智慧畜牧养殖云平台产品解决方案

智慧畜牧养殖云平台产品解决方案

目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、 背景及需求分析 背景及需求分析畜牧业发展现状近些年来，随着强农惠农政策的实施，畜牧业呈现出加快发展势头，畜牧业生产方式发生积极转变，规模化、标准化、产业化和区域化步伐加快。目前，畜牧业产值已占中国农业总产值的34%，畜牧业发展快的地区，畜牧业收入已占到农民收入的40%以上。中国畜牧业在保障城乡食品价格稳定、促进农民增收方面发挥了至关重要的作用，许多地方畜牧业已经成为农村经济的支柱产业，成为增加农民收入的主要来源，一大批畜牧业优秀品牌不断涌现，为促进现代畜牧业的发展作出了积极贡献。痛点需求分析牧场管理混乱管理者无法实时掌握牲畜的生长环境及生长情况；科技支撑不足，无法实现牧场的自动化管理，大量人工成本投入，导致生产效率底下；牲畜放牧时无法了解每个牲畜的实时位置信息，导致可能丢失，造成经济损失。食品安全和销售问题食品安全问题是重中之重，没有对肉品、乳品生产、加工、运输、销售各环节有效的监管手段，食品质量无法保障；滥用药物、抗生素、兴奋剂等，导致药物残留在动物体内，影响乳品、肉制品等食品质量；销售手段单一，销售中间环节繁多，大部分利益被中间环节占据。无法及时预防疾病无法及时发现疫情，进行有效预防及治理，避免疫情大规模蔓延。无法保证及时繁殖牧场繁殖是牧场效益的重要保障，降低牲畜空怀天数、提高妊娠率可有效提高牧场效益、迅速扩大牧群规模、节约冻精消耗。建设意义因畜牧行业具有基数大、管理难等特点，建设智慧畜牧养殖云平台，提供畜牧业物联网底层的终端模组、网络接入，中间层的设备管理、运营管理、通用使能、应用使能及上层的应用平台（包括奶牛的发情监测、产奶管理、养殖管理、定位管理、保险理赔等），运用物联网手段实现牲畜的自动化管理，提供智慧畜牧业端到端的物联网解决方案，可挺高主营业务的连接数量、提高畜牧业的精细化管理，能够有效的为用户节省人力、提高产奶量、提高效率，进而提高收入。平台对牲畜活动和行为数据采集和监测，通过平台数据分析，优化畜牧行业流程管理；通过监测数据分析，辅助畜牧养殖，提升畜牧行业产值。具体实现如下：1.提供统一的终端接入方案平台对接不同厂商的硬件设备、通信协议，为不同畜牧养殖业务类型的物联网应用终端提供统一的数据接入方案，极大降低了终端接入的难度和成本。2.提供统一的基础运行环境物联网平台与传统的应用平台相比，具有底层终端类型繁多、数量庞大、行业应用复杂的特点，终端数量规模为百万级甚至更高。物联网平台采集、处理、分析大量数据，为物联网应用提供统一的运行环境，实现数据的高时效调度与处理，并保证数据的安全性、一致性。3.提供统一的安全管理和门户支撑集成各业务系统的认证信息，提供统一的安全认证；面向不同使用对象，通过门户技术实现个性化服务，实现信息整合应用。4.提供统一的数据管理及数据交换对不同种类的终端及海量数据集中管理，并提供标准化数据输入输出，通过平台连接各种业务相关的异构系统、应用以及数据源，满足系统之间数据共享。解决了应用系统建设的信息孤岛问题，数据平台的统一性让大数据分析成为可能。5.提供多场景应用平台环境支撑提供畜牧养殖多场景的应用平台环境支撑，包括环境监控监测系统、移动定位系统、发情监测系统、食品溯源系统等。解决方案系统架构平台总体架构采用多层架构，包括物联网终端模组、网络接入、连接管理平台、通用使能平台、应用使能平台及应用平台等，平台采用时下主流的微服务架构设计，可在任何一个架构层面根据实际需要进行快速开发及修改功能，对日后系统的升级改造提供良好的可扩展性。系统在各层之间的数据交互方式实现多样性，便于数据的共享和与其他系统的对接，为日后系统整合提供有利条件。智慧畜牧养殖云平台产品功能智慧畜牧养殖云平台主要由通用使能子系统、应用使能子系统和运营管理子系统组成。通用使能子系统数据采集主要提供畜牧物联网设备数据采集功能，可对接不同厂商不同采集及传输协议的物联网协议，其中包括TCP、UDP、MQTT、COAP及HTTP等协议的设备接入功能，并将接入的设备进行分类，按分类后的结果对设备上传数据进行数据包解析，将数据上传至数据库，本功能点无前台界面。数据管理数据管理实现数据清洗、元数据管理、数据监控、设备会话及报表以及设备数据状态的管理。数据管理的目标使用人员是各企业自己的物联网设备管理员，用户只有在添加设备之后才能够看到相关设备的数据并进行相应的管理操作。设备管理设备管理实现对设备的添加、修改删除、批量导入、批量导出等功能，后台实现设备状态的更新（包含但不限于在线、离线、故障等状态）。设备管理的目标使用人员是各企业自己的物联网设备管理员，用户能用该模块的前提是用户已经创建应用，用户只有在选定应用之后才能为相应的应用添加设备。安全管理安全管理主要是为保证平台的底层到应用的全方位数据安全。在设备方面，平台提供安全链接鉴权码，设备在入网上传数据的时候，只有通过鉴权验证之后才能够正常进行链接通信；在用户方面，平台提供接入安全验证，只有在经过验证之后的用户才能够正常访问并使用平台。规则引擎规则引擎实现功能点有：预警阈值设定，告警规则设定，报警触发的项目管理以及报警联动即报警后的下一步动作设定。规则引擎模块主要完成设备报警规则的设定，主要分为两种报警：一种是主动报警，即设备报文中包含报警信息字段；另一种是规则报警，即根据设备上报的数值触发报警信息。应用管理应用管理模块主要完成应用的创建、修改、删除；应用租期的管理及应用配额的校验。应用管理的目标使用人员是各企业自己的物联网设备管理员，用户能用该模块的前提是运营管理人员在运营管理子平台中已经为该用户绑定项目并创建配额并且要求用户在有效的使用期内。能力开放能力开放模块主要提供应用使能层面的应用使能能力，以API的形式提供用户或者二次开发商的开发接口。应用使能子系统应用使能子系统主要实现奶牛的发情监测、畜牧养殖管理、环境监测、自动定位及视频监控等功能发情监测通过分析设备数据判定牛只是否发情，发情后主动推送发情设备绑定的牛只信息到应用系统。养殖管理牧场的牛只管理、人员管理、养殖管理等基础信息的管理。环境监测对牧场及牧舍的环境进行监测，包括空气温湿度，光照强度、CO2浓度、氨气浓度、硫化物浓度等，并可对风机、遮阳幕、自动添水填料系统进行自动化控制。定位系统定位系统，采集牛只的定位数据，省去上层应用的坐标系转换工作；视频整合统一主流视频厂商海康、大华、宇视主流国标的前端摄像机的码流，将各种码流进行统一转码，将转码数据提供给上层应用，做到应用系统对视频设备的无感知。应用使能为上层用户提供统一api接口，验证用户请求信息。包括发情监测能力、环境监测能力、养殖管理能力、位置服务能力及视频整合能力等。运营管理子系统运营管理运营管理模块主要实现运营管理过程中的合同管理、设备厂商的管理、设备到物联网卡的绑定、各项目中的设备配额管理、设备出厂后的导入功能。只有在运营管理中导入的设备才认为是有效设备，用户在添加设备的时候需要验证，验证是在运营管理平台添加的设备之后才能够被绑定到牛只。同时运营管理平台计算各项目或设备的运营计时，按时开通、按时关闭。平台管理平台管理实现对畜牧物联网通用使能子平台、畜牧物联网应用使能子平台、畜牧物联网运营管理子平台的基础管理功能，包括统一的日志管理等非功能性平台级管理。同时，还有设备的接入方式管理、设备联网方式管理、设备操作系统管理等管理功能。用户管理用户管理主要完成对畜牧物联网通用使能子平台、畜牧物联网应用使能子平台、畜牧物联网运营管理子平台的用户管理，包括角色管理、权限管理等。产品优势系统前端采用Vue.js可实现前后端分离，Vue.js是一套轻巧、高性能、可组件化的MVVM库，是一套构建用户界面的渐进式框架。前端可快速迭代，快速响应接入平台租户的前端页面的各种定制需求。SpringCloud/SpringBoot：系统采用微服务架构采用单体式编码方式很难实现的功能提供了模块化的解决方案，单个服务很容易开发、理解和维护。1、服务灵活、易扩展，可根据接入设备数量平滑扩展服务数量。2、微服务架构模式每个微服务独立、业务简单，易于代码重构和功能的持续升级。系统采用分库分表技术--内存数据库radis、MongoDB及MySQL，提高数据吞吐能力及数据处理速度。系统采用Kafka消息中间件，kafka可有效提升物联数据采集的吞吐量，通过集群以及缓存技术，可有效保证采集数据的低延迟和高吞吐量。应用场景环境监测：牧场及牧舍的气象环境监测，养殖人员可实时了解牲畜的生长环境信息；发情监测：对奶牛的发情进行监测，建立奶牛运动档案，实时监测奶牛的运动量，当奶牛连续出现较大运动量，说明奶牛躁动，在妊娠期，立即发送短信至相关负责人。降低奶牛空怀天数、提高奶牛妊娠率、可有效提高牧场效益、迅速扩大牛群规模、节约冻精消耗，保证牧场效益。视频监控：养殖人员可远程实时查看牲畜的生长情况信息；养殖管理系统：为牧场的牛羊、人员等建立档案，实现精细化的养殖管理；自动定位系统：对应用于自动放牧的场景是，为牲畜实现自动定位，防止牲畜走失造成经济损失。商务模式与资费参考在商务模式方面，支持传统ICT项目以及云服务租用两种模式。ICT项目模式ICT项目操作的标准流程为：（1）我方与各级城市管理部门进行业务和技术交流，充分了解客户业务需求，及时获取项目信息；（2）根据客户业务需求，提供定制化的智慧城市管理物联网解决方案；（3）客户组织资金，进行相关项目申报审批，并经公开招标后，我方中标承接项目，负责项目建设实施。公有云服务租赁模式云服务租用模式根据用户接入的设备数量、种类，是否需要对接、联调测试等按实际情况收费，为用户提供“共有云”服务。典型案例内蒙古自治区x养殖合作社项目项目概述由于x合作社为用户代养羊的需求，客户需要远程查看羊的生长情况（通过视频监控的方式），羊的生长环境（牧舍、养殖场的空气温湿度、光照强度、有害气体浓度等），羊的身体状况（运动量、饮食信息、饮水信息、疾病信息等），所以需要借助物联网的手段为养殖场建立科学的养殖管理方法及自动监控设备及平台。建设内容包括：为1000只羊佩戴耳标及项圈设备，实时监控羊的身体状态、运动量、疾病信息（通过对羊的饮食状况进行分析）等，上传至畜牧物联网使能平台；气象环境监测站：为3个羊舍每个