智慧畜牧物联网平台产品解决方案

智慧畜牧物联网平台产品解决方案政策背景 2解决方案 4商务模式1.1物联网行业现状l产业规模：截止到2018年我国物联网市场规模超过1.36万亿元，预测到2020年规模将超过2万亿元，2014-2018年复合增长率达24.7%。市场前景广阔。l平台需求：随着物联网技术的不断发展，大量设备连接入网，传统通道式应用遭遇瓶颈，平台使能的重要性逐渐凸显。因此，平台服务是海量连接的生态聚合点，也成为各方争夺的重点。使能平台的建设将为各个行业物联网产业发展提供前所未有的机遇。传统应用引入平台后传统应用1.2畜牧行业物联网现状改革开放至今近40年改革开放至今近40年，中国畜牧行业得到飞速发展，畜牧业作为我国重要的产业组成部分，2013年以来其产值规模不断走高。据农业部统计数据显示，2013年我国畜牧业总产值为28436亿元，2016年达到31703亿元，首次突破3万亿元，改年涨幅也达到了近年来的最大值6.46%。由于2017年农业部畜牧业产值数据并未公布，但从畜牧业2017年的发展状况来看，预计2017年全年我国畜牧业产值规模仍进一步增长至32376亿元，涨幅将会比2016年有所下降，至2.12%左右。2013-2017年中国畜牧业产值规模变化趋势图（单位：亿元，%）1.3物联网在畜牧行业的应用实现牧场精细化管理实现牧场精细化管理nn通过物联网对牧场的环境监控、视频监控，使管理者实时了解牲畜的生长环境和生长情况信息；n通过对牛羊佩戴耳标，实现对每头牲畜的自动化管理，节省人工成本投入，提高生产效率；n通过对牛羊佩戴定位项圈，放牧时了解牲畜的位置信息，防止丢失造成经济损失；保证牲畜及时繁殖保证牲畜及时繁殖nn通过对奶牛佩戴发情项圈，能够监测奶牛的发情状况，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，保障牧场效益。食品质量及追溯食品质量及追溯nn实现对肉品、乳品生产、加工、运输、销售各环节有效的监管手段，保证食品质量及源头追溯；实现预防疾病实现预防疾病nn通过物联网设备对牲畜的行为进行分析，可预测牲畜是否生病，进行有效的预防，防止疾病大规模产生及蔓延；1.4物联网相关政策工信部2017年11月《工业和信息化部关于第五代移动通信系统使用3300－3600MHz和4800－5000MHz频段相关事宜的通知》工信部2017年6月《工信部印发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》工信部2017年1月《物联网发展规划(2016-2020年)》国务院2016年12月《“十三五”国家信息化规划》国务院2016年11月《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》国务院2016年7月《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》发改委2016年5月《2016年停车场建设工作要点的通知(发改办基础〔2016〕718号》发改委2013年11月《2014-2016年国家物联网重大应用示范工程区域试点工作的通知》国务院2013年9月《物联网发展专项行动计划》国务院2013年3月《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012—2030年)》杭州2016年9月《杭州市物联网产业发展“十三五”规划》无锡2012年8月《无锡国家传感器创新示范区发展规划纲要（2012-2020）》重庆2014年12月《重庆市加快物联网产业发展行动计划》宁波2015年6月《宁波市人民政府关于加快发展智能装备产业的实时意见》北京2012年3月《智慧北京行动纲要》2015年12月《（中国制造2025）北京行动刚要》2016年1月《关于积极推进“互联网+”行动的实施意见》上海2016年2月《上海市推进“互联网+”行动实施意见》广州2012年9月《关于建设智慧广州的实时意见》深圳2016年8月《深圳市信息化发展“十三五”规划》 解决方案 3应用场景及 4商务模式2.1智慧畜牧业全景解决方案信息采集网络传输x络畜牧物联网使能平台门户应用集成服务用提供直接稳定的数据支撑及能力开放；包括牧棚物联网监控监测、发情监测、养殖管理、食品溯源等；并提供建2.2智慧畜牧物联网平台功能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。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。物联网使能平台采集、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。对不同种类的终端及海量数据集中管理，并提供统一的数据共享和交换功能，通过平台连接各种业务相关的异构系统、应用以及数据源，满足系统之间无缝共享和交换数据。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。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、养殖管理系统、移动定位系统、发情监测系统、食品溯源系统等。2.3平台总体架构安全行为安全行为智能分析数据安全云平台安全物联网平台安全应用平台应用平台应用安全应用安全应用应用使能发情信息发情信息位置信息环境信息身体状态信息……通用使能业务通用使能业务使能平台数据采集数据转换数据清洗设备数据翻译规则数据存储元数据管理数据管理设备管理数据采集连接管理平台蜂窝（远距）网络连接管理非蜂窝（固网、短距网络传输安全感知设备安全网络传输安全感知设备安全物联网模组终端（耳标、项圈、视频摄像头等）2.4平台技术架构安全管理安全管理应用层html5html5VueVuejavascriptjavascriptcsscsshttphttp/postZuulAPI网关Server服务注册 微服务1--ZuulAPI网关Server服务注册 微服务1----、 微服务3-----微服务数据通信服务层数据存储层UDP数据源数据源传感器1传感器2…传感器n运维监控运维监控使用的技术：2.5平台安全架构处理应用层处理应用层云平台安全虚拟化计算资源/网络资源/存储资源安全虚拟化计算资源/网络资源/存储资源安全平台鉴权数据加密n基础设施安全公有云（由公有云保障）私有云（自建防火墙等设备）n数据接入鉴权、数据加密等技术保障数据的安全性网络传输层网络传输层传输协议安全和加密传输自组VPN解决方案数据传输安全数据传输安全n采用标准的UDP/CoAP协议，传输层安全由运营商保障；n私有云可采用VPDN、专线的方式保障传输安全；感知设备层感知设备层感知设备安全感知设备安全n设备端采用TEA算法加密，加密数据块为8字节，秘钥块为16字节，对于业务数据不满8位或者不是8位整数倍时，采用随机数进行填充。2.6产品关键技术n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。nSpringCloud/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。n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。n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。2.7部署形态[1]–--私有化部署n平台支持政府及大型企业用户的定制化开发及私有化部署（平台相对于阿里、华为、基本粒子、移动等厂商的优势）。部署方式如图所示：2.7部署形态[2]–--共有化部署n平台支持公有化的部署形式，可部署至沃云、阿里云、华为云、腾讯云等共有云平台上，对外提供服务；部署方式如图所示：公众用户公众用户InternetInternetInternetWeb应用防火墙行业应用精细化管理平台容器服务Kubernetes弹性伸缩专网VPC负载均衡弹性伸缩专网VPC负载均衡云监控安全数据库安全数据库存储存储公有云部署2.8产品私有化部署要求n平台支持虚拟化和容器化部署环境；n各省份或用户如想私有化部署平台，最小化部署需求如下：需求名称服务器名称数量VCPU内存(GB)硬盘服务器需求数据采集服务器28数据库服务器28系统管理服务器148应用使能服务器148对外接口服务器148合计744网络需求具有20M带宽的固定ip，公网ip或可映射到公网安全需求等保二级和等保三级，根据用户需求而定 2解决方案 3应用场景 4商务模式4.1牧场环境监控监测智慧畜牧物联网平台采集器、控制器、光照光照风机湿度饲料添加4.2养殖管理系统牧场管理牧场管理）；牛只管理牛只管理人员管理疾病管理疾病管理通过监测设备（感应器或视频监控）记录牲畜的饮食信息（关键是饮4.3自动定位系统通过牛羊的脖颈上佩戴GPS定位防丢器防止在自由放牧时牲畜走失，造成经济损失。定位器定时采集信息上传至智慧畜牧物联网平台。并可实现历史轨迹查询、电子围栏等功能，当牲畜超出预先设定的范围时平台将告警信息发送至相关责任人，用户可在手机端随时随地掌握牛羊的即时位置情况。产品展示平台截图4.4发情监测系统,采集的数据上传到控制器，控制器将数据汇集到人。降低奶牛空怀天数、提高奶牛妊娠率、提高牧场效益、迅速扩大牛群规模、节约冻,保证牧场效益。传感器