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基于Android的可定制作物育种数据采集

系统设计与实现

作物育种研究是一项烦琐的工作，涉及育种目标的确定、试验设计、数据采

集、室内考种、试验结果整理与分析等多个环节。数据采集是育种研究的关键环

节，但是数据采集方式一直采用纸质记录，之后在室内再进行数据电子化，需要

耗费大量的时间和精力。基于此，相关科研院所积极探索并研发了多种农业信息

数据采集系统，谭会君等以嵌入式技术为核心，设计了一个农田信息采集系统，

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用于农田气象、土壤和作物信息的采集分析；张士敏对物联网在水稻区域试验

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信息采集中的应用进行了研究；吴沧海等设计开发了基于Android智能手机的

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油菜病害识别系统。目前，关于气象、环境、作物信息和病虫害等方面的信息采

集研究较多，而关于育种信息采集的研究相对较少。目前育种信息采集，一是

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通过无人机低空遥感获取，其次是采用移动采集设备。关于手持移动采集设

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备国内外都有一些研究，国外有Phenobook、Fieldbook等，国内有农博士

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育种采集软件以及臧贺藏等、赵巧丽等研发的云端模式下作物表型性状

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数据采集系统。目前，国内现有采集系统均需在网络支持下接收云端的试验任务

才可以使用。对于一些小型试验或者设计简单的试验，基于云端模式的采集系统

使用成本较高。由于试验过程中数据采集环节任务繁重、时限短，通常会邀请一

些临时工作人员帮忙采集，这涉及操作系统的学习问题，如果系统过于复杂，反

而不便于推广应用。基于此，将数据采集系统与云端剥离，构建了基于Android

的可定制作物育种数据采集单机版系统，使数据采集系统轻简化，功能更专一，

应用更方便。

1基于Android的可定制作物育种数据采集系统架构

设计

1.1Android简介

Android平台是针对移动设备的操作系统，包括应用程序层、应用程序框架

层、系统运行库和Linux核心层4层。Linux核心层为上层提供摄像头驱动、

WIFI驱动和内存管理等服务。在Linux核心层上增加虚拟机，并在虚拟机上搭

建应用程序框架。Android平台系统库包括SQLite、界面管理、媒体库和Webkit

等程序库，可被Android的各个组件使用；通过应用程序框架向用户提供服务。

1.2作物育种数据采集系统的架构

作物育种数据采集系统以单机版形式开发，其开发架构包括基础层、业务逻

辑层和移动端界面UI，其架构设计结构见图1。

图1作物育种数据采集系统架构

Fig.1Architecturestructureofcropbreedingdataacquisitionsystem

基础层包括SQLite数据库、媒体库等程序库，支持数据存储、音频、图像

等功能的实现；业务逻辑层是系统架构中的核心部分，在基础层和移动端界面UI

中承担数据交换的作用，提供与系统业务需求实现相关的逻辑处理；移动端界面

UI提供接受用户操作的人机交互界面。

APP适用于不同作物对象，不同作物数据采集过程的差异主要在于性状指

标的差异。系统开发时将不同作物的性状指标作为属性数据保存在系统数据库中，

具体性状指标内容参考农艺性状调查标准。数