有机蔬菜种植物联网系统应用与示范可研报告

兵团第十二师科技项目可行性研究报告计划类别： 电子与信息项目名称：有机蔬菜种植物联网系统应用与示范申请单位：新疆伍怡天宇国有资产管理有限公司组织单位： 十二师科技局兵团第十二师科学技术局2015年3月

项目信息表项目名称有机蔬菜种植物联网系统应用与示范申请单位新疆伍，恰天宇国有资产管理有限公司所属技术领域匚J1.农业2.资源3.环境4.生物医药5.新材料6.电子与信息7.新能源8.高效节能9.食品10.纺织11.化工12.农用装备与制造业13.社会事业14.其它主要内容（150字以内）一、 田间地头的现场自动监测设备和传感器的应用性诱虫情自动测报系统；2.灯下虫情自动测报系统；3.苗情和墒情监测系统。二、 农业物联网病虫监测与预警信息平台的应用多种类异构数据库系统；WebService展示应用；病虫监测预警知识库的建立。主要技术经济指标（150字以内）制定相关技术规程1项；建立蔬菜种植物联网系统；培养技术带头人3—人，技术骨干2人，培养基层技术骨干4人；实现年接待参观学习200人次；推广应用到有机产业示范基地建设项目。创新点及可能获得的成果和知识产权研发了昆虫自动计数、昆虫高清图像实时米集技术，墙情、苗情和灾情数据米集技术，达到实时收集农作物病虫基础数据的目的。采用基于大数据处理的多异构海量农作物病虫及生长环境的基础数据集成技术，解决了文本、数字和图像等异构数据在存储、关联、调用、分析、查询、输出、展示等各环节中的稳定性、时变性、面向主题和集成性。融合虫情、墒情、苗情和灾情的农作物病虫监测基础数据，建立了相应的专家知识库，开发了基于遗传基因智能算法的农作物病虫监测预警系统。经费概算总投资78.4万元申请拨款50万元单位自筹28.4万元银行贷款起止年限2015年-2017年申报日期2015年编写说明项目可行性研究报告编写要求：总体目标集中、明确、可考核，要充分考虑经济、技术等方面的可行性；任务和内容重点突出，课题设置合理，各课题之间关联度高；所选的技术路线切实可行，关键点突出、有所创新；配套条件落实；管理措施具体；经费预算依据充分，支出合理符合有关规定，配套经费落实；报告涉及到外文缩写要注明全称。本报告规定为A4，内容一律用小三号宋体字打印，标题用三号黑体字打印，一式2份。项目可行性研究报告编写内容一、项目摘要农业物联网是利用现代工程技术和工业化生产方式，为动、植物提供适宜的生长环境，充分发挥土壤、气候和生物潜能，在有限的土地上使用较少的劳动力，以获得较高的产量、品质和经济效益的一种现代高效农业生产方式。其中水肥浇灌控制依托现代工程技术和生物技术，将植物置于人为调控之下，最大程度地满足和协调植物生长对光、热、水、气和营养物质的需要，提高农业生产力，实现绿色生产，保障农业的可持续发展。二、项目的意义和必要性（含技术突破对行业技术进步的重要意义和作用等），预期成果对国内外现状和技术发展趋势，市场需求分析。（一）项目意义与国内外现状农作物病虫害是我国农业增产增收的一大限制因子，每年因为病虫害造成的产量损失达5-30%，对病虫害发生的实时准确预报是粮食产量增产的重要保障。目前尽管从国家、省、县有完善的植物保护信息系统，但是用于植物病虫害预测预报的仪器设备严重匮乏。国内外对病虫监测与分析预警工作开展了很多年，实用的系统多是基于温度湿度等气象因子建立的模型进行预测预报，实质性的利用虫体、病原菌本身的传感监测利用尚处于研究阶段。对于方兴未艾的物联网技术在大田层面基本没有涉及，多数停留在手工方法或简单的单机数据处理方法或局部联网监测，采用物联网技术来解决大范围的多种类病虫基础数据的病虫监测与分析预警，国内外相关或类似的技术尚不成熟。专家知识库技术已经发展了多年，在有些领域应用已经十分成熟，而农业专家库的地域性特别强，和作物品种，地质情况，气象条件，灌溉水资源，病虫害发展等密切相关，而国内在农业专家知识库的积累上起点低，开展晚，信息化手段不全，需要的时间长，跨度大，导致专家库的积累具有相当的难度。数据分析引擎主要将采集的当前数据和历史数据库知识库结合在一起，通过专家知识的指导，挖掘分析出病虫发展趋势的数据结果。数据分析引擎的关键是利用当前和历史数据，进行关联预测分析，涉及到近年来发展起来的10余种数据挖掘与计算智能方法。但将计算智能学科最新发展起来的理论，用于预测病虫生规律从而进行预警，尚无大规模的成熟研究和应用。（二）项目必要性在我国耕地资源日益减少、水资源严重短缺、人口不断膨胀、需求快速增加、环境问题日益突出的大背景下，要保障粮食安全和农业可持续发展，使农业产量及品质与农业投入同步匹配增长，实现农业高产、高效、优质、生态、安全”的协调发展目标，必须依靠科技进步，大力发展现代农业，努力提高农业生产的技术装备水平，进而大幅度提高农业单产水平、生产效率和资源利用效率，确保我国可持续的农业综合生产能力。此项目位于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市五一农场，此平台最终建设目标是搭建一个从农产品种植、采摘、生产、加工、检测、仓储、物流、销售全过程可追溯的综合信息平台，消费者通过扫描终端产品的二维码就能快速直观的了解该产品以上各环节的所有信息，并且可调取该批次产品的从农田到餐桌的全程视频信息，真正做到买得放心，吃的舒心。三、项目的基础条件：与项目相关的前期工作情况，现有技术基础和工作基础，包括前期所取得的成果或技术（工艺）情况，区内外在该技术领域的专利情况，相关领域的试验及示范基地建设情况，研究开发队伍和产学研结合等情况。合作单位：浙江托普仪器有限公司公司自成立以来研发生产了种子检验仪器系列、土壤检验仪器系列、粮油食品检化验仪器系列、植物病虫害检验仪器系列、植物生理仪器系列、食品安全系列以及设施农业物联网系统等专用仪器，产品销往全国各地，并远销东南亚，非洲等地，在农业、林业、气象、水利、环境、农产品检测等领域得到了广泛的应用和普遍的好评。在农业信息化领域积累的大量科研技术基础。近年来，企业技术创新工作前移，重点跟踪前瞻技术发展趋势，瞄准国外同行先进企业，及时跟进行业新技术领域的研究，通过自主创新、消化吸收再创新以及产学研合作等多种途径，取得多项技术创新成果，在国内同行业中具有明显的优势。公司在多方面引领着行业技术进步同时，企业本身得到了更为全面的发展。到目前为止，公司拥有60多项知识产权，包括已申请发明专利7项，其中2项发明专利已授权，实用新型专利19项，外观专利2项，软件著作权27项，软件产品登记证书17项。四、项目的主要研究内容。（一） 田间地头的现场自动监测设备和传感器的应用性诱虫情自动测报系统主要涉及3方面的内容：捕虫、红外杀虫、接虫和储虫等装置的自动控制系统软硬件的应用；高清图像采集与3G无线传输硬件和软件的应用；落虫口自动计数子系统的硬件、软件和算法的应用。灯下虫情自动测报系统主要涉及3方面的内容：应用不同波长诱集灯的诱虫种类；运用网络远程控制系统的电子和机械装置，完成远程控制转仓、清仓、拍照和开关灯等动作。苗情和墒情监测系统苗情和墒情监测系统应用主要涉及3方面的内容。一是在室外环境中如何稳定的拍摄高达500万像素以上的高清图像。二是在恶劣农业环境下的传感器，包括空气温湿度、土壤温度和水份、土壤酸度及PH值、风速风向、雨量、蒸发、二氧化碳、气压、露点、总辐射、紫外辐射、光照等传感器。三是相应传感器在恶劣农业环境下的近距离无线自组网技术的应用。（二） 农业物联网病虫监测与预警信息平台的应用多种类异构数据库系统需要接入的数据种类繁多，包括Excel、文本、数字和图像等多种异构数据，为适应存储、关联、调用、分析、查询、输出、展示等各环节中的稳定性、时变性、面向主题和集成性的应用要求，不同种类的数据，采用最符合要求的数据库。WebService展示应用为方便用户使用，在Web页面上采用多种展示手段，包括表格、趋势曲线、GIS地图、Flash、视频、3D仿真图形等。病虫监测预警知识库的建立此项工作是一个长期的系统性工作，需要研究的内容较多。包括数据库的设计，有效数据的筛选利用和无效数据的剔除，数据的变换处理，缺失数据的补全，冗余数据的消除，各种数据的相关性分析和同种类数据在不同年度的数据回归分析。在基础数据库的基础上，进步按农作物种类、地域和病虫种类建立专家知识库。五、五、项目的主要技术特点和创新点，关键技术内容，项目实施的技术、工艺路线，可能取得的专利及知识产权分析。（一） 主要技术特点和创新点研发了昆虫自动计数、昆虫高清图像实时采集技术，墒情、苗情和灾情数据采集技术，达到实时收集农作物病虫基础数据的目的。采用基于大数据处理的多异构海量农作物病虫及生长环境的基础数据集成技术，解决了文本、数字和图像等异构数据在存储、关联、调用、分析、查询、输出、展示等各环节中的稳定性、时变性、面向主题和集成性。融合虫情、墒情、苗情和灾情的农作物病虫监测基础数据，建立了相应的专家知识库，开发了基于遗传基因智能算法的农作物病虫监测预警系统。（二） 关键技术昆虫自动计数技术；昆虫高清图像实时采集技术；墒情、苗情和灾情数据采集技术；基于大数据处理的多异构海量农作物病虫及生长环境的基础数据集成技术。（三）技术路线六、项目攻关总体目标，实施年限，具体的考核指标（含主要技术经济指标）及年度计划安排。（一） 总体目标：搭建一个从农产品种植、采摘、生产、加工、检测、仓储、物流、销售全过程可追溯的综合信息平台，消费者通过扫描终端产品的二维码就能快速直观的了解该产品以上各环节的所有信息，并且可调取该批次产品的从农田到餐桌的全程视频信息，真正做到买得放心，吃的舒心。（二） 实施年限：2015年实施200亩示范点（三） 具体考核指标：制定相关技术规程1项；建立蔬菜种植物联网系统；培养技术带头人3—人，技术骨干2人，培养基层技术骨干4人；实现年接待参观学习200人次；推广应用到有机产业示范基地建设项目。七、组织措施及实施方案组织管理的措施项目由三家单位合作开发，在组织管理上采取分工协作，共同开发的合作方式。五一农场作为项目承担单位负责项目的申报、阅审、监督、协助做好项目实施工作，具体工作实施由团场副场长负责；伍怡天宇国资公司负责项目组织实施、资金的筹措、项目经费的支出管理；浙江托普仪器有限公司负责项目技术支持。项目在实施过程中做到责任到单位，明确分工，严格实行项目法人负责制，正确履行招投标文件和各项合同条款，对项目管理，真正做到思想认识到位，工作力度到位，明确任务，责任到人。项目负责人情况及项目研究人员情况（见附表1）附表1：序号姓名性别年龄职务/职称专业在项目中分担任务1颜永新男49总经理经济管理总负责2侯宝生男44副场长财务会计负责项目审查，和与师相关部门对接3张新兵男49副总经理经济管理负责监管项目实施4黄超男34副总经理农学负责监管项目实施5谢永健男51财务经理财务会计项目费用管理6王文庆男46部门经理农学负责项目具体实施7王文学男48部门副经理植物保护负责项目具体实施8陈淑杰男26投资发展部主管植物保护项目材料撰写及申报工作9焦贺军男31五一农场农业科科员园艺项目申报审查申报工作10寿仕威男40分公司经理销售项目技术负责

八、项目总投资预算，资金筹措及来源渠道。1、经费预算项目经费预算表单位：万元经费来源预算经费支出预算科目预算数科目预算数备注来源预算合计78.4支出预算合计78.4一、上级拨款50一、人员费6.7二、单位自筹28.4其中：课题负责人6.7三、银行贷款主要研究人员二、设备费60.81、购置费60.82、试制费三、示范区建设费8.91、材料费8.92、燃料及动力费3、测试及化验费四、课题研究经费21、技术引进示范费2、仪器设备费3、试验研究费4、鉴定测试费0.55、培训、考察费1.52、经费来源该项目总投资78.4万元，申请师科技经费支持50万元，单位自筹28.4万元。九、项目预期成果的经济、社会、环境效益分析，与国内同类产品或技术的竞争力分析，成果应用和产业化前景分析，风险分析1、 技术经济效益分析（含经济效益、社会效益、环境效益）经济效益分析：该项目为科技指导类项目，对项目区本身带来的经济效益附加值能力相对较低，但通过该科技技术的指导，使项目区域产量、品质增加是肯定的。所以该项目对项目区经济效益起到促进效果。社会效益分析：通过物联网种植系统的应用，可以是客户了解该产品各环节的所有信息，并且可调取该产品的从农田到餐桌的全程视频信息，真正做到买得放心，吃的舒心。环境效益分析：该项目可以实时监控项目区的环境情况，为该区域的气候环境可以直接了解，可以对以后五一农场气候环境监测提供基础数据。2、 项目实施的风险分析（含市场风险、技术风险、管理风险等）市场风险：随着农业物联网行业的蓬勃发展，人们对农业物联网的要求不断提高，本项目的市场需求量将不断扩大。因此，在实现规模生产后，利用原有销售渠道，积极开拓新的市场，以使市场风险降至最低。技术风险：浙江托普仪器有限公司的技术团队在农业物联网应用方面承担过多项省市级项目，积累了较丰富的经验，在农业物联网方面的研发能力方面居全国领先水平，并不断进行相关的技术创新，及时调整相关技术方案，使项目产品技术符合最新的国内外的发展趋势。因此，本项目的技术风险小。

项目申报单位意见申报单位法人代表（签字）：申报单位（盖章）：年月日师科技局审核及立项意见师科技局负责