奶牛场数字化生产管理系统建设方案

奶牛场数字化生产管理系统建设方案

1.1我国奶牛养殖产业基本状况及发展趋势 (5) 1.1.1我国奶牛产业现状 (5)

1.1.2目前我国奶牛业存在的主要问题 (6) 1.1.3目前我国奶牛业的应对措施 (8) 1.1.4我国奶牛业今后的发展趋势 (9) 1.2信息技术在奶牛生产中的应用概况 (10) 1.2.1国外奶牛生产管理软件的应用和发展 (10) 1.2.2国内奶牛生产管理软件的应用和发展 (11) 1.3项目建设的目的和意义 (13) 1.3.1项目建设的目的 (13) 1.3.2项目建设的意义 (14)

二、奶牛场数字化生产管理系统的规划 (16) 2.1系统实现条件 (16) 2.1.1硬件环境 (16) 2.1.2软件环境 (16) 2.1.3系统开发工具 (16) 2.2系统体系结构 (17)

2.2.1 Client/Server（Ｃ/Ｓ）架构简介 (17) 2.2.2 Browser/Server（Ｂ/Ｓ）架构简介 (18) 2.2.3 C/S与B/S架构的对比分析 (18)

三、奶牛场数字化生产管理系统的分析与设计 (21) 3.1系统分析 (21) 3.2系统技术路线 (21) 3.3系统总体结构的设计 (22) 3.4系统数据库的设计 (24) 3.5系统功能模块的设计 (25) 3.5.1牛场管理 (26)

3.5.2生产管理 (29) 3.5.3乳品管理 (41) 3.5.4饲料管理 (42) 3.5.5兽药管理 (42) 3.5.6统计分析 (43)

四、奶牛场数字化生产管理系统的实现 (46) 4.1系统数据库 (46)

4.2系统主要功能模块的实现 (48) 4.2.1牛场管理模块 (49) 4.2.2生产管理模块 (52) 4.2.4乳品管理模块 (57) 4.2.4饲料管理模块 (59) 4.2.5兽药管理模块 (59) 4.2.6统计分析模块 (60) 5.1本系统的特点 () 5.1.1生产管理过程标准化 () 5.1.2生产环节实时监测 () 5.1.3生产数据分析及预测 (65) 5.2软件数据接口 (67)

5.3奶牛场数字化生产管理系统的应用前景 (67) 六、系统建设效益 (69) 一、概述

奶牛养殖普遍存在饲养周期长、生产技术要求高、生产环节和养殖数据繁杂等问题。随着畜牧业的发展，奶牛场养殖规模逐渐扩大，这一问题更加突出。在对奶牛场的实际需求分析过程中，发现如下两点问题：第一，当前国内多数奶牛场亟须解决奶牛主要生产环节的提示问题；第二，部分奶牛生产管理软件价格昂贵，在国内推广应用存在障碍，需要一款能够适用于一般奶牛场的软件，以减少奶牛场的经营成本。为解决这些问题，本实验构建了奶牛场数字化生产管理系统。

系统的开发采用.NET技术平台，结构化的开发策略与面向对象的

思想，以Microsoft Visual Studio 2005为前台开发语言，SQL Server 2005为后台数据库，总体框架为C/S体系结构。按照奶牛场生产管理各个环节的需求，系统分入个模块设计，由牛场管理模块、生产管理模块、乳品管理模块、饲料管理模块、兽药管理模块、统计分析模块构成。

开发的系统具备如下四个功能：

一、牛场管理主要完成场区的宏观管理和牛只档案数据信息的管理，具体包括牛场信息的注册、牛舍管理、员工管理、牛群变动管理、牛群列表、牛只基本信息的录入与维护。在此基础上，系统以牛只档案数据信息为基础，建立了牛只资料卡，加强了奶牛基本信息的查询功能。

二、生产管理主要实现繁育、泌乳管理、疾病诊疗管理，以及包 括护蹄修蹄、盲乳头管理、体尺体重测量在内的牛只日常健康管理。该部分最重要的功能是围绕牛只生产的各个关键环节进行智能提示，如对发情、配种、初检、复检、分娩等繁育过程的预测与提示，以及对泌乳过程和发病情况的实时监测、报告。

三、乳品管理、饲料管理和兽药管理实现了奶牛场的经营管理。该部分能够针对奶牛场乳品、饲料和兽药进行出入库管理，实时监控牛场物资动态、从而实现物资盘点和各项投资成本的计算，使奶牛场的日常运作更加透明化。

四、统计分析主要针对繁育、泌乳、疾病和生产经营数据进行汇总计算，并在此基础上提供数据分析项目和图形分析报表。此外，系统还可以根据用户的需求实现数据报表的Excel输出，便于打印浏览。

综上，利用该系统可以有效地进行数据管理和生产环节的智能提示，为奶牛养殖场提供多种技术支持，保证奶牛场的规范化运作，进一步提高牛奶的产量和质量，使奶牛养殖取得良好的经济效益和社会效益，从而真正实现奶牛的精细化、标准化养殖体系，全面提高奶牛养殖的信息化水平。

1.1我国奶牛养殖产业基本状况及发展趋势 1.1.1我国奶牛产业现状

目前，我国奶牛良种繁育体系的建立上作取得了初步进展。在奶牛的培育技术方面，人工授精技术已得到大力推广，奶牛胚胎移植技术近年里也得到较快速度发展。国内学者在自主探索和借鉴国外先

进经验的基础上，形成了一条提高奶牛群体选育水平的技术路线：通过生产性能测定、良种登记与遗传评定等，广泛应用人工授精等繁殖生物技术，培育和选育优秀种公牛，带动全群的遗传改良。它能够针对奶牛整个繁殖周期的各个环节形成一套完整的繁殖控制技术，从而加强了奶牛育种工作。

与此同时，我国奶牛业正处于数量扩张型向质量效益型转变的时期，饲养管理过程中不免会暴露出一些问题。

1.1.2目前我国奶牛业存在的主要问题 １）生产经营管理粗放

我国奶牛养殖方式多数是农户小规模分散饲养，平均规模仅在５头左右，高产奶牛比例低，无法形成规模化饲养。这种现象会增加新技术推广和疾病防治的难度，不利于实现规范化和标准化养殖。由于饲养管理水平低下，在繁育技术、疾病防治等方面都无法达到要求。奶牛档案不健全，配种次数不清，部分农户对一些高龄、低产奶牛亦不及时淘汰，造成奶牛难以发挥生产性能，产奶最低下，原奶的蛋白质、脂肪和干物质等各项指标难以达到标准要求。

２）奶牛良种资源匮乏

种牛既包括生产优质精液的良种公牛，也包括生产胚胎的供体良种母牛。近十几年我国通过引进和选育相结合的办法，改良奶牛品种，在全国许多地方建设了一批种公牛站、奶牛育种中心和奶牛研究所，大力推广和普及了人工授精和胚胎移植技术，取得了牛群遗传育种工

作的进展。但是，目前中国２００多万头的能繁殖母牛中只有５０％多是优质高产的荷斯坦奶牛，并且，我国奶牛群在培育过程中一部分是荷斯坦奶牛纯种繁育，另一部分则是由黄牛改良而成，遗传素质较低。良种奶牛的繁育和推广任务仍然是任重而道远。综合看来，我国奶牛业发展过程中存在的良种牛数最少、种源不足及地区分布不均等问题已越来越成为制约奶牛业发展的瓶颈。

３）疾病发病率高且诊治水平低

奶牛疾病频发严重威胁着我国奶业可持续发展。据统计，我国奶牛业每年因疫病造成的奶牛死亡率达３％～５％，直接经济损失达９０～１５０亿元，因奶牛乳房炎等经济性疾病导致产奶量降低和奶制品质量下降，造成间接经济损失达６０～８０亿元。作为奶牛养殖常见的疾病如乳房炎、繁殖系统疾病和肢蹄病等，一旦患病，短期内难以治愈，直接影响奶牛场的经济效益。在一些奶源基地，此类奶牛疾病困扰着众多养殖户，这与一些管理人员和养殖户的防病意识淡薄有很大关系。此外，由丁．国内部分养殖场及养殖散户对于疾病诊断与防控、疫苗和兽药应用等方面缺乏先进的技术和高水平的技能，导致这类疫病的蔓延和流行，成为困扰我国奶业的重大问题。

４）计算机技术的应用不足

计算机在奶牛生产管理中发挥着重要的作用，特别是对市场经济条件下的奶牛生产更具有特殊的意义。然而，大多数奶牛养殖户依然沿用传统的手：工记录方式统计、保存、分析奶牛生产数据，有的甚至不做任何记录，生产管理状况十分混乱。随着奶牛养殖规模的扩大，

奶牛养殖数据猛增，这种方式既费时又耗费了大量的人力和物力。还极易遗失数据或出错。在实际生产管理中，手工记录方式无法对奶牛繁育、泌乳、疾病防治进行有效的实时监控，从而不能及时准确地反映奶牛的实际生产状况，影响奶牛生产性能的评定。

1.1.3目前我国奶牛业的应对措施 １）积极转变生产管理方式

因为奶牛业的主导产品是牛奶，所以，奶牛场的一切工作都要围绕着提高产奶量来开展。奶牛场只有将奶牛的单产提高到一个合理的水平，才能收到最大化的经济效益。因此，目前最重要的就是奶牛生产要形成一定的规模，便于推行集约化和标准化的养殖技术，从而有利于采用现代信息管理技术手段，淘汰落后产能，降低生产成本。

２）加快良种奶牛的繁育工作

世界各国的奶牛养殖实践证明，建立一套完整的奶牛群体遗传改良技术体系是奶牛业良性发展的基础。国外发达的奶业同他们完善的

奶牛育种管理制度是分不开的，它为奶牛育种提供了必要的保证。此外，要做好奶牛的育种工作，就特别需要有完善的生产性能记录、种公牛后裔测定等基础育种措施。因此，通过良种登记的实施为科学地进行综合遗传评定，准确选择良种，掌握遗传变异来源和建立育种核心群提供了基础数据，使其成为奶牛群遗传改良的重要措施之一。

３）做好疫病防治工作

由于环境变化及饲养管理的疏忽，奶牛发生疾病是不可避免的。 但是，如果加强奶牛疫病的早期监测和及时治疗，就会将奶牛疫病造成的经济损失减少到最小。因此，日常生产管理中要特别注意对奶牛健康状况的监测，做好重大疫病的预防工作，制定奶牛健康和疾病的工作计划。建立相关疾病的应急机制，一旦发现问题按流程及时进行处理，平时要加强饲养管理，堵住发病源头。

４）提高奶牛养殖的信息化水平

依靠现代科学技术促进奶业发展，提高奶牛的生产水平，是我国奶牛养殖业快速健康发展的重要保证。信息技术是现代技术的代表和核心，应重视其在奶牛养殖中的应用。从世界范围内来看，发达国家的奶牛场正趋向于采用计算机管理信息系统进行生产管理，国内一些大型的奶牛场也已经开始将高效的管理信息系统应用于生产，从而保证了奶牛业不断地向健康、高产的方向发展。通过引入计算机技术，奶牛整个生产过程可以被实时监控，系统可实时提供奶牛的当前状态信息和生产数据。因此，研发一套实用性强、易丁．推广的奶牛生产管理信息系统，对于提高奶牛养殖的信息化水平尤为重要。

1.1.4我国奶牛业今后的发展趋势 １）加强良种奶牛繁育工作

今后，我国奶牛繁育工作重点是：应用分子生物技术，培育核心高产奶牛群体和优秀种公牛，将胚胎工程技术应用到奶牛良种繁育中，为高产奶牛良种快速扩繁提供新途径，建立完善的奶牛群体遗传改良技术体系，进一步增加我国良种奶牛的覆盖率。

２）发展适度规模养殖

适度规模化养殖是在“2010年中国奶业发展高峰论坛”上提出的

一种可持续的科学化养殖方式。奶牛适度规模养殖既有利于科学技术的推广，义能最人程度发挥规模化养殖的优势，规避市场风险，从而实现我国奶业由“数量扩张”向“质煞效益”的成功转型。这种方式有利于加强科学化管理，能够进一步提高疾病综合防控的水平，对于建立奶牛主要疫病早期预报和常见病快速诊断技术体系也有重要的意义。

３）进一步推广奶牛业信息化建设

通过智能化的生产管理系统，集成养殖场信息实时采集与处理，实现奶牛健康养殖过程中的智能决策控制，对关键生产环节进行安全预警和行为纠偏，为生产效率及产品品质的提升提供信息化技术支撑，促进养殖户增收和奶牛业的整体发展。由此可见，运用现代信息技术改造传统奶牛养殖模式，将是未来养殖业的主要发展方向。

1.2信息技术在奶牛生产中的应用概况 1.2.1国外奶牛生产管理软件的应用和发展

当今世界经济发展与计算机技术的应用已密不可分。企业纷纷以计算机技术为手段不断提高自身的管理水平。随着畜禽养殖技术、配合饲料技术、疾病防治技术、场地环境控制以及自动化技术的发展，西方发达国家的奶牛养殖己向集约化、工厂化和信息化管理的方向发展。

荷兰作为世界荷斯坦奶牛的发源地，具有悠久的奶牛养殖历史，在奶牛饲养管理、良种选育等方面具有世界先进的技术水平和丰富的管理经验。荷兰从50年代起，就开始将计算机技术应用于奶牛的信息管理。经过多年的不断丰富和发展，其奶牛管理信息软件（IRIS）一直保持着世界先进水平。IRIS软件包括奶牛的品种登记、良种登记和生产性能测定三大功能。它可以宏观的掌握和控制奶牛的种群、数量并能够追溯奶牛良种的谱系，通过综合计算影响奶牛繁育的各因素，客观定量地反映良种牛的价值。德国开发的Dairy Plan 4.1是一套自动化生产管理软件，它可以通过自动喂料设备和挤奶管理设备自动采集奶牛信息，进行分析整理供管理者决策。其它的如美国的PCDart，加拿大的Dairy Champ 2.0，还有Dration、FiveStar、GMate等国

外优秀管理软件都为各国奶牛业的发展做出了贡献。

1.2.2国内奶牛生产管理软件的应用和发展

相比国外，我国信息技术和畜牧科技的发展，尤其是信息技术在奶牛业上的应用十分滞后。有关资料显示，1979年由上海朱益民研究开发了奶牛育种信息处理系统，是国内首次将计算机软件在奶牛业上应用。这一重大创新，为国内推广使用计算机管理奶牛综合信息发挥了重要作用。然而，当时国内的奶牛生产管理软件毕竟功能不是很完善，使用中存在这样那样的问题。

20世纪90年代初，广州、上海就分别有两个奶牛场，率先引进了美国、加拿大的奶牛应用软件，在以传统手工记录的奶牛业中掀起

了一次小的技术，但其引进的软件，存在着语言方面、管理模式方面、软件应用技术改进和售后技术支持服务等方面的问题，故一直难以在我国得剑广泛的应用及推广。

20世纪90年代末，北京、上海等地先后推出了中文版的奶牛管理信息应用软件。其中比较著名的是上海益民科技有限公司在1997年推出的奶牛场管理信息系统——《奶业之星》。经过多年的实践检验和不断更新，该软件正朝着通用性、灵活性和自适应性的开放式智能管理裂多媒体网络应用系统发展。

经过多年努力，天津的计算机技术人员与奶牛养殖专家合作共同开发出面向奶牛养殖户、奶牛养殖小区的系列管理软件《乳业专家2007》，软件以牛的生长发育规律为原则米组织系统流程，系统把对奶牛的管理作为核心，以奶牛的生长作为主线，从奶牛的降生到奶牛的淘汰离场，实现全程化的计算机监控管理，同时兼顾对奶牛场运营的管理。

20世纪90年代末，北京、上海先后推出中文版的奶牛应用软件。1999年，上海益民软什公司推出奶业之星软件包，2001年底，广州市华美牛奶公司购进奶业之星网络版，成为第一个用局域网管理奶牛场的用户，这标志着奶牛进行现代化管理实现了一个质的飞跃，也开创了我国奶牛业走进网络化管理时代的先河。

2005年北京佑格科技发展有限公司与中国农业人学、农业饲料工

业中心组织众多养牛专家，通过调查许多大型奶牛场，听取了许多养牛专家的意见，依据现代奶牛场管理的要求，结合现代计算机技术，

经过数年的艰苦开发，成功研发了符合现代奶牛场管理、全面的、便于操作的奶牛场管理专家系统。该系统包含：牛群管理，饲养管理。繁殖监控，产奶管理，各种生产和统计分析报表等。尽管该软件具有的功能较完备，但并不完善，缺少奶牛疾病控制及用药期对原料奶质量的影响问题，并在智能提示、统计分析方面也有不足之处。

总的来说，在国家的支持和引导下，国内奶牛管理软件和现代化管理设备的开发和应用成果显著，扭转了国外奶牛生产管理软件不符合我国奶牛养殖现状，不利于奶牛场使用的窘境。随着奶牛场管理软件技术日趋成熟，实时监控技术也在不断发展，奶牛场整体管理水平也在不断提升。但是从全国范围来看，奶牛场信息化管理总体水平还比较低，信息技术在全国奶牛场的应用比例不足半数。究其原因有三：国外软件在生产管理方式和应用流程上同国内软件有较大差异，直接翻译使用不适宜牛场管理：部分奶牛管理软件开发者忽视奶牛生产过程的整体性和周期性，研发的各个模块之间缺乏系统性；国内一些设计比较成熟的软件价格昂贵，大范围推广应用遭遇“瓶颈”。因此本软件设计与开发是在总结国内外奶牛生产管理经验的基础上，最大限度地弥补部分奶牛管理软件的不足，使之成为更加适合国内推广应用的奶牛生产管理软件。

1.3项目建设的目的和意义 1.3.1项目建设的目的

本研究的目的是参照软件生命周期理论，设计开发一套完整的适 合国内奶牛场生产管理的软件。通过软件系统的运行，实现以下四个层次的目标：

１）为奶牛建立完整的档案信息，并将这些信息进行归类划分，便于数据的管理与维护。

２）以奶牛信息资料为基础，实现繁殖育种、泌乳管理、疾病防治等奶牛生产的全过程管理。

３）对奶牛生产管理过程的数据进行汇总统计分析，以图形、报

表等形式向管理者报告当前奶牛场生产管理状况。

４）以生产标准和统计数据为基础，对奶牛生产各个环节进行实时监测与智能提示，并加强对生产关键环节的提醒与技术指导，如发情配种工作的提示。

1.3.2项目建设的意义

采用计算机技术进行奶牛养殖的现代化管理，不但可以节约成本，还能使管理更加科学有效。但目前，我国仍有半数以上的奶牛场沿用传统的方式记录养殖信息，不仅容易出错，查找和分析数据的效率也极低。因而，国内奶牛养殖业迫切需要转变观念，积极推行现代化的管理方法和科学的养殖技术，提高我国奶业质量和市场竞争力。另一方面，由于国内奶牛生产管理系统的研究起步较晚，部分软件不是因为缺乏系统性和完整性，就是由于价格因素造成了推广应用难度大。因此，通过奶牛数字化生产管理系统的应用，可以实现生产数据的标准化管理和统计分析，实现奶牛生产的全过程管理，并实现关键生产

环节的实时监控，满足国内奶牛场生产管理的要求，对于建立奶牛标准化养殖体系和提高奶牛业整体水平具有实际意义。

二、奶牛场数字化生产管理系统的规划 2.1系统实现条件 2.1.1硬件环境

１）台式计算机：宏基８０Ｇ硬盘：５１２ＭＢ内存 ２）笔记本电脑：联想旭ＤＣ４６７ 2.1.2软件环境

１）系统操作平台：ＷｉｎｄｏｗｓＸＰＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＳｅｒｖｅｒ３

２）开发语言：ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ２００５

３）数据管理平台：ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００５数据库

４）文字处理系统：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔｆｏｒｄ２００３2.1.3系统开发工具

软件开发环境主要采用Microsoft Visual Studio 2005系列中的Visual http://www.doczj.com/doc/db16735048.html,。它是微软最新平台技术，是.net framework SDK的一种语言。同时，它真正成为面向对象以及支持继承性的语言。强大的面向对象特性使得系统维护更加简单、可扩充性和代码重用性增强。由于其直接建立在.NET的框架结构上，因此开发人员可以充分利用

所有.NET平台特性，也可以与其他的.NET语言交互，在很大程度上提高了丁作效率。

系统后台数据库则采用SQL Server 2005。它是一个关系数据库管理系统，是Microsoft公司2005年基于SQL Server 2000的基础上构建的。SQL Server 2005与SQL Server 2000相比，提供了一个更安全、可靠、高效的数据管理平台，增强了用户的管理能力，提高了系统的易管理性、可用性、可靠性、可伸缩性、安全性和交互操作能力等。通过全新的功能集、全面系统的集成，以及任务自动化管理能力，为不同规模的企业提供了一套完整的数据库解决方案。

综

上

所

述

，

一

方

面

Visual

http://www.doczj.com/doc/db16735048.html,完全能够实现对数据库的复杂操作，而且编稃简单、方便实用、具有较高的编程效率。另一方面，SQL Server数据库功能强大，安全性能高，运行稳定，易丁

二

维

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，

因

此

，

本

软

件

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Visual

http://www.doczj.com/doc/db16735048.html,为前端开发语言，以SQL Server 2005为后台数据库。

2.2系统体系结构

依据计算机软件的开发顺序，首先要确定的就是系统的体系结构，目前主流的开发模式为Client/Server（客户机/服务器）和Browser/Server（浏览器/服务器）系统构建模式。

2.2.1 Client/Server（Ｃ/Ｓ）架构简介

C/S是一种分布式计算结构，在该架构中，应用程序主要运行于 客户端，它向数据库服务器发出SQL请求，被数据库服务器响应并进行处理，客户机在接受到被处理的数据后实现显示和业务逻辑。

在现今的C/S架构中，C/S的应用程序一股不再处理有关网络协议、通信指令等问题，只要建立了与数据源的连接，就如同操作本地数据库一样方便，这些工作都是由中间件软件来完成的。

2.2.2 Browser/Server（Ｂ/Ｓ）架构简介

B/S模式是以Web技术为基础的新型的MIS平台模式。把传统C/S模式中的服务器部分分解为一个数据服务器与一个或多个应用服务器（Web服务器），从而构成一个三层结构的客户服务器体系。B/S 体系结构利用了不断成熟的WWW浏览器技术，用户通过浏览器向WEB服务器发出请求。WEB服务器对请求进行处理，若涉及到访问数据库中的数据，则由WEB服务器项数据库服务器发出请求。数据库服务器接收到请求并处理，将处理后的数据或状态返回给WEB服务器，再由WEB服务器对数据进行加工处理，生成动态网页返回到客户的浏览器中。

2.2.3 C/S与B/S架构的对比分析

１）交互性不同：C/S结构模式中的客户端有一套完整的应用程序，具有在线帮助、出错提示等方面的强大功能，并且可以在子程序间自由切换。

２）对安全要求不同：C/S一般面向相对固定的用户群，对信息 安全的控制能力很强，一般高度机密的信息系统采用C/S结构适宜，可以再通过B/S发布部分可公开信息：B/S建立在广域网之上，容易受黑客攻击，对安全的控制能力相对弱，面向的是不可知用户群。

３）对程序架构不同：C/S程序可以更加注重流程，可以对权限多层次校验，对系统运行速度可以较少考虑：B/S对安全以及访问速度有多重的考虑。

４）应用服务器负荷不同：最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。在数据库服务器应川中，对数据的查找、存储、计算等功能，是由服务器程序和客户应用程序单独来完成的，对于工作在前台程序上的最终用户，可以自己完成所需工作，因此，应用服务器运行数据负荷较轻：相比之下，B/S对服务器的要求较高。

５）系统维护不同：系统维护是软件生存周期中，开销最大、最重要的，C/S程序必须整体考察，处理出现的问题以及系统升级较难，甚至可能需要再做一个全新的系统：B/S构件组成可以个别更换，实现系统的无缝升级，系统维护开销较少。

由于本软件目前仅在奶牛场内部使用，同时为了获得更好的安全性，保证奶牛场生产管理数据的完整和准确，综合分析，决定采用N 层C/S模式体系结构。

此模式的优势在于：客户端只需注重人机界面的设计，不必关心业务逻辑和数据库的访问，可以实现“瘦客户”：中间层的采用使得客户端不能直接访问数据库，是数据库的安全问题得到控制，并且业