（计算机应用技术专业论文）基于Web服务的农业信息集成系统的设计与开发.pdf

摘要 本文针对我国农业信息多、广、散的特点以及农业信息网络的发展现状和存在的问题，研究 并提出了使用w e b 服务技术集成农业信息。设计开发了基于w e b 服务的农业信息集成系统。在 研究过程中，提出和制定了a g i i n f o 规约，本规约规定了消息传输格式、传输协议、w e b 服务接 口等相关约定。 根据构建本系统的需要，选择了具有互操作性、基于组件多层应用的j 2 e e ，作为w e b 服务 的实现平台。研究、设计并完成了本系统的整体构架、全局w e b 服务解决方案、数据库部署等； 同时，开发实现了部分主要子系统的功能。 订购子系统是本系统的重要核心子系统，通过该子系统的w e b 服务接口，能够集成来自不同 数据源的外部订购系统，简化集成不同提供者服务的工作量和需求者订货的过程。本文对订购子 系统的设计、开发与实现进行了详细地阐述，包括子系统中的数据类、数据访问接口、服务描述 以及客户端访问等具体实现并将其中的相关应用作为w e b 服务通过a x i s ( s o a p 服务器) 进行 发布等。 基于w e b 服务的农业信息集成系统，解决了穿透防火墙传送往返于远程应用程序的消息和跨 平台集成的问题；突破了c o r b a 、d c o m 等组件对象技术的局限性，为农业信息集成系统的开 发提供了一种新的模式，使得农业信息集成问题得以更好地解决。 关键词：农业信息集成，w e b 服务，a x i s a b s t r a c t t h i st h e s i sp r e s e n t st h ep f e s e n ts i t u a t i o na n dt h ep r o b l e m st h a tl i ei nt h ed e v e l o p m e n to f a 鲥c u l t u r ei n t e m e ts y s t e m t h ea u t h o rd e s i g n e da n dd e v e l o p e da na g r i c u l t u r a li n f o r m a t i o ni n t e g r a t e d s y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c e d u r i n gt h ep r o c e s so ft h er e s e a i c h t h ea u t h o rp r o p o s e da n dd r e wu pa r e g u l a t i o n ，n a m e da 断i i l f 0 ，w h i c hr e g u l a t et h ei n f o r m a t i o nt r a n s f o r m a t 、h o s t - h o s tp r o t o c o l 、t h e i n t e r f a c eo f w e bs e r v i c e ，e t c a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to fs t r u c t u r eo ft h i ss y s t e m ，t h ea u t h o rc h o o s e sj 2 e ea st h e i m p l e m e n t a t i o np l a t f o r mo fw e bs e r v i c e ，a n dc o m p l e t e st h ee n t i r es t r u c t u r e 、t h es o l u t i o no ft h ew e b s e r v i c e 、t h ed e s i g no f t h ed a t a b a s e ，e t c p a r t so f t h ef u n c t i o n si nt h i ss y s t e mh a v eb e e na c h i e v e d t h es u b s y s t e m - - o r d e rs y s t e mi st h ec o r eo ft h ew h o l es y s t e m o t h e ro r d e rs y s t e mw h i c hu s e s d i f f e m a td a t a $ o b i m sc a nb ei n t e g r a t e db yu s i n gt h ei n t e r f a c eo ft h eo r d e rs y s t e m sw e bs e r v i c e i n t h i ss u b s y s t e m ，s e r v i c ec l a s s e sn e e d e da r ed e s i g n e di n d e t a i la n di m p l e m e n t e d ，i n c l u d i n gd a t a b a s e c l a s s e s ，d a t aa c c e s si n t e r f a c e ，s e r v i c ei m p l e m e n t a t i o n ，s e r v i c ed e s c r i p t i o n , a n du s e ra c c e s s ，e t c t h e a u t h o rs e tp a r to f t h ea p p l i c a t i o na sw e bs e r v i c ea n dd e p l o y si tt ot h es o a ps e r l ，a x i s t h es y s t e mi n t e g r a t i o nb a s e do nw e bs e r v i c eh a sm a n ya d v a n t a g e ss u c ha s m u l t i - p l a t f o r m ， m u l t i d a n g n a g e ，m u l t i - p r o t o c o la n de x t e n s i b i l i t y , a n db r e a k st h el i m i t a t i o no ft h ed i s t r i b u t e do b j e c t t e c h n o l o g yo fc o r b aa n dd c o m s ot h ep r o b l e mo fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o ni nt h ea g r i c u l t u r e i n f o r m a t i o ni n t e m e th a sb e e nr e s o l v e d ；e a c hs y s t e mc a nc o m m u n i c a t ew i t ho t h e r sc o n v e n i e n t l y t h i s k i n do fd e v e l o pp a t t e r n ，p m v i d eaw h o l en e wp a u e mi nt h ed e v e l o p m e n to fa g r i c u l t u r ei n f o r m a t i o n s y s t e r n k e y w o r d s ：a 鲥c u l t u r ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t e d ，w e bs e r v i c e s ，a x i s 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：彭冬仁传争 时间：z 卅年f 月，芸日 、j 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 时憾；a “年6r | 主f i 时间：a ，硒年6 月c 、日 牖丁纯 留 偬勘 名： 签名生签究师研导 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 随着计算机、互联网等现代技术的发展，以计算技术、通信技术和自动控制技术为特征的信 息化浪潮正席卷全球，世界进入了信息时代。2 0 0 6 - - 2 0 2 0 年国家信息化发展战略中指出：信 息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量。大力推进信息化，是覆盖我国 现代化建设全局的战略举措，是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社 会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择”j 。 我国在2 0 世纪8 0 年代引进了“农业信息化”的概念。经过多年努力，我国的农业信息化程 度有了很大提高。充分运用信息技术最新成果的农业信息化，促进了农业的持续稳定发展。但从 目前来看，农业信息化建设状况不容乐观，基础设施建设投入较少、信息资源不能共享、信息服 务滞后等诸多因素在很大程度上仍是制约我国农业信息化发展的瓶颈【2 】。 1 1 我国农业信息现状 目前，我国农业正处于信息化飞速发展时期，在产品供求关系、生产目标、增长方式等方面 都出现了显著变化，农业信息化的发展为我国农业经济增长方式根本性转变和农业可持续发展提 供了新的选择。但是信息技术在农业生产中所面临的问题也是多种多样的。 1 农业信息采集范围狭窄。实际工作中，多数地方信息资源采集的渠道主要是依靠基层的 情况汇报以及报纸、杂志、网络等传媒方式。比较匮乏的是，信息人员深入生产实践第一线开展 调查研究，进行现场观摩，掌握第一手资料，并充分利用专业理论知识在分析总结的基础上形成 自己较有独特见解的信息。 2 农业信息传输渠道不畅。目前，农业信息服务工作在一些地方虽然得到了加强，传播途 径越来越多，信息量也越来越大，但农业信息还不能及时、有效地传递到农民手中，中间始终存 在“时差”问题。 3 农业信息服务手段落后。目前，农业信息服务手段主要是通过广播、电视、报纸、农业 信息宜传资料、农村黑板报等传统媒体传递绘农民。而现实中的市场需求变化莫测，新技术、新 品种层出不穷，广大农民往往由于缺乏科学知识和及时的信息而陷入被动。 4 农业信息服务面窄。主要表现在注重生产中的技术推广服务，忽视产前，产后的配套服 务。最终导致生产的农产品销售困难，达不到通过调整结构增加农民收入的目的。 5 农业信息服务缺乏对农民的必要引导。受资源和市场的双重制约日益突出，农民收入的 增长不确定因素增多，对国内外农产品市场的变化更加敏感，市场信息就显得尤为重要，而农业 信息化服务目前在这方面显得苍白无力，后劲不足，很不到位。 目前的农业信息网站是能够提供农业技术信息及供求信息的平台，普遍功能有查找农业网 站、查找农业要闻、寻求农业技术、寻求农业产品、发布供求信息、查找供求信息、寻求专家建 议、查看专家建议等。可供商品供应商及需求者登录系统发布供求信息。网站一般会配备有专门 的管理员进行添加相关的技术信息、农业新闻政策等，这些技术信息及新闻政策主要靠管理员通 过电视报纸或者搜索网络得到，然后将其添加到网站的数据库，进行发布。 综观整体农业网站的特点有：一是包容的信息量较大，一般能满足行业或部门的应急需求： 中国农业大学硕_ - l z q ：位论文 第一章绪论 二是针对性较强，网站所设置的栏目都是针对各层面用户的心理和需求的；三是建制比较全面， 从政府管理到市场营销，具有宏观的引导作用和微观的效益理念：四是风格传统朴实，比较注重 友情链接；五是部分网站能够把握商机，如开发并推销农用软件、进行信息有偿使用和产品交易 等。但是在农业信息网站的建设方面，相对于其它行业，也是落后和薄弱的，存在的问题不容 忽视。 1 网站总体规模较小。国内农业信息网站尽管覆盖了农业的各个方面，但大多集中在北京、 广卅i 等少数城市，各站点页面及权威性远低于其它行业的著名网站。作为一个农业大国，在每时 每刻都有无数信息进入i n t e m e t 中的今天，农业网站的建设无论数量还是规模显然跟不上时代的 步伐。 2 信息内容重复、单调，缺乏多样性。除少数几个国家级农业网站外，其它多数地方性网 站内容质量不高，且栏目设置重复、单调，为领导服务的信息较多，指导农业生产、便于农民使 用的信息偏少。 3 信息更新慢，时效性差。现有的农业信息网站，搭载过时的信息较多。由于人力和财力 所限，维护网站更新信息时空变得很窄，第一手信息和第一时刻的信息缺乏；还有发布信息的深 度也明显不足，因此，点击率和利用率不可能高。最新的信息是用户上网的第一追求，农业网站 在功能扩充上很难满足农业工作者的这一要求。 4 建设者与使用者之间存在脱节。农业网站真正的使用者，除政府、企业、科技人员外， 更主要的对象应该是广大农民。然而从网上获取信息的农民很少。一是因为网上信息实用性差， 激发不了农民兴趣；二是农民投入有限，买不起终端，即便有了通讯设施，但远程教育及有关推 广服务不到位，也难以实现网上邀游。 5 缺乏专业的信息搜索引擎技术以实现信息导航。这些技术包括信息自动分类和识别技术、 远程采集和发布技术、多媒体制作与传递技术、虚拟网技术、分布式网络数据库技术、机器辅助 翻译技术和电子商务技术等。由于这些技术很少在农业网站建设过程中加以应用，信息导航能力 较差。 上述突出问题的出现，究其原因，首先主要是国内农业网站建设起步较晚，缺乏宏观规划和 合理布局；形式追求上存在盲目性，重上轻下；国家投入资金有限，引进的技术和人才跟不上发 展形势，尤其是先进技术更新缺乏力度；其次是各自为阵，分散经营，小打小闹，形成不了农业 网站品牌效应和协同模式，最后是研究农业信息网站市场规律很不到位，难以从理论高度来指导 和规范农业网站建设”j 。 1 2 国外农业信息现状 世界农业信息技术的发展经历了如下三个阶段：第一阶段是2 0 世纪5 0 - 6 0 年代的科学计算， 第二阶段是7 0 _ 8 0 年代的数据处理和知识处理，第三阶段是9 0 年代以来新的发展时期。进入2 0 世纪9 0 年代，美国、日本、西欧等发达国家的信息产业增长率超过过去1 5 ，是这些国家同期 g d p 增长速度的3 到5 倍。虽然农业就业人口很低，但农产品并不匮乏，工业品也不匮乏；相反， 由于信息产业的发展，促进了各类生物技术的发展及应用，从而使得农业生产率得到很大的提高， 农产品、工业产品要比以往的农业社会、工业社会时期更加丰富。 2 中国农业大学硕士学位论文 第一牵绪论 自7 0 年代初开始，美国建立了农业技术信息数据库，后来快速出现b i s i s ( 生物科学情报社) 、 c a b ( 英联邦农业局) 、a g r i c o l a ( 美国国家农业数据库) 和a g r i s ( f a o 农业情报体系) 等 数据库，这些数据库通过英国的d l a l o g 、s d c ( 科学资料中心) 欧洲的e s a 向世界农业提供 服务，j i 泛应用于作物生长管理自动化、病虫害诊断、病虫害预测预报和农业技术资源保护等。 美国农业就业人口已由5 0 以上减少到3 ，而从事信息技术的劳动力到2 0 世纪8 0 年代初就 己超过6 0 。 日本依靠计算机为主的信息处理技术和通讯技术，增加农村地区的活力，发展农业、农村的 信息化。日本计算机已广泛应用于耕作、作物育种、农作物与森林保护、蚕业与昆虫利用、农业 气象、农业经营、农产品加工等方面。2 0 世纪9 0 年代初建立了农业技术信息服务全国联机网络， 即电信电话公司的实时管理系统( d r e s s ) ，其大型电子计算机可收集、处理、储存和传递来自 全国各地的农业技术信息。每个县都设有d r e s s 分中心，可迅速得到有关信息，并随时交换信 息。近两年开发的农业技术情报网络系统，借助公众电话阿、专用通讯网、无线寻呼网，把大容 量处理计算机和大型数据库系统、i n t e m e t 网络系统、气象情报系统、温室无人管理系统、高效 农业生产管理系统、个人计算机用户等联结起来。政府公务员( 从官方长官到普通职员) 、研究 和推广公务员( 从高级研究员到一般技术员) 、农协和农户，可随时查询、利用入网的各种数据 ( 农业技术、文献摘要、市场信息、痛虫害情况与预报、天气状况与预报，世界或本国或县甚至 町村地图、电子报刊、音像节目、公用应用软件等等，几乎无所不包) ，上至农林水产省，下至 市町村的农业技术人员普遍配备计算机。国家农业技术人员在工作场所一般人手一台计算机。计 算机在农业上扮演科学计算、数据处理、自动控制、模拟模型等许多方面的角色。 德国的农业技术信息服务主要通过三种类型的计算机网络来实施。一是各州农业局开发和运 营的电子数据管理系统( e d v ) ，用户只要将计算机或电视机通过电话线与e d v 系统联机，并交 纳一定的费用，就可随时获得作物生长情况、病虫害防治技术以及农业生产资料市场信息等。二 是邮电局开发远营的电视文本显示服务系统( b t x ) ，用户只须购买b t x 主机和键盘，将其与电 视、电话连接，即可通过邮局通讯网络，获得农业技术信息服务。三是德国农林生物研究中心开 发建设的植保数据库系统( p h w o m e d ) ，以德国计算中心的大型计算机为宿主机，凡与宿主机 联网的计算机用户，可联机检索有关农业技术信息9 j 。 相对于欧美其它发达国家而言，法国的社会信息化起步较晚，这种状况一直延续至1 9 9 7 年。 通过几年的努力法国的信息化建设也取得了显著的进步，社会信息化程度有了明显的提高。法 国作为欧盟中农业出口大国之一，农业在其国民经济中占有重要的地位。在法国，农业主要运用 到的信息技术如下：利用信息和通信卫星技术对灾害性天气进行预报；对病虫害灾情的预测；利 用专家系统进行自动化施肥、灌溉、洒药等田间管理；利用新技术对小区土壤环境实现精确的数 据分析，根据种植对象的具体需求及时准确地调节和改善种植环境，以获得健康优质的绿色农 产品的精细农业；在农产品生产、收获、贮藏、加工等各个环节实现的计算机全程实时监控等【6 】。 印度在2 0 世纪6 0 年代开始在农业研究中使用计算机。2 0 世纪9 0 年代啦来，印度政府决定 实施农业研究信息系统( a r i s ) 项目，以信息技术促进国家农业科研系统的发展，资金来源于国 家农业研究项目基金。建立农业研究信息系统的主要目的是：使农业管理人员和农业研究人员快 速而方便地获取信息；利用国家农业研究系统的基础设施搜集、加工、储存、检索和利用信息： 在国家农业研究系统内部全面实现信息资源共享；提高研究项目规划、执行、监督和评价的能力。 进入2 0 世纪8 0 年代，韩国加快经济全球化进程，随着农业现代化和集约化水平的提高，农 作物的单产也较大幅度的提高，一定程度上缓解了耕地锐减的负面影响。韩国在农业现代化的过 程中，把农业信息化提到议事日程上来。这一阶段农业信息化的特点是主要在基础设施建设下上 工夫，首先，加大对通讯设施的投资，1 9 8 6 年在这方面投资高达2 0 亿美元，占政府投资总额的 7 7 。其次，鼓励私人企业介入。1 9 8 9 年国家通讯部宣布了若干项通讯市场自由化措旆，尤其是 建立增值网的措施，加速通讯基础设施包括信息网络的建设，到1 9 9 4 年全国拥有电话线2 0 7 8 万 条，并且全部实现自动化。1 9 8 8 年韩国数据通讯株式会社( d a c o m ) 研制出一种尖端电讯网络， 可以提供电子邮递、资料库和增值网信息等服务，大大地改善硬件设施的环境，为农业信息化搭 好大展宏图的舞台。1 9 9 4 年韩国推出农渔业振兴计划和农业政策改革计划，加强科技，其中 包括信息技术对农业的投入。在振兴农业的过程中，农业信息技术开始发挥作用。这一阶段农业 信息化的特点是强化了政府在信息化过程的作用。韩国作为农业信息化起步较晚的发展中国家， 采取农业信息化的“追赶型”模式。“追赶型”国家有可能借助发达国家的成功经验，相对于工 业化进程来说提前进入信息化时代，并利用信息化技术反过来推动和改造传统的农业，甚至于形 成“工业化”与“信息化”相结合的新模式。这一阶段信息化的主要特点是更注重于信息技术应 用的实效。 越南的农业信息化起步较晚。在世界信息化浪潮的推动下，2 0 世纪9 0 年代末期开始建立互 联网络，2 0 0 0 年正式加入东盟电子协议。目前，越南农业和农村发展部在实现电子化管理过程， 政府吸取了许多国家的经验，计划分4 个步骤进行：第一步建立网站，为人们提供基础信息；第 二步建立并扩大有助于农业和农村发展的贸易信息系统：第三步建立用于农业和农村发展的软件 工业，尽力替代进口软件，并逐步实现出口自己的软件；第四步是为了适应技术开发的需要，加 强对农业信息技术专家的培训1 7 j 。 农业作为人类社会生存发展的支柱型产业，信息技术的介入必然成为其发展的趋势。农业信 息化的建设并非只是农业部门或者农民的工作，它还涉及了社会经济、政治、文化等各个方面， 这些因素直接或间接的影响了农业信息化的发展进程。 1 。3 问题的提出 农业信息网站建设是为了提高国家的农业信息化程度，其直接受益人是农业工作者包括农业 方面的研究人员以及中国几亿农民。传统的农业信息网站建设做法都是在正式运营之前先提出实 施计划，一旦应用被部署之后，由于环境和需求的不断改进和变化，这些相关应用不可避免地需 要被修订、更新，以符合新的应用流程。而这种变化可能每月每天甚至每时每刻都在发生，尤其 当需要为每个客户、每个合作伙伴、每位需求者都定制其首选的应用的时候，经常的系统更新是 如今应用部署面临的最大问题。 在构建系统时，程序员一般都是采用独立解决的方案来实施，也就是说，为每个不同的资源 或者外部资源编写连接代码，以使得应用得以运行。这些资源包括传统系统和数据库、w e b 应用 以及w e b 资源。除此以外。程序员还需要编写更多的代码来使得大量的用户能够访问不同的应用。 由于这些应用都是大量编程的产物，几乎很难再定制，或者说需要大量的返工才可实施。当为额 外的用户群提供访问界面时，需要集成不同的系统应用才能够为用户提供更加完整的服务，所有 4 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 的这些因素不得不在系统设计的初级阶段考虑周全。因为所有的应用都只是一次性的开发实施。 因此，跨应用集成的方式使得系统的重用变得十分困难。由于其它系统都有自己的特有架构，既 不方便集成也不能很方便的随着系统规模的扩展而实现应用规模的扩展。当系统部署完毕，其它 系统应用想要加入的时候，不仅整个应用环境将变得更加复杂，其运营时的维护和更新费用可能 呈指数倍的增加。这样的信息系统不仅无法帮助人们获取最新的信息，而且会造成人力物力资源 的浪费。 因此，信息集成存在的问题主要有：当一个系统需要另一个系统的数据时，怎样能够实时地 获取这些数据即数据的实时共享问题；当前各个系统的数据库很有可能是由各种不同的数据模 型来表示和存储的，数据的格式混乱、访问接e l 独立，如何整合现有的异构数据库；信息系统的 需求是不断变化的，怎样能够保证系统适应这些变化：信息孤岛的问题导致了信息的重复输入、 采集，影响了数据的实时性，影响了操作和决策支持影响了信息化的应用等。而且这些问题在 技术上也带来了不良的影响，主要有：数据的一致性无法保证，信息及时共享、反馈难，数据中 存在大量的垃圾信息，而且信息孤岛的存在使得沟通成为妄想【”。信息集成的主要目的就是解决 以上问题，实现数据实时和透明性访问，以适当的时机将适当的信息传递给适当的人，解决实际 工作中所碰到的问题。 随着信息产业和通信技术的发展。信息集成的呼声越来越高，解决信息集成的问题显得十分 必要。目前，已经出现了一些信息集成的技术，但总的来说，并不能完全实现数据透明性的访问、 跨平台多模式的集成，数据源也不能动态部署等。这些技术主要有o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n t g r o u p ，对象管理组织) 的c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公用对象请求 代理调度程序体系结构) ，m i c r o s o f t 的c o m d c o m ，s u n 的j a v ar m f e j b ，它们都能够有效的 解决内部系统集成的问题。但是每种组件模型的架构以及封装数据的标准都不一样，导致各个 组件模型之间相互集成变得十分困难。软件人员在i n t e m e u n t r a n e t 或是w e b 环境中使用组件模型 并且集成w e b 应用系统时，就会产生问题，但是这些b r i d g e 技术通常都实现在特定的组件上， 而且得限制用户必须使用特定的组件模型版本等，它们都属于特定厂商的专属技术，并且也不是 一个开放的标准。因此，不能解决太规模数据传输问题，访问效率也不高。 数据库网关( g a t e w a y ) ，o d b c ( o p e n d a t a b a s e c o n e c t i v i t y ，开放式数据库互联) 等技术仅 仅解决了异构的数据库互联的问题，而c o r b a ，c o m d c o m 及r m i e j b 等分布式计算技术由于 采用了专有的数据传输协议，在很大程度上受到网络环境的限制。它们大多使用的专有协议需要 通过特别的端口进行远程通信，从而在穿越防火墙的问题上，不同程度的存在着问题，因而不能 很好的支持客户端和服务器通过i n t e r a c t 进行通信，而且，它们要求客户端与系统提供的服务本 身之间必须进行紧密耦合，要求一个同类基本结构。这就使得系统十分脆弱，如果一端的执行机 制发生变化，那么另一端便会崩溃。所以，它们不能给予跨越i n t e m e t 的异构的数据信息的集成 以有力的支持。 综上所述，农业信息集成系统存在的摄主要的难点是：一是穿透防火墙传送往返于远程应用 程序的消息的问题，二是跨平台集成的问题。 1 4 研究内容 在当前的网络信息时代，信息量不仅庞大而且源自于不同的数据源，信息集成一直是研究的 热点。随着计算机技术，特别是i n t e r a c t 的不断发展，实现“信息孤岛”之间的集成与交互成为 亟待解决的问题。实现一个庞大的农业信息网络，信息的集成是急需要解决的问题，摆脱独立解 决方案的实现模式，需要舍弃复杂系统连接的实现方法。 w e b 服务正是解决这一问题的最佳手段。w e b 服务的使用将改变目前的开发模式和应用部署 的费用规模。通过将各种w e b 服务进行组合和集成以创建动态应用。w e b 服务能够统一地封装 信息、行为、数据表现以及商务流程，而无需考虑应用所在的环境是使用何种系统和设备1 。 通过使用w e b 服务，系统能够用新的方式通过抽象和混合将自身组件化。当个系统封装为 服务之后，就能够很方便地在不同的系统之间共享同时架构跨系统的应用。在这个服务中，不 需要为使用某一种应用而购买这个应用所承载的应用软件。w e b 服务是一种无需购买并部署的组 件，这种组件是被一次性部署到i n t e m e t 中，方便可用的一种新型组件，所有应用只需要能够连 接到i n t e m e t ，就可以使用和集成w e b 服务。通过采用w e b 服务，可以降低开发代价，程序员无 器与多种平台进行交互，他们只需要与一种组件进行交互，即w e b 服务。w e b 服务的核心技术 之一s o a p ( s i m p l eo b i e c a c o sp r o t o c o l ，简单对象访问协议) 解决了通过防火墙传送往返于远 程应用程序的消息的问题。w e b 服务是完全采用标准的x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可 扩展的标记语言) 及相关技术。通过采用w e b 服务，部署和集成的费用将大大降低，流程的更改 也无翳更改大量的的代码，甚至通过工具的支持，根本无需更改程序代码。 因此，本系统拟采用基于w e b 服务和j 2 e e 架构的模型及其实现机制，解决当前创建农业信 息的平台间有关数据格式和数据交换方面的诸多限制，只要供应商或者其它信息服务提供商将自 己的w e b 服务展示出来，就不必考虑这些服务提供商正在使用的后端系统类型，而是使用一种彼 此协作的机制处理所有的服务提供商系统，通过使用s o a p 等标准的w e b 服务技术，只要各个 服务提供商提供标准的s o a p 接口，就可以避免进行集成的复杂性，任何服务提供商如果想加入 本网络系统，必须把自己的系统作为w e b 服务展示，若该w e b 服务遵从本网络系统所制定的接 口，则该服务提供商系统的其它部分就能够无缝的连接到整个网络中。达到不论服务采用何种软 件、使用何种硬件都能跨越传统的界限以w e b 服务形式无缝地将它们集成的目标。 1 5 论文结构安排 本论文总共分为五个章节，具体内容安排如下： 第一章，绪论，概述了国内外的农业信息发展状况，介绍了课题的研究背景以及主要的研究 内容。 第二章，介绍了w e b 服务相关的技术，包括x m l 、s o a p 、w s d l 、u d d i 。 第三章，分析了农业信息集成系统的架构，对w e b 服务模块进行了整体的设计，介绍了系统 使用的s o a p 服务器，阐述了在j 2 e e 平台如何实现w e b 服务以及本系统的数据库支持。 第四章，详细介绍了本系统的一个重要子系统一一订购子系统的开发，从w e b 服务、a p i 、 数据库设计到e j b 的设计与实现，最终实现w e b 服务。 第五章，总结全文，并对未来的工作做了展望。 6 土詈查些盔兰罂= ：= 茎篓耋耋。，。，。，。，。，。，。呈茎量。錾呈矍尘! ! i ：堇耋 第二章w e b 服务相关技术 w e b 服务是一种新的w e b 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w e b 调用。w e b 服务可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。一日 部署以后，其它w e b 服务应用程序可以发现并调用它部署的服务。x m l 是在w e b 上传送结构化 数据的伟大方式，w e b 服务要以一种可靠的自动的方式操作数据，h t m l 不能满足要求，而x m l 可以使w e b 服务十分方便的处理数据，它的内容与表示的分离十分理想。s o a p 使用x m l 消息 调用远程方法，这样w e b 服务可以通过h t t p 协议的p o s t 和g e t 方法与远程机器交互，而且s o a p 更加健壮和灵活易用。u d d i 和w s d l 技术与x m l 和s o a p 技术紧密结合用于服务发现。 2 1w e b 服务相关技术概述 w e b 服务是一种新型w e b 应用技术，使用了网络和组件技术【l q 。它被评为是近十年里出现 的最关键的技术之一。这项技术所蕴涵的价值完全有潜力成为继因特网之后的第二个重要发明。 如今，w e b 服务得到了大量的关注。几个主要w e b 服务基础结构的提供者发布了w e b 服务 的定义，其中包括m m 、m i c r o s o f t 、s u n 等。 m m 提出的定义如下：w e b 服务是一种接口，它描述了一组操作，可以使用标准的x m l 消 息传递技术，经由网络访问这些操作。w e b 服务可完成指定的任务或任务组。w e b 服务采用标准 的、形式化的x m l 概念进行描述，称之为服务描述。服务描述提供了与该服务进行交互所必须 的相关细节，包括消息格式( 即操作的细节) 、传输协议和位置等。 接1 3 的实质是隐去了服务的实现细节，以至于它的使用可以独立于实现它的硬件或软件平 台，独立于用来编写它的编程语言。这就允许并促进了基于w e b 服务的应用成为松散耦合的、面 向构件的、跨技术的实现。w e b 服务可以单独使用，也可以与其它w e b 服务协作执行一个复杂 的任务集或商业事务”。 m i c r o s o f t 提出了两个w e b 服务的定义：一个是“w e b 服务是一个向其它应用提供数据和服 务的应用逻辑单元。应用程序通过无处不在的w e b 协议和数据格式访问w e b 服务，如h t t p 、 x m l 和s o a p ，而无须关心每个w e b 服务是如何实现的。w e b 服务把基于构件开发的长处与w e b 相结合，并且是m i c r o s o f t n e t 编程模块的基石口”。”另一个是“w e b 服务是可编程应用逻辑， 可使用标准的i n t e m e t 协议对其进行访问。w e b 服务将基于构件开发的长处与w e b 相结合。类似 于构件，w e b 服务不是通过专用的对象模型协议访问，如分布组件对象模型( d c o m ) 、远程方 法调用( r m i ) 或互联网对象请求代理间协议( i n t e r a c ti n t e r - o r bp r o t o c o l ，i i o p ) 等，而是通过 无处不在的w e b 协议和数据格式，诸如超文本传输协议( h t t p ) 和可扩展的标记语言( x m l ) 来访问的。而且，w e b 服务接口严格定义了w e b 服务可以接收和产生的消息。w e b 服务的消费 者可以位于任何平台，也可以用任何编程语言来实现，只要它们能够创建和消费w e b 服务接口所 定义的消息”。” s u n 提供的定义是：w e b 服务是软件构件，这类构件具有被发现、可组合和重组合的特性， 用于解决用户的问题或要求。j a v a 语言和x m l 是w e b 服务的最重要的技术”。 w e b 服务的核心问题是程序接口。针对w e b 服务所开展的一系列研究，目的是开发一套全新 7 中国农业大学硕士学位论文 第二章w e b 服务相关技术 的技术用来充分挖掘w e b 服务的全部潜能。供应商采取一些方法用来吸引企业和消费者的关注。 一些评论指出，正在开发过程中的未来的w e b 服务版本是以消费者为导向的。 w e b 服务是松散耦台的、可复用的软件模块。它由a f i b a 、m m 和m i c r o s o r 提出，其目的是 为在i n t e r n e t 上不同操作系统、硬件平台和编程语言间集成应用软件提供支持，方便应用的实现 和发布。现在，包括i b m ，m i c r o s o f t ，s u n ，o r a c l e 在内的各大软件厂商均对这一技术表示了浓 厚的兴趣，他们不仅参与了w e b 服务及其相关标准的制定，而且在w e b 服务的开发和相应的平 台以及工具支持方面也走在世界的前列。同时国外各大r r 企业在w e b 服务的应用领域中也不断 展开，并取得了丰硕的成果。 w e b 服务通过s o a p 来调用。s o a p 是一种轻量级的消息协议，它允许用任何语言编写的任 何类型的对象在任何平台之上相互通信。s o a p 消息采用可扩展标记语言x m l 进行编码，一般 通过h t r p 进行传输。与其它的分布式计算技术不同，w e b 服务是松散耦合的。而且能够动态地 定位其它在i n t e m e t 上提供服务的组件，并且与它们交互。w e b 服务使用诸如s o a p 消息这样的 x m l 消息，通过一种良好定义的消息交换模式来调用。通过描述调用服务所必需的数据，w e b 服务描述语言w s d l ( w e bs e r v i c e s d e s c r i p t i o n l a n g u a g e ，w e b 服务描述语言) 文档定义了消息 交换模式。 w e b 服务技术的主要目标是在各种异构的平台的基础之上构筑个通用的与平台、语言无关 的技术层，各种应用都可以靠这个技术层来实施彼此的连接和集成。为了达到这一目的，w e b 服 务完全基于x m l 等独立于平台和软件供应商的标准，是创建可互操作的分布式应用程序的新平 台。 重要的一点是w e b 服务不一定要存在于w w w 上。w e b 服务可以在网络的任何地方生存， 互联网或者内联网都可以。有些w e b 服务可以在同一操作系统进程中用简单方法调用来引用，也 可以通过运行在同一台机器上的两个紧耦合进程的内存共享来引用。事实上，w e b 服务与是否以 浏览器为中心、是否基于h t m l 的w w w 没有太大关系。 另一个重要之处是：w e b 服务的实现以及部署平台的细节与调用该服务的程序无关。w e b 服 务可通过声明a p i 和调用机制( 网络协议，数据编码方案等) 使用。这与w e b 浏览器和w e b 应 用服务器之间的关系类似；但这两个构件之间只有很少一点共同的理解。w e b 浏览器不特别关心 w e b 应用服务是否是a p a c h et o m c a t ，还是微软的i i s 或者是m mw e b s p h e r e 。其共同的理解是它 们都用h 丁r p 说话并转换为h t m l 或非常有限的一组m i m e ( m u l t i p u r p o s ei n t e m e tm a i l e x t e n t i o n s ，多用途的网络邮件扩充协议) 类型，同样，w e b 应用服务器实际上不在乎什么类型的 客户在使用它。构件之间晟低限度的共同理解使得w e b 服务可以组成一个由松散耦合部件构成的 系统。 对于业务人员来说，w e b 服务技术就是关于集成的，即集成同一机构内的应用功能，或集成 商务伙伴之间的应用。这些应用集成使得诸如接受购买订单，回答业务询问和处理发运要求等任 务，在时间和成本效益上都有所提商。重要之处是无需紧密锁定于某一特定的业务伙伴，应用集 成就能工作。如果另一个供应商有更好的价格、发货期限或质量保证，那么，公司的再订购系统 能很容易地重新定位，并选择新的供应商。这就像将w e b 浏览器指向另一个不同的w e b 站点那 样容易。随着w e b 服务和x m l 文档格式标准的广泛采用，这种动态业务伙伴集成的形式将被更 广泛地采纳。 8 中国农业大学硕士学位论文 第二章w e b 服务相关技术 当系统如此容易集成时，从机构到供应商、客户和业务伙伴的联系就扩展了。结果是节约了 成本，并实现了柔性的业务模型，更好的客户服务，更高的客户保有率等。正如同i t 是提高机 构运营效率的基础，基于w e b 服务的系统集成也将是柔性的、轻量级的系统集成的基础。 从技术观点来看，w e b 服务只是一个或多个相关操作的集合，这些操作可以经由网络访问， 并可以用w s d l 语言来描述。i t 产业试图利用w e b 服务应对提了数十年的分布式计算的基本挑 战，其核心是远程系统的定位和访问。不同的是现在i t 业正在用开放技术( x m l 和i n t e m e t 协 议) 和开放标准来解决这一问题”。 2 2w e b 服务的模式 图2 1w e b 服务模式 在典型的w e b 服务模式( 母2 1 ) 中有三种角色，并可以看到为了使w e b 服务起作用，这些 角色所执行的操作。w e b 服务模式中角色如下： 服务提供者。服务提供者是创建该w e b 服务的实体。典型情况下，服务提供者把他们机构的 某种业务功能展示成一种w e b 服务，供其它机构调用。该服务提供者需要做两件事来完成w e b 服务的功能。首先，需要用标准的格式来描述该w e b 服务，这个格式是所有使用该w e b 服务的 机构都能理解的。第二，为了能使更广泛的读者知道这项w e b 服务，w e b 服务提供者需要把他 们w e b 服务的详细资料发布到一个任何人都能使用的注册中去。 服务消费者。任何使用服务提供者建立的w e b 服务的机构都叫做服务消费者。服务消费者可 以从服务提供者所作的描述了解某项w e b 服务的功能。为了检索w e b 服务的细节，服务消费者 要在注册表查找，而服务提供者已经把他的服务描述发布到了注册表。更重要的是，服务消费者 能够从服务提供者的描述中获得一种机制。这种机制可以绑定服务提供者的w e b 服务，反过来又 调用该服务。 服务注册表。服务注册表是一个中心位置，服务提供者通常在服务注册表发布他们w e b 服务 的功能，供服务消费者查找，然后再绑定到他们的w e b 服务。 从w e b 服务模式图中，也可以看出，要使w e b 服务起作用必须有三种基本的操作，即“查 找”、“绑定”、和“发布”。建立应用程序之间的通信，不管应用程序是用什么语言写的，也不管 应用程序运行在哪种平台上等等。为了做到这点，需要有一个三种操作都遵守的标准和一个服 9 中国农业大学硕士学位论文 第二章w e b 服务相关技术 务提供者描述他们服务的标准方法，这种方法也必须是不考虑用哪种语言写成的。 描述w e b 服务的标准方法w e b 服务描述语言( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w s d l ) ， 它是用x m l 格式来描述w e b 服务的标准。基本上，某项w e b 服务的w s d l 文档都会指定w 曲 服务中使用的方法、数据的类型、使用的传输协议和w e b 服务宿主的终点u r l 。 发布和查找w e b 服务的标准协议u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e