智慧农业示范园区物联网信息化平台建设方案共89页

1、智慧农业示范园区物联网信息化平台建设方案V2019-0313-1828-18智慧农业示范园区物联网信息化平台建设方案目录 TOC o 1-5 h z u HYPERLINK l _Toc3381321 第1章概述 PAGEREF _Toc3381321 h 6 HYPERLINK l _Toc3381322 1.1 建设现状 PAGEREF _Toc3381322 h 6 HYPERLINK l _Toc3381323 1.2 建设意义 PAGEREF _Toc3381323 h 8 HYPERLINK l _Toc3381324 第2章 指导思想与建设目标 PAGEREF _Toc33813

2、24 h 10 HYPERLINK l _Toc3381325 2.1 指导思想 PAGEREF _Toc3381325 h 10 HYPERLINK l _Toc3381326 2.2 建设原则 PAGEREF _Toc3381326 h 11 HYPERLINK l _Toc3381327 2.3 建设目标 PAGEREF _Toc3381327 h 13 HYPERLINK l _Toc3381328 2.4 建设内容 PAGEREF _Toc3381328 h 13 HYPERLINK l _Toc3381329 2.4.1农产品溯源系统 PAGEREF _Toc3381329 h 1

3、3 HYPERLINK l _Toc3381330 2.4.2涉农企业电子商务平台 PAGEREF _Toc3381330 h 13 HYPERLINK l _Toc3381331 2.4.3旱区多遥感平台农田信息精准获取技术集成与应用工程 PAGEREF _Toc3381331 h 13 HYPERLINK l _Toc3381332 第3章总体架构 PAGEREF _Toc3381332 h 14 HYPERLINK l _Toc3381333 3.1 总体框架 PAGEREF _Toc3381333 h 14 HYPERLINK l _Toc3381334 3.2 技术架构 PAGERE

4、F _Toc3381334 h 15 HYPERLINK l _Toc3381335 第4章应用体系 PAGEREF _Toc3381335 h 16 HYPERLINK l _Toc3381336 4.1 应用体系架构 PAGEREF _Toc3381336 h 16 HYPERLINK l _Toc3381337 4.2平台规划 PAGEREF _Toc3381337 h 16 HYPERLINK l _Toc3381338 4.2.1 指挥决策平台 PAGEREF _Toc3381338 h 16 HYPERLINK l _Toc3381339 4.2.1.1 平台概述 PAGEREF

5、_Toc3381339 h 17 HYPERLINK l _Toc3381340 4.2.1.2 平台功能 PAGEREF _Toc3381340 h 17 HYPERLINK l _Toc3381341 4.2.2 农产品质量安全溯源平台 PAGEREF _Toc3381341 h 19 HYPERLINK l _Toc3381342 4.2.2.1 平台概述 PAGEREF _Toc3381342 h 19 HYPERLINK l _Toc3381343 4.2.2.2 平台功能 PAGEREF _Toc3381343 h 19 HYPERLINK l _Toc3381344 4.2.3

6、电子商务平台 PAGEREF _Toc3381344 h 23 HYPERLINK l _Toc3381345 4.2.3.1 平台概述 PAGEREF _Toc3381345 h 23 HYPERLINK l _Toc3381346 平台功能 PAGEREF _Toc3381346 h 24 HYPERLINK l _Toc3381347 4.3 应用系统规划 PAGEREF _Toc3381347 h 25 HYPERLINK l _Toc3381348 4.3.1 农产品及食品质量安全溯源系统 PAGEREF _Toc3381348 h 25 HYPERLINK l _Toc338134

7、9 4.3.1.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381349 h 25 HYPERLINK l _Toc3381350 4.3.1.2 溯源体系 PAGEREF _Toc3381350 h 26 HYPERLINK l _Toc3381351 4.3.1.3 功能介绍 PAGEREF _Toc3381351 h 27 HYPERLINK l _Toc3381352 4.3.2 大田“四情”监测调度管理系统 PAGEREF _Toc3381352 h 28 HYPERLINK l _Toc3381353 4.3.2.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381353 h 28 HYPE

8、RLINK l _Toc3381354 4.3.2.2 “四情”监测体系 PAGEREF _Toc3381354 h 29 HYPERLINK l _Toc3381355 4.3.2.3 系统功能 PAGEREF _Toc3381355 h 31 HYPERLINK l _Toc3381356 4.3.3 设施蔬菜精细化种植应用管理系统 PAGEREF _Toc3381356 h 34 HYPERLINK l _Toc3381357 4.3.3.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381357 h 34 HYPERLINK l _Toc3381358 4.3.3.2 系统架构 PAGERE

9、F _Toc3381358 h 34 HYPERLINK l _Toc3381359 4.3.3.3 业务流程 PAGEREF _Toc3381359 h 35 HYPERLINK l _Toc3381360 4.3.3.4 系统功能 PAGEREF _Toc3381360 h 35 HYPERLINK l _Toc3381361 4.3.4 畜禽精细化养殖应用管理系统 PAGEREF _Toc3381361 h 40 HYPERLINK l _Toc3381362 4.3.4.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381362 h 40 HYPERLINK l _Toc3381363 4.

10、3.4.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381363 h 41 HYPERLINK l _Toc3381364 4.3.4.3 业务流程 PAGEREF _Toc3381364 h 42 HYPERLINK l _Toc3381365 4.3.5 林果培育智能化应用系统 PAGEREF _Toc3381365 h 43 HYPERLINK l _Toc3381366 4.3.5.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381366 h 43 HYPERLINK l _Toc3381367 4.3.5.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381367 h 44 HYPERLINK l

11、 _Toc3381368 4.3.5.3 系统功能 PAGEREF _Toc3381368 h 44 HYPERLINK l _Toc3381369 4.3.6 沼气池气体监测控制管理系统 PAGEREF _Toc3381369 h 47 HYPERLINK l _Toc3381370 4.3.6.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381370 h 47 HYPERLINK l _Toc3381371 4.3.6.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381371 h 47 HYPERLINK l _Toc3381372 4.3.6.3 系统功能 PAGEREF _Toc3381372

12、 h 48 HYPERLINK l _Toc3381373 4.3.7 种苗生产物联网监测系统 PAGEREF _Toc3381373 h 49 HYPERLINK l _Toc3381374 4.3.7.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381374 h 49 HYPERLINK l _Toc3381375 4.3.7.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381375 h 50 HYPERLINK l _Toc3381376 4.3.7.3 系统功能 PAGEREF _Toc3381376 h 50 HYPERLINK l _Toc3381377 4.3.8 智慧农业专家系统 PA

13、GEREF _Toc3381377 h 55 HYPERLINK l _Toc3381378 4.3.8.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381378 h 55 HYPERLINK l _Toc3381379 4.3.8.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381379 h 56 HYPERLINK l _Toc3381380 4.3.8.3 系统功能 PAGEREF _Toc3381380 h 56 HYPERLINK l _Toc3381381 4.3.9 遥感监测系统 PAGEREF _Toc3381381 h 57 HYPERLINK l _Toc3381382 4.3.9

14、.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381382 h 57 HYPERLINK l _Toc3381383 4.3.9.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381383 h 58 HYPERLINK l _Toc3381384 4.3.9.3 系统功能 PAGEREF _Toc3381384 h 58 HYPERLINK l _Toc3381385 4.3.10 大田种植智能管理系统 PAGEREF _Toc3381385 h 60 HYPERLINK l _Toc3381386 4.3.10.1 系统概述 PAGEREF _Toc3381386 h 60 HYPERLINK l _

15、Toc3381387 4.3.10.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381387 h 61 HYPERLINK l _Toc3381388 4.3.11 温室大棚管理系统 PAGEREF _Toc3381388 h 62 HYPERLINK l _Toc3381389 4.3.11.1 建设目标 PAGEREF _Toc3381389 h 62 HYPERLINK l _Toc3381390 4.3.11.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381390 h 62 HYPERLINK l _Toc3381391 第5章智慧农业硬件规划 PAGEREF _Toc3381391 h 7

16、2 HYPERLINK l _Toc3381392 第6章示范园区监控安防系统 PAGEREF _Toc3381392 h 73 HYPERLINK l _Toc3381393 6.1 项目概述 PAGEREF _Toc3381393 h 73 HYPERLINK l _Toc3381394 6.2 系统架构 PAGEREF _Toc3381394 h 73 HYPERLINK l _Toc3381395 6.2.1 前端设备 PAGEREF _Toc3381395 h 74 HYPERLINK l _Toc3381396 6.2.1.1 点位分布说明 PAGEREF _Toc3381396

17、h 75 HYPERLINK l _Toc3381397 6.2.1.2 监控点摄像机的选择 PAGEREF _Toc3381397 h 75 HYPERLINK l _Toc3381398 6.2.1.4 监控立杆设计 PAGEREF _Toc3381398 h 76 HYPERLINK l _Toc3381399 6.2.1.5 前端防雷接地设计 PAGEREF _Toc3381399 h 78 HYPERLINK l _Toc3381400 6.2.2 传输网络 PAGEREF _Toc3381400 h 80 HYPERLINK l _Toc3381401 6.2.2.1 安全防范系统

18、传输概述 PAGEREF _Toc3381401 h 80 HYPERLINK l _Toc3381402 6.2.2.2 传输系统设计 PAGEREF _Toc3381402 h 80 HYPERLINK l _Toc3381403 6.2.2.2.1 无线信号传输(适用于无线传输) PAGEREF _Toc3381403 h 80 HYPERLINK l _Toc3381404 6.2.2.2.2 有线信号传输 PAGEREF _Toc3381404 h 81 HYPERLINK l _Toc3381405 6.2.3 监控中心 PAGEREF _Toc3381405 h 82 HYPER

19、LINK l _Toc3381406 6.2.3.1 建设概述 PAGEREF _Toc3381406 h 82 HYPERLINK l _Toc3381407 6.2.3.2 监控中心系统连接图 PAGEREF _Toc3381407 h 83 HYPERLINK l _Toc3381408 6.2.3.3 监控管理管理平台通用业务功能 PAGEREF _Toc3381408 h 83 HYPERLINK l _Toc3381409 6.2.3.4 视频监控管理平台实战业务功能 PAGEREF _Toc3381409 h 84 HYPERLINK l _Toc3381410 6.2.3.5

20、系统管理功能 PAGEREF _Toc3381410 h 87第1章概述要实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用，突破一批核心技术，初步形成物联网产业体系，安全保障能力明显提高。未来要实现物联网在 经济社会各领域的广泛应用，掌握物联网关键核心技术，基本形成安全可控、具 有国际竞争力的物联网产业体系，成为推动经济社会智能化和可持续发展的重要 力量。1.1 建设现状农业物联网应用可以贯穿农业生产经营全过程。归纳起来，在以下五个 环节应用成效明显：一是在农业资源的精细监测和调度方面，利用卫星搭载高精 度感知设备，获取土壤、墒情、水文等极为精细的农业资源信息，配合农业资源 调度专家系统，实现科学决

21、策;二是在农业生态环境的监测和管理方面，利用传 感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术，构建农业生态环境监测网络， 实现对农业生态环境的自动监测;三是在农业生产过程的精细管理方面，应用于 大田种植、设施农业、果园生产、畜禽水产养殖作业，实现生产过程的智能化控 制和科学化管理，提高资源利用率和劳动生产率;四是在农产品质量溯源方面， 通过对农产品生产、流通、销售过程的全程信息感知、传输、融合和处理，实现 农产品“从农田到餐桌”的全程追溯，为农产品安全保驾护航;五是在农产品物 流方面，利用条形码技术和射频识别技术实现产品信息的采集跟踪，有效提高农 产品在仓储和货运中的效率，促进农产品电子商务发展

22、。从地方应用情况看，全国很多省市开展了农业物联网的相关研究和应用 试点，从全国范围来看，北京、江苏、浙江、黑龙江和安徽等地农业物联网应用 成效比较突出。北京市重点开展了农业物联网在农业用水管理、环境调控、设施农业等方面的应用示范，实现了农业用水精细管理和设施农业环境监测;黑龙江省侧重在大田作物生产中搭建无线传感器网络，借助互联网、移动通信网络等进 行数据传输及数据集中处理和分析，支撑生产决策;江苏省开发了国内领先的基 于物联网的一体化智能管理平台，侧重在设施农业、畜牧水产养殖等方面进行探 索，并在生猪、食用菌等生产领域初步形成比较成熟的商业模式，企业应用积极 性很高;浙江省重点在设施花卉方面应

23、用物联网技术，各项环境指标通过传感器 无线传输到微电脑中，实现了花卉种植全过程自动监测、传输控制;安徽省明确 提出全面推动农业物联网发展，率先探索“顶层设计、整体推进、典型示范”的 农业物联网应用发展模式，据了解，目前小麦“四情”监测项目建设已经启动。 此外，河南、重庆、辽宁和内蒙等地也开展了一些探索工作。从我国相关技术产品研发情况看，近年来，我国在农业物联网关键技术 和产品研发方面取得了一些进展，为农业物联网的集成应用奠定了基础。在农业 生产方面，开发了高精度植物生命信息获取设备、动物行为信息传感器、环境信 息传感器，作物长势分析仪、作物成像光谱仪等一批作物信息监测和诊断仪器， 具备实时获取

24、动植物生长发育信息的技术手段和能力;在农产品质量追溯方面， 完成了农产品产地信息实时采集与传输技术的开发工作，构建了农产品产地认证 数据平台，初步建立了应用评价系统和农产品产地安全数字化预警模型，开发了 便携式质量全程跟踪与溯源终端产品;在农产品流通方面，制定了农产品电子标 签信息分类和编码规则，突破了一维与二维条码混合标记的技术难题，开发了电 子标签中间技术，研制了电子标签读写设备，初步构建了农产品物流信息管理和 农产品电子交易信息管理平台。1.2 建设意义智能农业改变了粗放的农业经营管理方式，可以提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展，对提升改造传统农业具有重 要

25、的意义。但是“智能农业产业”的范畴还有待进一步明确。根据目前智能农业 的发展现状，其产品呈现以下特征;一是参与企业众多，除去传统农业中农业种 植、加工、流通、分销企业以外，还有通信、集成电路、软件、智能化设备和服 务提供商等企业参与现有农业产品中。二是商业模式创新不足，智能农业发展还 处于初级阶段，新进入的很多企业缺乏成熟的商业模式，因而企业无法独自推出 合适的解决方案。三是相关产品具有很高的技术含量，是现代通信技术、半导体 技术、信息技术与电力技术高度融合的高科技产品。四是缺乏智能农业领域的高 端技术人才，无法短期内解决大量在智能农业中面临的技术难提。根据智能农业的上述特征和对产业链的深度剖

26、析，智能农业的建设覆盖 种植(养殖)、加工、仓储、物流、销售五个价值链环节;从产品结构来看，可以分 为智能农业基础设施设备研发制造、农业自动化设备研发制造、农业信息化技术 研发、农业通信技术研发制造、智能农业运营与增值业务开发以及智能化终端制 造研发。因此，智能农业产业链可以通过下图(智能农业产业链结构图)智能农业产业链结构。第2章 指导思想与建设目标2.1 指导思想以科学发展观为指导，紧紧抓住国家发展现代农业和实施发展规划的战 略机遇，立足于科技优势，围绕着创新型推动，绿色化发展，集群式布局，产业 链延伸，国际化提升的原则，通过信息化促进特色产业发展。以杨凌示范区信息 化综合服务平台和宽带网

27、络的广泛覆盖为支撑，以全区城乡一体和智慧化发展均 等服务为目标，推进“智慧杨凌”建设;从现代农业示范领域以智慧农业发展为 目标，推进以全面感知、广泛互联、科技管控、深度应用、灵活互动为主要特征 的“智慧农业”建设，引领全区信息化梯度发展。农业物联网是全国级专业定位于农业物联网的高科技企业，长期以来致力于借助物联网、云计算和移动互联等新一代信息技术手段，发展优质 高产高效农业，打造从农田到餐桌，覆盖生产、加工、物流、销售、消费五大领 域的全产业链质量追溯体系，从而协助政府和企业解决中国的粮食安全和食品安 全问题，推动农业“两高一优”发展，实现农业经济效益、社会效益、生态效益 大提升。建设内容我们

28、立足建立以一个区级智慧农业综合服务平台;三个综合应用平台： 农产品质量安全溯源平台、以发展各地电子商务平台和物联网应用平台;9 个应用 子系统，涵盖园内果树、大田(小麦、玉米)、鲜蔬、牲畜、家禽、种苗、沼气等 各类物联网应用。2.2 建设原则为了更好地将杨凌打造成全国领先的现代农业示范区，为园区企业提 供一流的配套服务，带动农业产业转型，园区物联网建设需从顶层设计，采取统 筹规划、分步建设、稳步推进的建设原则。软件平台采用 B/S 体系结构。总体 设计坚持以下原则：(1) 高性能 网络和软件平台满足为不同业务提供服务质量保证(QoS)的需要，充分考虑将来业务量的增大，保证当前及今后一定时期内网

29、络和软件的高效与通畅。(2) 可扩展性 随着应用规模的发展，系统能灵活方便地进行硬件或软件系统的扩展和升级，具有良好的开放性和可扩展性，以适应系统规模和应用功能的不断完善和扩展，包括用户数量上的可扩展性(或性能可扩展性)和业务上的可扩展性(或功能可扩展性)。设计全面考虑与其它信息系统的接口，保证各系统间的数据交换无瓶颈、无障碍。(3) 可靠性和安全性 网络的可靠性和安全性是网络设计中需要考虑的一个主要原则。在设计中选用高可靠性网络产品，合理设计网络架构，尽可能利用成熟技术。软件平台在网络、操作系统、数据库、应用软件等各个层次采取有效的安全措施和技术手 段保证系统平台和数据的安全，防止系统及数据

30、被非法访问和破坏，保证系统的 高度可靠性和安全性，满足系统全天候运行的要求。(4) 标准开放性 网络方面支持国际上通用标准的网络协议、动态路由协议等开放协议，有利于与其它网络之间平滑连接互通，以及将来网络的扩展。软件方面依照国家的有关标准和规范，采用开放构件技术进行建设，统一规划、统一工作标准、统 一业务流程、统一软硬件平台、统一数据编码，系统能够提供开放的客户接口， 可方便地进行自身拓展和实现与其他相关系统的无缝连接。(5) 可管理性及易维护性 系统建设采用集中式管理，具备良好的可管理性，便于对系统统一管理、统一监控，降低管理成本，方便系统管理员的管理，并在系统发生任何问题的时候都能够很容易

31、地进行诊断，并立即采取有效的措施，使得系统时刻处在良好运 行的状态。(6) 先进性和成熟性 软件开发必须保证技术的先进性，以避免在软件交付使用后过早面临被淘汰的危险，同时软件开发所采用的技术必须是成熟的技术，以免技术不成熟给 系统运行造成困难(7) 参数化设计和灵活性 系统将基础台账、业务属性、流程管理等设计为参数配置，这样可以按不同的情况灵活设置，以保证系统应用程序的灵活性。2.3 建设目标(1) 建设农业信息化示范工程。(2) 建设现代农业示范区信息化建设工程。(3) 建立现代农业信息资源和服务平台。2.4 建设内容2.4.1农产品溯源系统采用二维码、RFID、物联网等先进技术，以“产 品

32、追溯”为主线，对杨凌示范区的农民专业合作社、涉农企业的农产品进行追溯 跟踪。2.4.2涉农企业电子商务平台依托示范区综合服务平台建设杨凌涉农企 业电子商务平台。为涉农企业提供安全、可靠的网上交易平台，信息发布平台， 供求关系平台。重点建立以大宗鲜活农产品交易为主的产销对接系统。2.4.3旱区多遥感平台农田信息精准获取技术集成与应用工程包含耕地 质量监测数据获取综合快速空间信息分析与服务系统、多尺度作物产量监测预报 系统、无人机遥感信息处理监测集成系统、即时服务和精准作业集成系统等。第3章总体架构3.1 总体框架3.2 技术架构第4章应用体系4.1 应用体系架构4.2平台规划智慧农业下设三个主要

33、的应用平台，共有 10 个子系统组成。4.2.1 指挥决策平台4.2.1.1 平台概述服务三个层次， 向政府和企业提供信息服务，具备视频监控、环境监控、统计分析、遥感数据获 取与分析、自动预警和远程控制等功能，通过 LED 液晶大屏展现，为政府提供 决策依据，为企业提供管理手段，实现农业精细化生产，提高杨凌区农业信息化 水平，为政府监管提供是在有力支撑，为农业规范化管理提供可靠保障，使农民 增产增收。4.2.1.2 平台功能农业指挥决策平台功能通过大屏显示系统、移动终端应用软件展示实时 监测的现场数据和图像，以多种方式和渠道手动或自动对现场设备远程控制、智 能化报表和决策分析系统，互动式的农技

34、培训与专家远程诊断系统、通过遥感获 取耕地质量监测数据和无人机遥感信息。充分利用和整合各种农业信息化资源，为相关职能部门决策、企业经营管理、基层农业科技人员和农业生产经营主体提供综合服务。主要包括以下功能： 1、介绍农业资源情况，主要特色等，通过文字、图片、空间地理图、视频等多种形式展示。2、建立视频监控指挥平台，对农业生产进行实时视频监控，进行全局 掌控，由视频监控平台完成对视频服务的统一管理和调度。3、提供远程专家诊断服务，生产过程中出现的问题，可实现远程对讲功能。4、根据各个应用系统采集的数据和遥感采集数据，生成环境监测报表， 预测农作物生长趋势，提供灾害预警。5、提供远程控制功能，通过

35、手动或自动远程控制现场设备开关，对生 产环境进行及时的调节，减少工作量，提高效能。6、提供农技培训服务，实现实时双向的在线农业技术专业培训及答疑、 农技咨询服务、开展生产指导、病虫害诊断。7、结合了遥感与 GIS 系统实现耕地质量监测、空间信息分析、多尺度 作物产量监测预报、无人机遥感信息处理监测、精准作业等数据服务，为政府决 策支持提供支撑。8、可通过接入气象灾害预警和动植物疫情等系统，提供统一协调数据功能。农业指挥决策平台整体布局为指挥决策、平台支撑、生产。4.2.2 农产品质量安全溯源平台4.2.2.1 平台概述农产品及食品质量安全追溯系统，主要功能有基础信息管理、各个环节 的信息采集、

36、环节关联以及追溯信息查询功能。通过输入农产品的追溯条形码， 可查看该农产品从生产到采收、加工、仓储、物流、销售的全面追溯信息。4.2.2.2 平台功能以蔬菜为例，如输入青椒的追溯码标签，可查询出该青椒的全程追溯信 息，如图：查询窗口产品介绍储藏信息包装信息加工信息原料信息4.2.3 电子商务平台4.2.3.1 平台概述2B 电子商务交易平台是专业服务于农业企业(经济主体)、农资企业、 农业合作社、种植大户、农民、农产品流通企业、农批市场、商超、电商、消费 者提供杨凌园区企业农产品网上展销、自由交易和团购的农资农产品电子交易平 台。农资企业通过该交易平台可发布农资产品的供应信息，农业合作社、种植

37、大 户、农民、农业生产企业等可发布农产品农产品供应信息。B2B 电子商务交易平台结合物联网技术，面向全国，以加速农业信息流 通，提高农业效益，促进农业产业化建设为目标，把科技、文化、经济相结合， 构建服务杨凌三农新模式，促进城乡一体化进程。B2B 电子商务交易平台为企业与个人提供发布和获得各类农产品供求 信息、农业科技知识以及在线 进行农产品交易等渠道，并有效防止伪劣农资产 品进入市场。平台功能B2B 电子商务交易平台，所有农资农产品企业在此注册成为会员之后， 可以免费发布产品、供求信息、合作以及转让信息。企业注册成功后，在一定条 件下，可以在线开店，同时可以直接进行在线购买新鲜的农产品。完成

38、农产品选 购、下单、在线支付、物流配送选择，同时也可以查看所购买的农产品的质量追 溯信息。通过物联网设备，将产品的种植环节、加工环节、物流环节、检测环节、 销售环节等等一一实现透明化，让客户购的放心，用的安心。4.3 应用系统规划4.3.1 农产品及食品质量安全溯源系统4.3.1.1 系统概述产品质量追溯系统实际就是一个强大的电子信息记录和管理系统，利用 RFID 技术，使用电子标签、手持终端和读卡器实现各环节的有机结合，围绕产、 销一体的生产流通环节，针对各个环节进行监控。通过信息化全面记录的手段， 采集各环节具体的基础数据内容，通过有效的数据建模思想和工具，借鉴现代化的科技手段，依托于互联

39、网络，实现建设一套符合社会需求、业务需求，并且标准化、自动化、简单易行的产品追溯系统。 产品追溯系统连接基地、加工、包装、检验、销售等食品及农产品生产及流通的关键环节，同时记录各个环节的相关数据，通过数据通信网络上传数据中心存储。产品追溯系统主要有以下作用： 实现产品全过程追溯，提高产品安全性和市场竞争力; 一旦产品出现质量安全问题，能及时找出原因，有的放矢召回问题产品，将损失降至最低;有助于健全质量管理体系，提高产品质量和管理水平; 满足国外对进口产品的可追溯要求，跨越贸易壁垒，促进产品出口; 有助于提高消费者对企业的信任度，树立良好社会形象。4.3.1.2 溯源体系4.3.1.3 功能介绍

40、追溯系统主要分为三类用户。我们为不同用户提供不同系统界面，使不 同的用户完成不同的功能。系统管理员：通过系统管理界面可以完成以下工作： 产品类别管理：把所有的产品分成蔬菜、水果、水产、家禽、牲畜等，产品类别管理，主要完成对此分类的添加、删除、修改与查询。产品品种管理：产品类别，如蔬菜下可能包含西红柿、黄瓜、辣椒等， 产品品种管理主要是完成对此分类的添加、删除、修改企业类别管理；企业按照所属行业不同可分为，种植企业、加工企业以 及养殖企业等，企业类别管理主要完成对此分类的添加、删除、修改。企业管理：系统管理员通过此功能完成对系统中的所有企业进行管理， 主要包括编辑、修改企业信息，为企业的产品分配

41、追溯链。环节模板管理与追溯链管理：面向不同类型的追溯建立对应的不同追溯环节和追溯链条，以满足消费者对可追溯信息的要求。 企业用户企业基本信息维护：主要是企业维护自身的一些基本信息、联系方式以 及介绍等信息。产品管理：企业通过该功能完成产品的添加、修改与查询。 产品追溯信息管理：企业通过该功能管理具体产品的追溯信息。 普通消费者 普通消费者购买贴有追溯码的产品，在查询终端输入追溯码，查询所购买产品的追溯信息。4.3.2 大田“四情”监测调度管理系统4.3.2.1 系统概述通过网络通信、微电子、传感器等技术的创新集成，建设基于物联网的 大宗作物“四情”监测和调度平台，可针对农田环境(包括空气湿度和

42、温度、土 壤湿度)、光合有效辐射、风速、风向、雨量、图像、视频等开展实时监控，并 实时无线远程传输到信息监控中心，为作物的生育进程、以及灾害的预防、治理, 分析“四情”,开展技术指导及决策管理提供及时、可靠和科学的依据。在利用 仪器检测的同时，各检测点同步开展“四情”人工检测，采集相关数据、对采集 信息进行分类，并与仪器检测结果互补，建立农田环境指标体系和“四情”分类标准，进一步完善平台，逐步实现“四情”检测自动化、动态可视化、田间管理科学化、提高决策管理和服务水平。4.3.2.2 “四情”监测体系小麦(玉米)“四情”监测调度系统应用架构，如图所示：4.3.2.3 系统功能 信息采集负责“四情

43、”信息并实时通过无线或者有线的方式远程传输到信息管理 系统,进行转换处理后进行存储和管理。“四情”信息主要包括各种环境信息如： 空气温湿度、土壤温湿度、太阳光照辐射、风速和风向、降雨量等。图片信息、 视频信息、种苗相关的微生物(孢子)信息以及种苗自身的信息组成，其中环境信 息的采集由小型气象站和土壤传感器完成，图像信息和视频信息的采集则采用多 元化的方式，包括固定摄像机采集，移动设备包括手机、PDA、平板电脑、笔记 本等等，这些设备完成图像和视频的采集后，可以通过 3G、WIFI 等无线网络或 者 INTERNET 等方式将采集信息上传。数据采集方式主要有两种， 一种是自动采集即仪器采集。分为

44、固定式和移动式。 其二是人工现场采集，如农作物生长动态、土壤墒情定期人工分析等。通过系统平台上传至后台的信息管理系统。农情监控 根据现场安装的各种监测设备，比如摄像头、小型气象站等，实时监测现场的灾情发生发展情况、温度、降水等气象情况，做到及时掌握灾情变化趋势。解决灾情发生后不能第一时间赶到的问题。另外通过实施监测也可以在第一时间 内监测到灾情，通过手机短信、电话、电脑等多种途径通知相关部门关注灾情变 化。多田监控图片监控农情分析结合监测数据库的实时监测站数据、气象预报信息、群测群防信息和气 象灾害数据库与信息库的地理图、地质图、灾害历史记录等信息，根据分析预报 模型和指标，对采集的数据进行统

45、计分析，并输出分析结果(文字、表格或图形)。统计分析评价分析农情报表具备自动生产墒情监测报表功能，用户可根据系统评价信息编写监测报 告，实现所有用户对监测报告的查询。4.3.3 设施蔬菜精细化种植应用管理系统4.3.3.1 系统概述设施蔬菜精细化种植管理系统主要由数据采集、实时数据展示、报警提 示以及数据汇总等模块组成。系统通过传感器采集大棚内空气和土壤的温湿度、 光照强度、日照数等数据，通过有线或无线网络传递给数据处理系统，并对数据 进行存储、展示。当数据出现阈值告警时，并可以自动控制相关设备进行智能调 节或发送报警短信。4.3.3.2 系统架构针对设施大棚蔬菜种植，软件平台架构主要分为环境

46、数据采集及分析、 大棚自动化系统控制、远程视频监控几大部分，设施蔬菜种植平台架构如下：4.3.3.3 业务流程蔬菜精细化种植业务流程4.3.3.4 系统功能 设施蔬菜精细化种植应用系统通过光照强度、空气温湿度、土壤温湿度、日照数等无线传感器，对蔬菜大棚内的对应环境参数进行实时采集，并进行分析。 依据大棚外环境信息和分析结果，自动开启或者关闭指定设备(如远程控制滴灌、 开关卷帘等)。同时在蔬菜大棚现场布置摄像头等监控设备，适时采集视频信号。 用户通过电脑或 3G 手机，随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和智 能调节远程自动化设备。种植环境数据采集 土壤温湿度、空气温湿度、光照强度等生长环

47、境参数对蔬菜的生长有重要影响。传统的种植方式，无法对这些生长环境参数进行实时监测与定量、定性分析。利用传感器实时采集数据信息，通过网络的将采集的数据进行传输，实现对土壤温湿度、环境温湿度、光照等生长环境参数的实时监测，并有效存储数据到历史数据库为生长环境参数对蔬菜种植影响的定量、定性分析提供依据。 温度数据采集 温度数据采集分为：空气温度、土壤温度，蔬菜的生长需要适宜的温度，温度过高或过低都可能导致蔬菜死亡。农业上常用日平均温度、月平均温度和年平均温度来评估蔬菜生长所需的温度环境是否良好。温度数据采集功能就是为温 度环境评估提供可靠的数据参数。湿度数据采集 湿度数据的采集分为：空气湿度、土壤湿

48、度，蔬菜的种植必须在适宜的湿度环境中才能生长出来，所以适宜的湿度对于蔬菜来说也是不可或缺的。蔬菜大棚内的湿度数据采集功能便是实时采集大棚内部的湿度数据，保障蔬菜能够健 康成长。光照强度监测 光照是蔬菜进行光合作用合成糖分进行生长的必要因素，一天中光照强度的分布情况直接影响蔬菜的生长，通过光照传感器进行光照强度的监测，了解光照对蔬菜在不同时间段的影响具有重要作用。 视频环境监测通过在大棚顶部安装监控摄像头，摄像头实时捕获大棚内部的画面，而 后通过网络将画面数据传输给视频处理设备并进行存储。使用者既可以在 PC 机 液晶显示器上看到蔬菜大棚内部的实时画面，又可以通过 3G 手机远程访问来观看大棚内

49、部的实时画面。即可以帮助生产管理者远程了解大棚内蔬菜生长状况，也可以帮助农业专家通过远程监控画面了解蔬菜生长情况，解决种植中的病害难 题。在大棚中选择合适位置安装球机，该球机可全方位旋转，保证了大棚内 的任何角落都在摄像头的可视范围内，图像通过无线网络或视频线进行传输，该 系统采用高精度网络摄像机，系统的清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标 准。在工作间部署网络视频服务器，由网络视频服务器及时处理视频信息， 并上传到机房控制中心显示棚内蔬菜生长的实时画面。并可对历史数据进行存 储，方便随时调阅。阈值报警 当出现被监控点数据异常时可自动发出报警信号，可设定各监控点位的温湿度报警阈值。报警方式包括

50、：软件系统报警、手机短信报警。系统可上传报警信息，并且系统可及时通知值班工作人员。 软件系统报警：蔬菜对土壤温湿度、作物生长养分等生长参数有一定的范围要求。可以通过系统设置参数的上下阈值，当环境参数超出预设的范围时，通过系统做出报警提示。系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的错误 情况会在系统中进行标注，以达到报警的目的。报警可以通过平台弹出窗口，手 机查询等方式实现系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的错误情况会 在系统中进行标注，以达到报警的目的。 手机短信报警：当大棚出现超出阈值设定的高温、低温以及其他报警时，手机短信报警系统会迅速将报警短信发给工作人员，实现大棚真正意义的“

51、自动 控制、无人值守、应急报警、有人干预”的控制原则。设备控制 智能大棚物联网远程设备控制对设备的控制实施模糊运算和多时段目标值控制理论：系统具有每天多个时间段的独立目标温度、目标湿度、目标风速、目标风向设定，相邻目标值间软性过渡，防止环境参数的突变对作物的伤害。 并且通过该系统，可查看当前所有自动化设备的运行状态，并可以进行远程自动化控制和管理。点击系统按钮、操作鼠标实现对种植设备的远程自动化控制，如打开风机通风降温、打开卷帘内遮阳等。数据查询可查看大棚的实时种植数据信息，包括大棚编号、种植蔬菜品种、空气温湿度、光照强度、土壤温湿度、日照数情况，可通过选择大棚的名称、种植蔬 菜的品种等进行数

52、据查询筛选。种植分析 针对蔬菜大棚种植环境数据，物联网将对这些数据进行智能分析，负责对采集的数据进行存储和信息处理，为用户提供分析和决策依据，用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。 远程专家诊断通过远程专家系统，可以查看设施大棚的蔬菜种植环境数据、视频图像 信息，经过专家的远程诊断分析，对蔬菜生产的环境调节进行指导，并通过视频 图像诊断蔬菜的长势情况及病虫害情况并提供生产建议。统计汇总 数据汇总主要把数据采集模块采集的数据按照设定的频率存储到数据中心，为以后的定量定性分析提供依据。通过实时数据汇总模块提供历史数据的统计分析等报表服务。汇总统计为用户通过环境信息得到相关参数提供了方便，通过

53、计算机或 手机远程访问的方式，用户可以对所要实现自动控制的参数(温度、湿度)进行设 置和完成参数的获取，即时了解蔬菜大棚中的生产管控情况，以数字、图形和图 像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，系统可在线实时 24 小时连续 的采集和记录大棚内的温度、湿度、光照强度、日照数等各项参数情况。实时显示、记录各监测点的温湿度值和曲线变化，统计温湿度数据的历史数据、最大值、最小值及平均值，累积数据，报警画面，用户可随时打印指定 时间段的温湿度数据及运行报告。4.3.4 畜禽精细化养殖应用管理系统4.3.4.1 系统概述家禽精细化养殖管理应用系统，利用现代信息技术准确掌握家禽生育进 程和生长动态，

54、对家禽生长动态以及家禽各生育阶段的长势长相进行动态监测和 趋势分析，对家禽养殖、栋舍管理和防疫出栏进行快捷高效的远程指导，提高精 细养殖和栋舍管理的能力，及时发现养殖中存在的问题，制定家禽养殖和栋舍管 理技术对策，提出家禽养殖和栋舍管理意见或建议，更好地开展技术指导,促进 家禽增产。4.3.4.2 系统架构在养殖棚舍中进行设备部署，设备功能主要包括：畜禽精细化养殖应用系统架构图备注：自动化控制及传感设备以监测点的实际采购情况为准，如因监测 点自动化控制及传感设备有问题或不满足自动化控制的条件，对该自动化控制及 传感设备的控制可以不实现。畜禽精细化养殖应用系统功能结构图4.3.4.3 业务流程畜

55、禽精细化养殖应用系统业务流程图4.3.4.4 系统功能 基础信息管理 基础信息收集授权用户手工录入单条禽舍(本方案以家禽应用为案例描述)基础信息或 以 excel 格式批量添加禽舍基础信息。当用户发现添加的基础信息有误时，用户 可以自己手动编辑修改该条记录;当用户发现该基本信息不合理时，用户也可以 手动点击“删除”按钮删除该条记录。基础信息查询 用户输入禽舍编号、所属养殖基地等条件，查询鸡舍的基础信息。 养殖环境监测在鸡舍内对空气温湿度、氨气、二氧化碳 4 个环境参数进行监测，监测数据通过有线或无线网络传递到数据处理系统。 养殖视频监控实时监控 用户通过远程控制安装在监测点的视频监控设备，多角

56、度的观察鸡舍内的情况。同时，将拍摄的视频图像，实时传输到后台系统。远程控制 授权用户通过鼠标操作可以远程控制大棚内的自动化控制设备。其中，对于具体的自动化控制设备，以鸡舍内的实际情况为准。数据查询 可以查看禽舍内的实时养殖数据信息，包括禽舍编号、空气温湿度、氨气、二氧化碳等情况，可以通过选择禽舍的名称、输入鸡舍的负责人等进行数据查询筛选来查看养殖环境监测信息。 阀值设置设置环境参数的阈值，其中环境参数包括空气温湿度、氨气、二氧化碳。 报警提示 系统采集到环境信息后，后台自动将采集到的禽舍内的空气温湿度、氨气及二氧化碳与预先设置的阈值进行对比。当大棚内的空气温湿度、氨气、二氧化碳 4 项环境参数

57、中有一项或某几项环境参数超过阈值时，系统将发出系统告警信息提醒管理人员。统计分析 授权用户通过时间段(不含上限)、养殖基地名称、禽舍编号、等条件统计分析存栏量、产蛋量、饲料量等，并可将分析统计的数据结果以 excel 的形式导出。4.3.5 林果培育智能化应用系统4.3.5.1 系统概述大棚林果培育智能化应用系统通过光照强度、空气温湿度、CO2 等传感 器，对大棚内的对应环境参数进行实时采集，并进行分析。依据环境信息和分析 结果，自动开启或者关闭指定设备(如远程控制滴灌、开关卷帘等)。同时在大棚 现场布置摄像头等监控设备，适时采集视频信号。通过现场采集植物营养信息、 土壤养分信息、农业残留检测

58、信息，导出检测数据， PC 机手工录入，通过报表 的形式展现给用户，方便用户决策分析。用户可以通过电脑或 3G 手机，随时随 地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和智能调节远程自动化设备。4.3.5.2 系统架构4.3.5.3 系统功能1、种植环境数据采集空气温湿度、光照强度、CO2 等生长环境参数对大棚林果的生长有重要 影响。传统的种植方式，无法对这些生长环境参数进行实时监测与定量、定性分 析。利用传感器实时采集数据信息，通过网络的将采集的数据进行传输，实现对 空气温湿度、光照强度、CO2 等生长环境参数的实时监测，并有效存储数据到 历史数据库为生长环境参数对林果种植影响的定量、定性分析提供

59、依据。2、视频环境监控 通过在大棚顶部安装监控摄像头，摄像头实时捕获大棚内部的画面，而后通过网络将画面数据传输给视频处理设备并进行存储。使用者既可以在 PC 机液晶显示器上看到大棚内部的实时画面，又可以通过 3G 手机远程访问来观看大 棚内部的实时画面。即可以帮助生产管理者远程了解大棚内果树生长状况，也可 以帮助农业专家通过远程监控画面了解林果生长情况，解决种植中的病害难题。 在大棚中选择合适位置安装球机，该球机可全方位旋转，保证了大棚内的任何角落都在摄像头的可视范围内，图像通过无线网络或视频线进行传输，该 系统采用高精度网络摄像机，系统的清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标 准。在工作间部署

60、网络视频服务器，由网络视频服务器及时处理视频信息， 并上传到机房控制中心显示棚内林果生长的实时画面。并可对历史数据进行存 储，方便随时调阅。3、阈值报警 当出现被监控点数据异常时可自动发出报警信号，可设定各监控点位的温湿度报警阈值。系统可上传报警信息，并且系统可及时通知值班工作人员。软件系统报警：作物对土壤温湿度、作物生长养分等生长参数有一定的 范围要求。可以通过系统设置参数的上下阈值，当环境参数超出预设的范围时， 通过系统做出报警提示。系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的错误 情况会在系统中进行标注，以达到报警的目的。报警可以通过平台弹出窗口，手 机查询等方式实现系统允许用户制定自定