本发明涉及一种粮食生产中系统设计领域，涉及一种多功能秸秆收割控制的装置。
背景技术：
秸秆是粮食生产副产品，也是工农业生产的重要资源，是极为丰富并能直接利用的可再生资源。作为一种资源，作物秸秆可用作肥料、饲料、燃料及造纸、制炭、建材等的原料。
我国的秸秆开发利用主要是从以下几个方面来进行的：一是秸秆还田，包括整株还田和粉碎还田两种；二是作为饲料，包括直接家畜饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂；三是作为相关工业原料用于造纸、制炭、编织等。我国目前秸秆年产量约为8亿吨，利用率仅为30％，约3亿吨，而在这被利用的部分中，大部分未经处理，经过技术处理后利用的约为1600万吨，仅占被利用部分的2.6％。一方面，土壤有机质含量在逐年减少；另一方面，大量的农作物秸秆被弃之不用，放火焚烧，既造成浪费又污染环境。把多余的秸秆还到农田中去，是解决这个问题的有效途径。采取直接还田的方式比较简单，方便、快捷、省工，还田数量较多，因此一般采用直接还田的方式。
但是随着科技的发展，要根据农田的实际肥力来进行秸秆后期处理，以达到有效利用秸秆对农田的还肥作用，如何根据实际情况处理是摆在农业发展面前的一个重大问题。
本发明的主要目的是通过一种多功能秸秆收割信息读存装置的情况，采用智能化的方法，从而减少了对资源不断重复调度次数的操作，减少了时间，并且通过采用更智能化的方法去实现。因此，可以说通过这种实现方式是很有必要的。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种多功能秸秆收割信息读存装置设计，用于解决无法对多功能秸秆收割设计管理和控制装置的问题。
多功能秸秆收割信息读存装置包括有，数据获取装置、数据分析装置1、数据分析装置2、数据处理装置、工作进程管理、服务协调装置；其中数据获取装置包括有前置处理器和多个传感器；数据的传输方式运行方式为：在数据获取装置产生或计算完数据后，主动通过数据分析装置1和数据分析装置2将数据发送到后面的数据处理装置，数据获取装置采用主从系统架构，在数据获取装置中有两类节点，即，一个前置处理器、多个传感器构成；当数据分析装置1运行时，数据获取装置负责全局的资源分配、任务调度、状态监控和传感器读出检测：一方面，数据分析装置2接收工作进程管理提交来的任务，验证后分配任务到传感器上，同时把该任务的信息写入数据处理装置的目录中；另一方面，前置处理器需要通过数据分析装置1实时监控任务的执行情况，当出现传感器读出时进行传感器读出检测，并重启失败的传感器和工作进程管理；数据分析装置1负责监听并接受来自于前置处理器所分配的任务，并启动或停止自己所管理的工作进程管理，其中，工作进程管理负责具体任务的执行；一个完整的任务拓扑由工作进程管理来协调执行，每个工作进程管理都执行且仅执行任务拓扑中的一个子集；在每个工作进程管理内部，会有一个数据处理装置中的数据处理任务对应一个线程；工作进程管理负责具体数据的计算，每个数据处理装置会对应一个或多个工作进程管理，服务协调装置是一个针对大型分布式系统的可靠协调服务和元数据存储系统，通过配置服务协调装置构成的集群，可以使用服务协调装置系统所提供的高可靠性服务，极大地简化工作进程管理和工作进程管理之间的设计，保障系统的稳定性；服务协调装置在机器系统中具体实现了以下功能：存储传感器提交的任务拓扑信息、任务分配信息、任务的执行状态信息等，便于数据分析装置1和数据分析装置2监控任务的执行情况；存储前置处理器和传感器的数据，以还有工作进程管理、工作进程管理工作进程管理的状态和信息，便于前置处理器监控系统各节点运行状态；存储整个配置服务协调装置构成的集群的所有状态信息和配置信息，便于监控前置处理器的状态，当数据处理装置报告发生传感器读出或负载过重时，将后续数据推送到数据分析装置1和数据分析装置2；并且这种推送方式分为主动推送方式和被动推送方式；主动推送方式在于数据计算的主动性和及时性，但由于数据是主动推送到数据处理装置，要考虑到数据处理装置的负载状态、工作状态因素，让数据处理装置负载均衡；被动推送方式是只有数据处理装置显式进行数据请求，才会将数据传输到数据处理装置，其本质是让相关数据被动地传输到下游数据处理装置；数据处理装置可以根据自身的负载状态、工作状态适时地进行数据请求，但数据获取装置的数据可能未必得到及时的计算，土壤数据动态计算的实时性要求较高，数据需要得到及时处理和选择主动推送的数据传输方式，从而在一定程度上实现更好的效果。
附图说明
图1是本发明一种多功能秸秆收割信息读存装置的功能示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。
实施例一：如图1；本发明中的秸秆还田判断装置分为秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田、堆沤还田、焚烧还田、过腹还田5大类处理方式，其中粉碎翻压还田是将作物秸秆在下茬作物播种或移栽前翻入土中，秸秆覆盖还田是将作物秸秆或者残茬直接铺盖于土壤表面，堆沤还田是将作物秸秆制成堆肥、沤肥，作物秸秆发酵后施入土壤。焚烧还田是将秸秆直接焚烧，灰烬还田。过腹还田是用秸秆饲喂牛、马、猪、羊等牲畜后，以畜粪尿施入土壤。堆沤还田和过腹还田因受时间、劳力、牲畜养殖规模等条件限制，能被利用的秸秆数量有限，秸秆被白白浪费，只有依靠实际对农田的判断采用机械化技术才能实现大量秸秆就地及时直接还田，秸秆粉碎翻压还田和秸秆覆盖还田是秸秆直接还田的两种方式，将两种已经事前处理过的秸秆分类放在后置的装载车里，通过对农田的判断进行这两种对秸秆的处理是本发明着重解决的问题。因此在农田的特征数据方面，数据的产生、更新速度快，在不同时间要不同的进行切换，呈现出鲜明的流动式特征，更为重要的是，在秸秆返田作业时，通过机器对农田的特征数据价值的有效时间急剧减少，也要求越来越高的计算数据和存储交流能力；在获得的数据复杂性方面，农田各种数据类型种类繁多，数据在编码方式、存储格式、应用特征等多个方面也存在多层次、多方面的差异性，结构化数据并存，并且在数据价值方面，随着农业化土壤数据规模增大到一定程度之后，隐含于数据中的知识的价值也随之增大，并将更多地推动农业的发展和科技的进步。此外，冰沼土，灰化土，棕壤，红黄壤等土壤数据还呈现出个性化、价值稀疏、交叉复用等特征，农田数据蕴含农业信息,与此同时，这些总量极大的价值和隐藏在土壤数据中，表现出了价值密度极低、分布极其不规律、信息隐藏程度极深、发现有用价值极其困难的鲜明特征。这些特征必然为土壤数据的计算环节带来前所未有的挑战和机遇，并要求土壤数据计算系统具备高性能、实时性、分布式、易用性等特征。土壤数据价值的有效实现离不开分析、分析、实时处理，分析通过对农田数据分析方法实现对土壤成份数据的快速、高效、及时的分析与计算，得出跨农田和秸秆间的、隐含于农田和秸秆中的规律、关系和内在逻辑，帮助农户理清事件背后的原因、预测发展趋势、获取秸秆在处理中的价值，以便在更大范围内进行数据的收集，以更快的速度进行数据的传输，为土壤数据的分析、计算等环节提供时间和数据量方面的基本保障；只有在农田和秸秆内容足够丰富、数据量足够大的前提下，隐含于土壤数据中的规律、特征才能被识别出来。土壤数据的计算模式实时处理呈动态计算形态；如图1所示，首先进行批量计算农田数据，成份，肥力的存储，然后再对存储的静态数据进行集中计算，因此需要实时的土壤数据批量计算架构，本发明设计一个分布式文件系统负责静态数据的存储，并通过映射对应的方法将计算逻辑分配到各数据节点进行数据计算和价值发现；由于在农田作业中，无法确定数据的到来时刻和到来顺序，也无法将全部数据存储起来。因此，本发明根据实际情况进行流动性数据的存储，当流动的数据到来后在内存中自动进行数据的实时计算，数据在任务拓扑中被计算，并输出有价值的信息，适用于土壤数据应用场景：对于先存储后计算，实时性要求高，同时，数据的准确性、全面性更为重要的应用场景，批量计算模式更合适；但对于已经测量过成份的农田则无需先存储，可以自接进行数据计算，实时性要求很严格，但数据的精确度要求稍微宽松的应用场景，但有时候数据往往是最近一个时间窗口内的，因此数据延迟往往较短，实时性较强，但数据的精确程度往往较低，因此本发明需要有在多种应用场景下可以将两者结合起来使用，发挥实时性优势和批量计算。关于动态计算的早期研究和集中在数据库环境中开展数据计算的动态化，数据规模较小，数据对象比较单一由于新时期的动态土壤数据呈现出实时性、易失性、突发性、无序性、无限性等特征，对系统提出了很多新的更高的要求，本发明的土壤数据动态计算技术在系统可伸缩性、系统容错、状态一致性、负载均衡、数据吞吐量存在着明显进步，构建低延迟、高吞吐且持续可靠运行的土壤数据动态计算系统，本发明以土壤数据动态计算系统的设计、优化和挑战为核心，系统地分析了当前土壤数据动态计算系统的研究和发展现状，动态土壤数据所呈现出的实时性、易失性、突发性、无序性、无限性等特征。给出了理想的土壤数据动态计算系统在系统结构、数据传输、应用接日、高可用技术等方面具有的关键技术特性，并土壤数据动态计算系统在可伸缩性、系统容错、状态一致性、负载均衡、数据吞吐量等方面所而临的技术挑战。本发明工作为构建低延迟、高吞吐且持续可靠运行的土壤数据动态计算系统提供了规范，本机在农田环境中，各个传感器产生大量数据。这些数据通常包含时间、位置、环境和行为等内容，具有明显的颗粒性。由于传感器离和农田的多元化、差异化以及环境的多样化，这呈现出鲜明的异构性、多样性、非结构化、有噪声、高增长率等特征。所产生的数据量之密集、实时性之强、价值密度之低是前所未有的，需要进行实时、高效的计算。通过传感器实时感知状态，并分析和预测一定范围、一段时间内的情况，以便有效地进行调度；通过传感器和移动终端，对环境指标进行实时监控、远程查看、智能联动、远程控制，系统地解决环境问题。对计算系统的实时性、吞吐量、可靠性等方面都提出很高要求。土壤数据动态计算的3种典型应用场景的对比从数据的产生方式看，农田领域的数据和是在系统中被动产生的，互联网领域的数据和是人为主动产生的，物联网领域的数据和是由传感器等设备自动产生的；从数据的规模来看：农田领域的数据与互联网、物联网领域的数据相比较少；物联网领域的数据规模是最大的，但受制于物联网的发展阶段，当前实际拥有数据规模最大的是互联网领域；从技术成熟度来看：农田领域的动态土壤数据应用最为成熟，从早期的复杂事件处理开始就呈现了土壤数据动态计算的思想；互联网领域的发展，将土壤数据动态计算真正推向历史舞台；物联网领域的发展为土壤数据动态计算提供了重要的方法，本发明也是利用物联网的发展与土壤数据批量计算相结合，土壤数据动态计算中的数据传送和数据分析主要体现实时性；动态土壤数据是实时产生、实时计算，结果反馈和也需要保证及时性。动态土壤数据价值的有效时间和较短，大部分数据到来后自接在内存中进行计算并丢弃，只有少量数据才被长久保存到硬盘中。这就需要系统有足够的低延迟计算能力，可以快速地进行数据计算，在数据价值有效的时间内，体现数据的有用性。对于时效性特别短、潜在价值又很大的数据可以优先计算。易失性也是本发明考虑的，在土壤数据动态计算环境中，数据传送和数据分析和是到达后立即被计算并使用，只有极少数的数据才会被持久化地保存下来，大多数数据会被自接丢弃。数据的使用一次性的、易失的，即使重放，得到的数据传送和数据分析和之前的数据传送和数据分析和也是不同的。这就需要系统具有一定的容错能力，要充分地利用好仅有的一次数据计算机会，尽可能全面、准确、有效地从数据传送和数据分析中得出有价值的信息。在土壤数据动态计算环境中，数据的产生完全由数据源确定，由于不同的数据源在不同时空范围内的状态小统一且发生动态变化，导致数据传送和数据分析的速率呈现出了突发性的特征。前一时刻数据速率和后一时刻数据速率可能会有巨大的差异，这就需要系统具有很好的可伸缩性，能够动态适应不确定流入的数据传送和数据分析，具有很强的系统计算能力和土壤数据传送和数据分析量动态匹配的能力。一方面，在突发高数据传送和数据分析速的情况下，保证小丢弃数据，或者识别并选择性地丢弃部分小重要的数据；另一方面，在低数据速率的情况下，保证不会太久或过多地占用系统资源。在土壤数据动态计算环境中，各数据传送和数据分析之间、同一数据传送和数据分析内部各数据元素之间是无序的：一方面，由于各个数据源之间是相互独立的，所处的时空环境也小尽相同，因此无法保证数据传送和数据分析间的各个数据元素的相对顺序；另一方面，即使是同一个数据传送和数据分析，由于时间和环境的动态变化，也无法保证重放数据传送和数据分析和之前数据传送和数据分析中数据元素顺序的一致性。这就需要系统在数据计算过程中具有很好的数据分析和发现规律的能力，小能过多地依赖数据传送和数据分析间的内在逻辑或者数据传送和数据分析内部的内在逻辑。在土壤数据动态计算中，数据是实时产生、动态增加的，只要数据源处于活动状态，数据就会一自产生和持续加下去。可以说，潜在的数据量是无限的，无法用一个具体确定的数据实现对其进行量化。系统在数据计算过落中，无法保存全部数据：一方面，硬件中没有足够大的空间来存储这些无限增长的数据；另一方面，也没有合适软件来有效地管理这么多数据；并且，需要系统具有很好的稳定性，保证系统长期而稳定地运行。针对具有实时性、易失性、突发性、无序性、无限性等特征的动态土壤数据，理想的土壤数据动态计算系统应该表现出低延迟、高吞吐、持续稳定运行和弹性可伸缩等特性，这其中离小开系统架构、数据传输、编程接日、高可用技术等关键技术的介理规划和良好设计。数据传输是指完成有向任务到物理数据处理装置的部署之后，各个数据处理装置之间的数据传输方式。在土壤数据动态计算环境中，为了实现高吞吐和低延迟，需要更加系统地优化有向任务以及有向任务到物理数据处理装置的映射方式。每个数据处理装置会对应一个或多个工作进程管理，因此，系统中数据处理装置的数量总是小于等于工作进程管理的数量。服务协调装置是一个针对大型分布式系统的可靠协调服务和元数据存储系统，通过配置服务协调装置集群，可以使用服务协调装置系统所提供的高可靠性服务。本发明引入服务协调装置，极大地简化了数据处理装置，工作进程管理，工作进程管理之间的设计，保障了系统的稳定性。服务协调装置在本发明系统中具体实现了以下功能：存储检测器提交的任务拓扑信息、任务分配信息、任务的执行状态信息等，便于前置处理器监控任务的执行情况；存储检测器工作进程管理、工作进程管理工作进程管理的状态和信息，便于前置处理器监控系统各节点运行状态；存储整个集群的所有状态信息和配置信息，便于前置处理器监控服务协调装置集群的状态，在出现主服务协调装置节点挂掉后可以重新选取一个节点作为主服务协调装置节点。
本发明的有益效果是：通过这种本发明的主要目的是，农业信息提炼在更高的层面、更广的视角、更大的范围帮助农户提高洞察力、提升竞争力，将为农业创造价值，并且通过采用更智能化的方法去实现。