滑升级，支持数据的导出。

（2）兼容性

采用.net技术，遵循相关标准和规范，实现与已建系统很好的兼容。

（3）可靠性

由于项目涉及基层关键数据服务，也有比较多的用户浏览，所以建设系统过程中我们考虑了在建设平台上保证系统的可靠性和安全性。

从软件技术和系统结构上能够确保系统的“通畅性”。

在系统设计中，采用适量冗余及其他保护措施，平台和应用软件具有良好的容错性、容灾性等，支持故障检测和恢复。

系统正常稳定运行，确保所处理数据的完整性。

对具有数据破坏性的操作需进一步的确认方可执行，同时提供前一步的操作恢复。

（4）可用性

系统具有一致的、友好的客户化界面，管理条理清晰，树态逻辑列示的条目一目了然，大部分操作通过向导方式完成，易于使用和推广，并具有实际可操作性，管理人员可简便地操作。

系统所提供的各项功能可实现所要求的对应业务需要。

（5）安全性

在用户管理子系统中对系统用户进行分级管理，并对操作权限进行分配，以实现各环节对应功能的使用，实现数据备份功能，保证系统的数据使用安全。

（6）可维护性

系统设计标准化、规范化，按照分层设计，软件构件化实现。

采用软件构件化的开发方式：

一是系统结构分层，业务与实现分离，逻辑与数据分离；

二是以统一的服务接口规范为核心，使用开放标准；

三是构件语意描述形式化；

四是提炼封装构件规范化。

利用系统管理模块进行数据备份、日志等管理、维护。

对系统所涉及到的各项应用及管理都做到可管理可维护。

（7）开放性

对通用的软硬件平台具备良好的兼容能力；

系统采用和厂商无关的协议规范，符合国际标准，系统既有自己的独特优势，又能与其他多家优秀的产品进行组合，共同构成一个开放的、易扩充的、稳定的、统一软件的系统。

（8）灵活性

系统能提供个性化的定向服务，系统配置灵活，软件结构模块化，任何软件模块的维护和更新都不影响其它软件模块；

动态的菜单和模板化设计方法可满足用户不断变化的需求，并且便于维护。

（9）先进性

所选择的软硬件平台和整体方案是业界的优秀产品，并符合信息技术发展的趋势；

采用当今网络开发的主流模式，反映当今先进的应用设计水平，并为今后系统的发展打下基础。

本方案采用Microsoft.NetFramework3.5，是业界最成熟、最先进的技术平台和开发平台，是信息系统发展的方向。

3.技术路线

系统采用的技术路线分为以下三个层次：

采用良好的系统构建框架及系统实现技术，同时采用良好的数据定义、传输与组成对象交互机制，这两个层次可以贴切的比喻为“楼的地基与框架”的关系，是构建性能优异、架构健壮、开放灵活应用系统的基础，第三个层次采用良好的用户浏览体验技术，给用户提供最为自然的浏览体验。

（1）系统实现技术和框架

系统的开发和运行采用B/S结构，应用服务器端程序体系为Microsoft.Net三层结构，不需要安装任何软件，即可以通过Intranet或Internet访问。

Microsoft.Net三层结构由以下三层组成：

4表示层

4业务逻辑层

4数据访问层

三层的关系见下图：

图1Microsoft.Net三层结构图

其中表示层涉及的技术有：

4ASP.Net:

Webforms组件，HTML，DHTML和脚本。

4WinformsWin32API和组件。

4Ajax和JavaScript脚本。

表示层：

主要表示WEB方式，也可以表示成WINFORM方式。

如果逻辑层相当强大和完善，无论表示层如何定义和更改，逻辑层都能完善地提供服务。

表示层内部关系如下图：

图2表示层内部关系图

业务逻辑层：

主要是针对具体的问题的操作，也可以理解成对数据层的操作，对数据业务逻辑处理，如果说数据层是积木，那逻辑层就是对这些积木的搭建。

业务逻辑层结构如下图：

图3业务逻辑层结构图

数据访问层：

主要是对原始数据（数据库或者XML文件等存放数据的形式）的操作层，而不是指原始数据，也就是说，是对数据的操作，而不是数据库，具体为业务逻辑层或表示层提供数据服务。

图4数据访问层结构图

Microsoft.NET是MicrosoftXMLWebservices平台。

XMLWebservices允许应用程序通过Internet进行通讯和共享数据，而不管所采用的是哪种操作系统、设备或编程语言。

Microsoft.NET平台提供创建XMLWebservices并将这些服务集成在一起之所需。

Microsoft.NET计算模型以不同方式影响企业、个人和开发人员。

对于个人：

这些变化将产生极其个性化的、集成的计算体验。

对于企业和开发人员，它将改变企业和开发人员生成软件和销售产品的方式，使IT成为企业成功的重要因素并引入新的业务模式。

（2）XML和WebService

系统采用基于XML和WebService的技术路线。

WebService是微软提出的基于互联网的开发模型，一经提出即收到业界的广泛推崇。

WebService是一种新的web应用程序分支，他们是自包含、自描述、模块化的应用，可以发布、定位、通过web调用。

WebService可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。

一旦部署以后，其他WebService应用程序可以发现并调用它部署的服务；

WebService是一种应用程序，它可以使用标准的互联网协议，像超文本传输协议（HTTP）和XML，将功能纲领性地体现在互联网和内部网上。

可将Web服务视作Web上的组件编程。

（3）异步刷新技术和AJAX

术语AJAX（AsynchronousJavaScriptAndXML）用来描述一组技术，它包括：

⏹使用XHTML和CSS标准化呈现；

⏹使用DOM实现动态显示和交互；

⏹使用XML和XSLT进行数据交换与处理；

⏹使用XMLHttpRequest进行异步数据读取；

⏹最后用JavaScript绑定和处理所有数据；

它使浏览器可以为用户提供更为自然的浏览体验。

在AJAX之前，Web站点强制用户进入提交/等待/重新显示范例，用户的动作总是与服务器的“思考时间”同步。

AJAX提供与服务器异步通信的能力，从而使用户从请求/响应的循环中解脱出来。

借助于AJAX，可以在用户单击按钮时，使用JavaScript和DHTML立即更新UI，并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。

当请求返回时，就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新UI，而不是刷新整个页面。

最重要的是，用户甚至不知道浏览器正在与服务器通信：

Web站点看起来是即时响应的。

4.系统结构

农产品质量安全监测预警系统依托农产品质量安全三级检测体系，基于.NET技术体系设计开发，按照“应用基础系统支撑、模型驱动”的设计思路，关键部件采用成熟产品，最大限度降低设计风险，同时保证系统的开放性和可维护性。

图5农产品质量安全监测预警系统框架图

系统支撑框架提供了整个系统设计开发的框架、统一资源管理、统一信息管理、系统维护管理等内容。

系统支撑框架为各应用业务系统的开发、运行和维护提供了稳定性、可维护性、可扩展性和安全性。

模型驱动是将系统中易变的部分进行知识化的一种方法，模型驱动的设计将使得系统拥有柔性的结构，更好地适应需求的不断变化，从而大大提高应用业务系统的生命周期。

模型驱动的设计结果就是系统的可配置能力和二次开发能力，通过系统管理可完成系统绝大部分的配置工作。

模型驱动在设计期提供系统的灵活性；

而支撑框架则在运行期间保证系统的稳定性。

安全体系位于系统的最外层，对系统提供全方位的安全保障。

良好的安全体系是系统稳定运行的基础。

5.关键技术

（1）SOA架构模式

系统的设计采用基于SOA架构，以满足随需而变的农产品质量安全检测体系的数据采集和综合管理的建设需求，最大限度的提高系统的可用性、扩展性，保护业主投资。

系统的建设基于标准规范，建立面向农业信息服务系统的农业信息数据规范，为系统的广泛应用与应用示范及集成共享建立了数据基础，采用整体设计、分步实施、重点突破、应用与开发紧密结合的建设模式。

（2）异构数据处理

集成运用了信息采集、统计分析以及多源异构数据处理技术，实现三级检测体系内的检测数据的实时采集、即时汇总和综合分析，保障了信息数据来源的可靠性与可用性。

（3）多技术辅助决策

综合利用地理信息技术，集成空间分析处理、快速的信息采集以及准确的空间定位等功能对农产品质量安全检测体系及统计数据的有效管理与综合展示，为农产品质量安全工作部署提供有力的决策依据。

2.1.4系统功能

针对农产品质量安全检测体系数据采集、安全预警和对三级检测体系的综合管理需求，基于SOA架构，设计开发地区农产品质量安全监测预警系统，实现地区质量安全检测数据的分析决策和综合管理，进一步完善农产品质量安全检测体系，提高检测中心对检测体系的信息化管理