海口市智慧荔枝大数据信息化建设项目规划方案

海口市智慧荔枝大数据信息化建设项目规划方案Copyright©西安烽云物联网技术有限公司海口市智慧荔枝大数据信息化建设项目规划方案西安烽云物联网技术有限公司二〇二〇年七月目录1. 项目背景 32. 规划目标 53. 设计依据 63.1. 设计标准 63.2. 设计与安装规范 74. 设计原则 84.1. 易用性原则 84.2. 可靠性原则 84.3. 经济实用性原则 84.4. 稳定性原则 84.5. 安全性原则 94.6. 扩展性原则 95. 规划内容 105.1. 总体框架 105.2. 物联网智能监控系统 115.2.1. 部署方式 115.2.2. 系统功能 115.3. 果园生产经营管理系统 235.3.1. 生产管理 235.3.2. 生产档案管理 245.3.3. 加工管理 275.4. 智能灌溉系统 335.4.1. 系统选型 335.4.2. 灌溉制度及用水量计算 335.4.3. 灌溉器选型 345.4.4. 灌区布置 345.5. 质量安全溯源系统 365.5.1. 流程图 365.5.2. 追溯查询结果 365.6. “智慧果园”众筹平台 395.6.1. 企业门户 395.6.2. 众筹平台 405.7. 果园户外LED显示系统 425.7.1. 系统功能 426. 预算清单 45项目背景当前，现代农业发展面临着资源、环境、市场等多重约束。大力发展农业信息化，推动信息技术与传统农业深度融合，不断提高农业生产经营的标准化、智能化、集约化、产业化和组织化水平，努力提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率，是农业突破约束、实现产业升级的根本出路。2015年3月，国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》（国发〔2015〕40号）。《意见》在“互联网+”现代农业一章中明确指出，利用互联网提升农业生产、经营、管理和服务水平，培育一批网络化、智能化、精细化的现代“种养加”生态农业新模式，形成示范带动效应，加快完善新型农业生产经营体系，培育多样化农业互联网管理服务模式，逐步建立农副产品、农资质量安全追溯体系，促进农业现代化水平明显提升。同时，积极发展农村电子商务。开展电子商务进农村综合示范，支持新型农业经营主体和农产品、农资批发市场对接电商平台，积极发展以销定产模式。完善农村电子商务配送及综合服务网络，着力解决农副产品标准化、物流标准化、冷链仓储建设等关键问题，发展农产品个性化定制服务。开展生鲜农产品和农业生产资料电子商务试点，促进农业大宗商品电子商务发展。2016年5月，农业部、国家发展和改革委员会、中央网络安全和信息化领导小组办公室、科学技术部、商务部、国家质量监督检验检疫总局、国家食品药品监督管理总局、国家林业局共同研究制定了《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》。《方案》贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，紧紧围绕推进农业现代化和农业供给侧结构性改革的目标任务，坚持需求导向、创新驱动、强化应用、引领发展的推进策略，着力推动现代信息技术在农业生产、经营、管理、服务各环节和农村经济社会各领域的深度融合，推进农业在线化和数据化，大力发展智慧农业，强化体制机制创新，全面提高农业信息化水平。《方案》明确了未来3年的总体目标，提出到2018年，农业在线化、数据化取得明显进展，管理高效化和服务便捷化基本实现，生产智能化和经营网络化迈上新台阶，城乡“数字鸿沟”进一步缩小，大众创业、万众创新的良好局面基本形成，有力支撑农业现代化水平明显提升。《方案》提出了11项主要任务，在生产方面，重点突出了种植业、林业、畜牧业、渔业，强调了农产品质量安全；在经营方面，重点推进农业电子商务。《海南省农业厅关于印发2015年海南省农业厅工作要点的通知》（琼农字〔2015〕1号）指出推广应用先进实用技术，重点推广农业标准化生产加工与包装等。智慧果园项目的实施将有助果园在种植的产供销各环节得到最理想的管控帮助企业在价值提升利润提升品牌提升方面发挥巨大的作用实现企业的可持续发展，建设私人订制的“智慧果园”。规划目标以信息化技术为手段，以法规标准为依据，按照生产过程有记录、信息可查询、流向可跟踪、质量可追溯、责任可追究、产品可召回的基本要求，融合物联网、云计算和移动互联等技术，建设果园物联网智能监控系统、生产经营管理系统、智能灌溉系统、质量安全溯源系统、“智慧果园”众筹平台。通过构建现代农业及精品水果种植基地，安装智能监控系统并结合物联网、通信技术，实现农业精细化管理、智能远程监测。为产地的土壤、水位、用肥、环境等进行全程实时数据监测，使出产的全过程直观可视，以可视化数据支撑销售；通过智能监控系统，让用户通过线上众筹平台体验订制，并能实时观看到基地种植实景，实现作物从产地到餐桌都可溯源，做到实景式体验营销。建设智能灌溉系统，实现水肥一体化灌溉，实现果园墒情智能控制。实现企业的生产标准化、质量标准化、包装标准化、安全追溯化、责任监管化；从而促进我市农产品生产、加工、流通的标准和规范。设计依据对“智慧果园”的设计，系统软硬件的建设始终坚持高起点、高标准、严要求，遵循科学合理的设计原则、设计标准和设计规范，突出先进性、适用性和经济性，且具有一定的超前性，确保系统建成后达到国际一流水平。采用先进成熟的技术、布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的物联网系统，以达到既能满足大屏幕图像和数据显示的需求，又充分表现卓越的性能和极高的性价比优势。设计标准符合ISO（国际标准化组织）、IEC（国际电工委员会）、ITU-T（国际电信联盟）、IEEE（电气和电子工程师协会）、GB（国家标准委员会）等标准EIA/TIA568EIA/TIA569EIA/TIA-TSB36/40；IEEE802.310BASE-T；IEEE802.5TokenRing；工业标准及国际商务建筑布线标准；ISO/IECJTCI/SC25/VVG3;XT005-95《通信局(站)电源系统总技术要求》中有关集中监控的内容；电网综[1997]472号文《通信电源、机房空调集中监控管理系统(暂行规定)》。GBJ232-82《电气装置安装工程施工及验收规范:电气设备交接试验标准篇》[1983.5.]；BG6510-85《30MHZ~1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》；GB84《通信网技术标准汇编》[1989.10.]；GB50252-94《工业安装工程质量检验评定统一标准》[1994.12.]；JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》；GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》；GBJ42-81《工业企业通讯设计规范》；GBJ115-87《工业企业通信接地设计规范》；GB50174-93《电子计算机机房设计规范》；GB/T5465-1996《电气设备用图形符号》；GB/T50169《电气装置安装工程接地装置、施工及验收规范》；GBF232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》；GB2887-89《计算机场地技术条件》；GJB1649-1993《电子产品防静电放电控制大纲》；GJB3007-1997《防静电工作区技术要求》等国家标准。设计与安装规范GA/T75-1994《安全防范工程程序与要求》；GA/T74-1994《安全防范系统通用图形符号》；GA/T70-94《安全防范工程费用概预算编制办法》；JGJ/T16-1992《民用建筑电气设计规范》；GB50198-1994《民用闭路监控电视系统工程技术规范》；GY/T106-1999《有线电视广播系统技术规范》；GB50200-1994《有线电视系统工程技术规范》；GB242《电工电子产品基本环境试验规程总则》；GB2422《电工电子产品基本环境试验规程名词术语》；GB2423.l《电工电子产品基本产品试验规程，低温试验方法》；GB2421.2《电工电子产品基本环境试验规程，高温试验方法》；GB4943《数据处理设备的安全》；《LucentSYSTEM结构化布线系统设计总则》；《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》；《建筑与建筑群综合布线工程施工安装规范》。设计原则易用性原则易用性是指系统使用的方便程度。由于系统的使用者非常多：上到政府主管部门，下到企业工作人员。使用者的行业知识水平、对农业标准化系统的了解程度、对概念的认知程度都大不相同，特别是节点企业大部分使用人员信息化应用水平偏低，这就要求系统界面需要尽量简洁易懂，使系统使用者能够在短期内接受、了解、熟知并应用该系统。可靠性原则可靠性指系统中所选用物联网设备、网络设备的设计和制造满足长时间在各种环境下无故障运行能力，主要依靠产品及部件本身的制造工艺、模块的冗余设计、系统的分布处理、软件模块的独立运行、不间断地系统代码升级、机箱和其它公共部件的冗余等来实现。经济实用性原则系统使用的经济实用性是指系统使用成本经济，并且在使用功能上能够满足实际工作要求。在系统开发时，需要对系统进行合理规划，确保系统在满足用户的业务要求的同时，以简单、方便、快捷、经济实用为目标，面向具体的工作应用需求。在系统使用技术上，使用成熟、经济的技术，而不是单纯考虑技术的先进性。稳定性原则系统稳定性是指系统保持正常运行的能力。由于该系统一旦建立，将嵌入到试点企业的所有生产交易经营活动中。一旦系统出现不稳定的情况，将会对企业正常的经营活动造成影响。因此软件系统和配置的各类硬件设备必须安全、稳定、可靠。系统应该采用容错性设计，使得系统局部出现问题不会影响到整个系统的使用。安全性原则全球化的Internet的发展提供了一个开放的公共信息平台，但是也带来了许多问题，如信息的泄密、网络病毒的泛滥、网络黑客的攻击等，这是违背用户接入因特网的初衷的。因此必须采取相应的技术手段和管理手段来保证网络和信息安全。对于本项目来说，安全不是一个扁平概念，涵盖范围很广，涉及到物理设备安全、链路安全、网络安全、应用系统安全及安全管理等多个方面。只有将严格的管理制度落实到各个环节、各个层次，并协以科学的安全工具配合，才能真正提供相对安全的运行环境。扩展性原则扩展性体现在四个方面：系统平台的扩展性：可移植性、跨平台性，充分考虑今后系统升级扩容的需要；数据量的增加和服务功能的扩展，都需要硬件和系统软件的升级或增加，为了保证用户的原有系统平台在系统升级过程中能够平滑过渡，就要求系统在最初设计时就考虑系统软硬件的可扩展性；技术构架的扩展性：选用的技术构架必须具有开放性和平台性，系统设计模块化、构件化，并且能在统一的平台上集成；需求变化的扩展性：充分考虑应用系统需求多变的特性，易于进行功能扩充，并为其它业务应用软件提供灵活的接口，在用户需求和系统运行环境变化时，最大限度地降低由此引发的系统维护，并且随着SaaS应用系统覆盖面逐步扩大，参与企业数量增加，系统在信息存储计算能力上的满足扩展升级；基于接口的扩展性：各系统是一个逐步发展、完善的系统，系统应是灵活的，足以有能力支持未来正常运行的概念。在系统结构上采用结构化、模块化形式，在系统的性能设计上预留外部接口，确保在与食药监、商务局等系统对接时，对原系统的改变最小。随着管理要求的发展，系统可能会承担更多的管理功能，因此在系统功能上需要进一步扩展。规划内容总体框架本方案以智能监控系统、生产经营管理系统、质量安全溯源系统为基础，记录农事生产、种植环境，为“智慧果园”众筹平台提供可视化追溯，向消费者提供全程可溯源的优质绿色农产品。方案建设”智慧果园”众筹平台和质量安全溯源系统两个前端系统，建设智能监控系统、生产经营管理系统支撑前端系统，提高水果质量，让水果种植生产透明可视化，从而提升品牌附加值，探索促进增收的智慧之路。项目建设室内、外大屏监控中心，更好将果园信息化水平得到展示。本方案针对上述建设内容，进行了统一的规划设计，使上述各系统成为一个有机的整合体，为消费者提供统一的门户，实现方便快捷的订购和溯源查询。物联网智能监控系统物联网监测系统是一套用于农业精细化、自动化、智能化生产管理的解决方案。整个系统基于B/S架构设计，用户可以通过电脑、手机、IPAD等随时随地登录平台。系统通过与溯源系统对接，方便查询菠萝生长状况和环境数据，并为产地溯源提供强有力的第一手数据。系统可以管理控制设备，配置或修正生产单元的运行策略，同时平台也提供多种扩展功能，满足用户的定制化需求。部署方式物联网监测系统共在大田种植区域部署4个监测站，每个监测站包括1个空气温湿度传感器，1个大气压力传感器，1个光照度、光和有效辐射、日照时数多合一传感器，1个水位传感器，1个风向风力传感器，1个雨量采集器、1套土壤PH值传感器，1套采集器，1套太阳能供电系统。同时，将在香水菠萝种植区域部署4套视频监控系统用于图像数据采集。部署示意图如下图所示。系统功能。系统主要包括以下八大功能模块：首页展示（包括重点信息展示、监测点地图定位），单元平面监测控制，监控作业，投入产出，统计分析，监控配置，系统管理，系统审计。具体模块功能介绍如下：首页展示系统根据用户的登录账号获取对应的权限，将该用户重点关注的信息等内容展示给登录用户。其中包括监控单元的实时运行状态、告警提醒、例如：企业用户（种植单位等）企业用户可以通过平台获取企业下属监测单元的运行状态，包括核心监测指标值、告警信息、作业信息、投入产出等信息。让用户随时把握所需关注的数据。组织用户（政府监管等）组织用户通过本系统可以通过地图导航的方式，查看所属辖区内的企业位置、企业类型信息统计信息，监控单元的运行健康指数、告警数等信息。系统管理用户主要用于系统管理员对接入平台的整体企业信息进行把握，包括平台接入监测单元的整体运行状况等信息。单元平面监测控制该功能主要是将用户所选择的监控单元以物理示意图的方式呈现给用户，让用户一目了然的掌握传感器、摄像头、控制设备的实际物理位置及相应的运行数据。同时也让用户能够在物理示意图上进行手动控制等相应操作。监测作业该功能主要是以列表的方式将监测告警及作业等相关信息展示给用户。用户可以获取告警的持续时间，对应状况等信息。投入产出该功能主要是让用户进行日常生产中的投入产出管理，用户可以在每天的生产中将投入品或产出品记录到平台。也可以对历史投入产出记录进行查询，企业的投入产出品的盘点统计。投入如图所示，用户填写投入的时间，单元，类型，品名，品牌，简介，数量等信息后，点击［保存］将数据存储到平台中。产出如图所示，用户填入产出的日期，单元，品种，数量等信息后，点击［保存］将数据存储到平台当中。投入品管理如图所示，用户可以在投入品管理中将本企业生产中的物资分类管理。用户填写投入品的类别，品名，单位，品名，简介等信息，点击［保存］按钮将相应的数据存储到平台中。统计分析该功能主要用于让用户对系统的阶段性监控数据、投入产出数据有直观的了解。同时对让用户对数据的关联性有个直观的对比平台。监控配置监控配置主要包括单元信息配置、布局配置、策略配置三块子功能。主要提供了监控单元基本运行参数、物理位置的配置以及自动化运行的策略配置等功能。图单元信息一览单元信息配置单元信息配置主要包括单元运行的一些基本信息配置。单元类型：鸡舍、蟹塘、大田等单元名称：例如一号蟹塘、二号蟹塘等负责人员：指定单元的相关负责人员产出物及单位：例如大闸蟹（斤）等首页参数：用于定义首页展示的重点关注监测参数及顺序布局配置布局配置主要用物理示意图的方式对传感器、控制器、摄像头等相关物理位置进行配置。能够让用户一目了然的把握监测单元各个角落的状态信息。用户可以根据单元的实际物理布局，选择长方形、正方形、田字形的物理示意图。用户在右边的［设备列表］中可以选择本单元相应的设备将其拖动到对应的物理布局示意图中，并点击［保存］按钮。策略配置策略配置主要用于配置系统的自动化运行策略，比如说当温度超过某一阈值时进行短信告警并自动执行相应的降温动作，在温度回落到合理范围时自动停止降温动作等。功能包括单元的策略一览、触发策略的增加、编辑，定时策略的增加、编辑等。图策略增加修改系统管理系统管理作为系统运行的基础模块，主要包括企业管理、单元注册管理、告警作业模版、组织管理、用户管理、角色管理、系统参数几个组成部分。企业管理企业管理主要用于系统管理对用户企业的信息进行查询、登记、变更等操作。单元注册管理单元注册管理主要用于对连接到系统的智能主机系统进行管理注册，比如为智能主机设置对应的企业信息、监测单元等。告警作业模版告警作业模版主要用于自动化监控策略进行预定义，由系统根据农业专家的经验进行合理配置。企业用户可以选择相应的自动化监控模版，再结合相关实际环境进行微调。组织管理用于对系统的组织用户信息进行查询、登记、变更等操作。用户管理用于对系统用户进行管理包括查询、登记、变更、角色配置等相应操作。角色管理用于配置系统用户的角色类型。系统参数用于系统运行的基本信息配置。系统审计系统提供了系统使用状况列表，主要用于通过日志信息审计平台的使用情况，发现用户在系统使用中出现的问题。手机APP功能介绍为方便种植人员使用，我司提供了IOS、Android、Html5等多种手机客户端平台支持。手机APP主要包括了首页概要信息、单元监测控制、告警信息一览、控制信息一览、投入产出、用户信息等功能。果园生产经营管理系统对种植各项工作进行统一管理，记录农产品种植基地病虫害防治、采摘、施肥等工作，并根据作业计划提前以图表方式展现，提高管理效率、记录最原始的农产品质量追溯档案；对已经采摘的农产品进行包装管理，并在包装过程中为产品粘贴二维码，完成赋码包装过程，并可通过追溯码查询追溯产品生产过程，便于发现出错环节。包括如下主要模块：生产管理功能概述为了降低生产管理软件使用工作量，设计了“种植方案”配置，当某个地块需要种植某个品种的时候，直接选用某个“种植方案”进行关联，系统会根据种植开始日期，自动匹配所需的工作任务，包括播种、施肥、浇水、用药等一整套种植安排，并提前给以任务提示，操作人员正常情况下，只需要点击执行即可。用户可以在此模块中维护品种的种植方案，维护好的种植方案可以在创建生产档案的时候被引用，减少了创建生产档案的工作量；用户可以通过复制种植方案，在类似的品种的种植方案的基础上做小的改动便可以维护好一个种植方案，减少了用户的工作量；用户可以对创建好的种植方案进行修改、删除等操作；界面和布局列表页面：新增页面：生产档案管理功能概述地块关联了种植方案，便会生成儋州的生产档案，针对此地块的所有操作均会被记录到此生产档案中，作为追溯数据提供查询。用户可以在生产档案管理中创建生产计划，在创建生产计划时可以引用配置好的生产种植方案，在此基础上可以对农事作业项进行新增和删除；生产档案的创建是以种植单元为基础，一个地块会可能会存在多个种植单元；生产档案创建好后相关的数据采集由触摸屏上直接获取，如用药时工作人员会在触摸屏上进行刷卡，刷卡的操作记录会显示在生产档案的详情页面；界面和布局列表页面：新增页面：物联网信息页面：加工管理采收管理功能概述采收管理主要用于记录农作物采收的相关信息，采收记录可以是在本模块中手动新增，也可以是由触摸屏上每新增一次采收任务直接自动生成的采收记录。采收记录依托于生产档案，新增采收记录时，选择该采收记录对应的生产档案，录入本次采收的作物的详细信息，包括作物的规格和重量，如果和电子称对接，要获取电子称的每一次称重记录；如果是在电子称上操作相关采收记录，那么需要在称重前刷下此次采收的地块的IC卡，电子称读取IC卡的信息去关联生产档案，相关的操作都在电子称上操作；采收后可以直接散货出库，直接在出货筐上贴批次标签；包装赋码阶段中，使用追溯秤采集的采收称重数据亦在此页面展示，信息可被修改和删除界面和布局列表页面：新增页面：打印标签：包装管理功能概述用户在此模块中记录下包装环节的数据，将采收的农作物进行产品的包装后再出售，这个环节记录了包装的时间、包装形式、规格等信息；在包装赋码子系统中采集的包装信息也在此页面展示，数据可被修改和删除。包装记录中小秤称出的记录不同于新增包装记录页面，页面字段以后续和项目组讨论后的页面字段为准。界面和布局列表页面：新增页面：打印设置页面：标签：采收统计功能概述根据查询条件组合查询形成采收统计报表；界面和布局智能灌溉系统建设智能灌溉系统，通过水泵房加装控制系统，香水菠萝种植园建设喷灌系统，主管加装控制阀，最终通过中枢控制柜实现远程系统控制。系统选型考虑到地势平整；土壤透水性强；需要勤灌浅灌，适合建设固定式喷灌系统。灌溉制度及用水量计算（1）灌水定额mm=0.1rH(β1-β2)/η=0.1×1.35×50×(0.9-0.65)×26/0.9=31.42mm式中：m——设计灌水定额，mmr——土壤干容重，g/cm3H——计划湿润层深度，cm,可取计划湿润层深度为50cm。β1——以干容重%表示的适宜土壤含水量上限。β2——以干容重%表示的适宜土壤含水量下限。（2）灌水周期TT=m/ETP=4天式中：ETP——日平均耗水量（3）日喷灌用水量W净W净=m0A单个灌区日喷灌用水量7.8×66700=520.26米³全部灌区日喷灌用水量7.8×333500=1560.78米³式中：A——喷灌面积(亩)灌溉器选型（1）灌溉器选型选用直径6分摇臂式喷头，喷射距离8-12.5m(直径)，工作压力200-300kpa，喷水量0.8-1.3方。使用方法及注意事项1)按行距配好导管、接头量裁好主管带2)铺设时，应保证喷头立杆竖直朝上。3)第一次使用时，应多开些分区，再根据水压，调节好水流最佳状态。（2）喷洒方式360°摇臂式喷灌。灌区布置1、系统布设（1）布设方案系统内200亩，因地势平坦，以丰字型布置，梳型布置和辐射型相结合的方式布置灌区管网。（2）布设情况根据布置方案及喷头组合间距设计，从首部系统引出干管，每个灌区干管各一支；每条分干管各分布支管。2、工作制度与轮灌方式作物生产特点的是在同一生产地块中，品质不尽一致，茬口也不尽一致，更不能同时只种植同一个品种的作物，故在实际应用操作中，可以要求灵活的轮灌方式。故将轮灌方式设计为同时工作的支管集中运行。3、管道系统结构1)干管输水方向改变处、两阀之间，分干管、支管末管设置镇墩。2)分干管设置电磁阀控制，两端尽头附近设置闸阀及闸阀井，以便检修管道时不影响系统运行。3)支管首端设置闸阀及闸阀井。4)分干管末端设置排球阀。5)竖管全长超1.1米，买入土内0.6米。在地表下预设混凝土块，稳定竖管。4、首部地理位置确定设计扬程H和设计流量自流供水系统的扬程为。H=Hm+Σhj1式中：Hm——主管入口处压力(m)Σhj1——水源至主管入口之间所有局部损失之和(m)H=3+Hm=38.68米选型42m质量安全溯源系统依托以上各个系统的数据积累，将二维码贴在水果上或包装袋上，消费者通过手机扫描二维码，即可查询到该水果的农业生产全过程的详细信息。流程图追溯查询结果功能概述该页面适用于门户追溯码查询结果和手机扫描追溯二维码查询结果以及微信公众号扫描追溯查询结果页面自适应窗口，便于在PC和移动端浏览用户扫描二维码时，判断二维码性质，若为组合商品，则进入前置页，若为单独商品，直接进入追溯查询结果页面记录追溯码被查询的时间和查询终端类型界面和布局前置页面追溯查询结果页面：“智慧果园”众筹平台企业门户为果园提供展现企业全景风貌的信息门户，包含企业新闻、产品橱窗、企业位置、企业故事，同时提供物联网智能监控系统、质量安全溯源系统以及“智