本計畫擬開發一個管理平台供管理者及用戶(農民)共同使用，因此 完整的架構包括一個供農民使用的介面(以下稱為前臺)和一個供系統 管理員查詢及管理的介面(以下稱為後臺)。整個系統架構功能包含以下 規劃：
1. 供農民監看耕地環境及作物生長狀況。(前臺)
2. 供農民遙控灌溉、排水、照明等設備之功能。(前臺)
3. 作為未來平台管理人員管理會員(農民)相關事宜之介面。(後臺) 4. 未來相關單位分析農業供水、生長、產量等數據之供應來源。(後臺)
因計畫擬分年完成，本年度為前導計畫，耕地僅有實驗田，故目前 完成前臺監看耕地環境及作物生長狀況功能之開發，其餘部分將於後續 計畫進行。本年度系統建置功能主要為環境監控、作物生長紀錄、用水 分析、耕地地理資訊儲存、用戶耕地管理等。因應用戶及管理者需求提 供展示、查詢、管理之視覺化管理功能，同時為便於後續推廣使用，已 同時開發視窗版及手機版等兩種介面，其中手機版採用響應式(RWD:
Responsive Web Design)網頁技術進行開發，網頁亦提供給「桃園市水情 資訊網」介接。建置軟體時也符合水利署「水資源物聯網安全要求建議 書」等規定辦理。
本年度計畫之平台主要功能有四項：
一、擔任背景服務伺服器：接收佈設於田間之感測器所傳遞來之監測值，
包括：
(一).環境監測，如溫度、濕度、大氣壓力、雨量計、日照計(日輻射計)、土 壤水分張力計、流量計等。
(二).控制器狀態監測，如電池電壓、太陽能板電壓、電量計算等。
二、擔任資料庫功能：除接收感測器所傳遞來之監測值，同時也提供管理 員跟使用者登打及查詢耕地相關資訊，例如：
(一).耕地資訊，如種植面積、產量、產值、土壤、地形等。
(二).用水方式，如灌溉方式(漫灌、溝灌、噴灌或滴灌)、地面水(水庫、農 塘)、回收水(或再生水)、地下水、分布位置、潛在可用水量、水源、
給水量、給水頻率等。
(三).作物資訊，如作物種類、水分生理特性、需水期程等。
三、分析灌區內各項資訊：依據接收及登打之資料，分析灌區內農作物特 性，如栽種期、農地收益、區域分布、灌溉管理方式彙整、耕作方式 統計、人力勞動時數、空間、時間與生長過程等。
四、資料查詢及作物環境監控：建置作業網頁，供管理員及使用者登打、
彙整及分析所有資料；另外建置一個作物環境監控 RWD 網頁，供使用 者查詢及管理該用戶所擁有之耕地及作物資訊。
以下則分項就系統架構分析、系統資料庫規劃、雛型展示介面說 明等進行說明。
一、系統架構分析
本系統主要使用對象為農民以及系統管理員，因計畫擬分年完成，本 年度為前導計畫，故目前完成前臺開發，農民可監看其管理耕地之環境變 化、作物生長情形，依農民實際作業情形，共有以下特點：
1. 一位農民(或其親屬及合夥人)可能同時管理數個農地，此處農地包含：
耕地(如水稻田)、溫室、果園等。
農民 耕地
1 對多
2. 一塊耕地可能因同時種植不同作物而分為不同分區，因此一塊耕地可分 為數個分區，而一個分區只能種植一種作物。
3. 一塊分區可能視需要裝設數個監測站，監測站包括如氣象站、灌溉系統、
施肥系統等。每一個監測站可能同時具備數個感測器，例如一個氣象站 可由溫度計、濕度計、風力計、風向計所構成。每一個感測器量測一個 或數個物理量，例如溫度計量測溫度，溼度計量測濕度，但某些感測器 可以同時量測數個物理量，例如 DHT22 感測器可同時量測溫、濕度。因 此一個感測器可能同時量測數個物理量。
4. 耕地分區是因應一塊耕地可能同時種植不同作物，例如於本年度試驗田 區分二期種植小白菜和萵苣而區分。所以分區的生命週期與種植作物相 同。同一耕地的分區可能每年不同。
綜合以上，整個系統的架構樹狀圖如圖4-6 所示。
農民 耕地
1 對多
分區 作物
1 對多 1 對 1
1 對多
分區 監測站
1 對多 1 對多
感測器 物理量
1 對 1
分區 作物
1 對 1
作物生長紀錄
圖4-6 作物栽培智慧管理平台系統架構圖
圖4-7 前臺系統架構圖
二、系統資料庫規劃
本年度資料庫軟體採用MySQL，後續計畫將視需求逐步擴充。依照前 節系統架構分析，資料庫分成以下幾個類別：
1. 人員資料：此類別記錄農民在平台註冊的資料，屬性包括：姓名、手機 號碼、帳號、登入密碼、所擁有的農地(以農地編碼顯示)。農地紀錄記載 在農地資料。人員資料依個資規定，可申請刪除，未來將於後臺中建置 去識別化功能。各屬性特性如下：
(1).姓名：不可修改(編輯)。
(2).手機號碼：可修改(編輯)。
(3).帳號：不可修改(編輯)。
(4).登入密碼：可修改(編輯)。
(5).農地編碼：可新增、刪除。
2. 農地資料：此類別記錄農民所擁有農地的資料，屬性包括：農地編碼、
地號或名稱、農地面積、位置(緯度)、位置(經度)、農地分區、分區耕種 面積(ha)、所在行政區、農業設施、主要水源名稱、主要水源代碼、灌溉 方式、備註。主要水源名稱和代碼記載在代碼資料，各屬性特性如下：
(1).農地編碼：每一塊農地有一個獨有辨識碼，由系統產生，登記功能將於 後續計畫建置在後臺。不可修改。
(2).地號或名稱：農地的地號或名稱。可修改。
(3).農地面積(ha)：可修改。
(4).位置(緯度)：可修改。
(5).位置(經度)：可修改。
(6).農地分區：依種植作物種類分區。以年份加上編碼顯示，如 201901、
201902。
(7).分區耕種面積(ha)：可修改。
(8).所在行政區：不可修改。
(9).農業設施：目前只有兩個選項，溫室與非溫室(如耕地、果園)。
(10).主要水源名稱：從代碼資料庫取得水源種類名稱。目前分為水庫、河 川、區排、埤塘、地下水、再生水、其它等7 種。
(11).主要水源代碼：從代碼資料庫取得水源種類代碼，與主要水源名稱相對 應。
(12).灌溉方式：目前包含兩個選項：慣行農法與滴灌。
(13).備註：可修改。
3. 監測站資料：此類別記錄農地上所設置監測站的資料，屬性包括：農地 編碼、監測站編碼、感測器編碼、物理量次項名稱、物理量次項代碼、
轉換公式、轉換值名稱、轉換值單位、監測站名稱、監測站性質、設備 廠商、廠商聯絡電話、安裝日期和保固日期。物理量次項名稱和物理量 次項代碼記載在代碼資料，各屬性特性如下：
(1).農地編碼：對應到農地資料表。不可修改。
(2).監測站編碼：每一個監測站有一個獨有辨識碼，由系統產生，登記功能 將於後續計畫建置在後臺。不可修改。
(3).感測器編碼：每一個監測站可以同時擁有數個感測器，每一個感測器有 一個獨有辨識碼，由系統產生，登記功能將於後續計畫建置在後臺。不 可修改。
(4).物理量次項名稱：從代碼資料庫取得物理量次項名稱。物理量為感測器 所讀取的目標，例如溫度、濕度、流量等。
(5).物理量次項代碼：從代碼資料庫取得物理量次項代碼，與物理量次項名 稱相對應。
(6).轉換公式：當目標物理量是由量測物理量轉換而來時，則轉換公式寫於 此欄位。例如水位由感測器的電壓值轉換而來。登記功能將於後續計畫 建置在後臺。可修改。
(7).轉換值名稱：經轉換公式計算後產生的物理量。可修改。
(8).轉換值單位：經轉換公式計算後產生的物理量單位。可修改。
(9).監測站名稱：監測站的名稱。登記功能將於後續計畫建置在後臺，可修 改。
(10).監測站性質：監測站的性質，例如氣象站、水位站、雨量站等。登記 功能將於後續計畫建置在後臺，可修改。
(11).設備廠商：建置監測站的廠商名稱。登記功能將於後續計畫建置在後臺，
可修改。
(12).廠商聯絡電話：建置監測站的廠商聯絡電話，可修改。
(13).安裝日期：監測站的安裝日期。登記功能將於後續計畫建置在後臺，
不可修改。
(14).保固日期：監測站的保固到期日。登記功能將於後續計畫建置在後臺，
可修改。
4. 物理量資料(時序式資料)：此類別記錄感測器依時間設定，持續上傳的 物理量資料。屬性包括：感測器編碼、物理量次項名稱、物理量次項代 碼、日期、時間、讀取值、單位、啟動時間、停止時間、轉換值、轉換 值單位。物理量次項名稱和物理量次項代碼對應到監測站資料表，各屬 性特性如下：
(1).感測器編碼：對應到監測站資料表。不可修改。
(2).物理量次項名稱：對應到監測站資料表。不可修改。
(3).物理量次項代碼：對應到監測站資料表。不可修改。
(4).日期：物理量資料上傳當下的日期。不可修改。
(5).時間：物理量資料上傳當下的時間。不可修改。
(6).讀取值：由感測器上傳的物理量資料。不可修改。
(7).單位：上傳的物理量單位，對應到監測站資料表。不可修改。
(8).啟動時間：某些感測器有傳送啟動時間，例如抽水機，則將啟動時間記 錄於此。不可修改。
(9).停止時間：某些感測器有傳送停止時間，例如抽水機，則將啟動時間記 錄於此。不可修改。
(10).轉換值：如果在監測站資料表中的感測器備有轉換公式時(由感測器編 碼判斷)，則將讀取值代入轉換公式，求出的結果記錄於此欄位。不可 修改。
(11).轉換值單位：對應到監測站資料表。不可修改。
5. 作物資料：與監測站資料表類似，但本類別記錄農地分區上所種植的作 物資料，屬性包括：農地編碼、農地分區代碼、作物次項名稱、作物次 項代碼、品種名稱、開始耕種日期、生長期(天)和預定產量(公斤)。作物
次項名稱和作物次項代碼記載在代碼資料，各屬性特性如下：
(1).農地編碼：對應到農地資料表。不可修改。
(2).農地分區代碼：對應到農地資料表。不可修改。
(3).作物次項名稱：從代碼資料庫取得作物次項名稱。登記功能將於後續計 畫建置在後臺。不可修改。
(4).作物次項代碼：從代碼資料庫取得作物次項代碼。與作物次項名稱相對 應。不可修改。
(5).品種名稱：記錄作物的品種。登記功能將於後續計畫建置在前臺。可修 改。
(6).開始耕種日期：記錄作物開始耕作的日期。登記功能將於後續計畫建置 在前臺。可修改。
(7).生長期(天)：記錄作物預期生長天數。登記功能將於後續計畫建置在前 臺。可修改。
(8).預定產量(公斤)：記錄作物預期產量。登記功能將於後續計畫建置在前 臺。可修改。
(8).預定產量(公斤)：記錄作物預期產量。登記功能將於後續計畫建置在前 臺。可修改。