智慧农场管理系统建设方案-物联网实习报告.doc

物联网应用技术专业综合实训实训报告实训项目：智慧农场管理 。完 成 人： 杨佳晟 系 别： 信息工程系 专 业： 物联网应用技术 班 级： 物联网应用技术 指导教师： 杨磊 智慧农场管理系统 建设方案一、项目概述项目概述：整个应用场地将展现中国移动在农业方面对物联网的理解，在物联网方面所做的工作和对物联网产业的发展探索和研究。充分体现物联网的价值和作用。项目名称：“智慧农场溯源信息管理系统” 项目建设内容本项目的建设范围包含以下几个方面：1） 企业监管中心平台的设计与开发2） 企业信息发布平台的设计与开发3） 农业生产管理系统的设计与开发4） 远程视频监控及全球眼管理系统的设计与开发5） 溯源信息查询与反馈系统的设计与开发项目集成实施内容：1） 监管中心机房相应硬件设备采购安装及调试2） 农业生产管理系统相应硬件设备采购安装及调试3） 远程视频监控管理系统相应硬件设备采购安装及调试4） 溯源信息查询与反馈系统相应硬件设备采购安装及调试项目总体设计一、通用技术1.1. RFID技术无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，识别无须人工干预，可同时识别多个目标对象，工作于各种恶劣环境，操作快捷方便。成为现代化农畜牧业信息化管理与数据存储传输最理想的技术解决方案。 本方案中采用的“RFID鸡脚环”、“养殖圈标”、“会员卡”等设备均采用RFID技术，实现实时自动的读写各环节关键数据。1.2. 条码技术条码技术在现代流通行业中已经得到了广泛的应用，其低成本、是目前其他识别技术无法超越的优势。 主要应用于本方案中销售流通环节的可追溯码，实现信息的传递；消费者可通过查询终端、无线PDA、手机等扫描/输入农业产品包装盒上或蛋品上喷绘的条码，对所采购产品进行追溯信息查询。1.3. 无线PDA技术无线PDA技术采用GPRS、CDMA或3G技术，可实现工作人员的远程办公、现场办公和数据交互。 企业监管人员可通过无线PDA，在养殖、生产、销售等流通环节进行现场数据发布与查询，有效的提高了监管工作的效率和对违规操作的及时查验与修正。总体构架设计：本系统由企业信息发布平台、企业监管中心、农业生产管理子系统、远程视频监控管理子系统、溯源信息查询与反馈子系统、销售门店管理子系统组成。 各个节点子系统将关键数据上传至智慧农场溯源信息管理系统平台，系统平台通过数据筛选分析后，将关键点信息体现在企业信息发布平台及企业监管中心平台上，根据不同的权限，企业内部各职能部门管理人员可实现在线实时有效的对部门所管辖范围内的数据情况进行查看与监管。如果政府提供数据接口，系统可实现企业数据与政府监管平台的有效对接。主要硬件设备1. RFID环 用于每只种的个体生长档案建立和身份信息管理。2. RFID读写手持机 用于饲养管理员在日常操作过程中对RFID脚环与RFID区域圈标的读写及现场取照操作。3. RFID桌面读写器 用于RFID脚环与RFID区域圈标的初始化。4. RFID电子秤 用于农业产品包装、活鸡销售时进行重量控制与打印溯源小票，同时上传每日销售数据。、5. 溯源查询机 各子系统详细设计1. 企业信息发布平台 1.1. 系统设计1.2. 系统功能描述公共信息发布网站是企业对农业溯源管理系统建设项目的对外宣传的窗口，是信息公开的有效平台。通过该平台发布企业内部安全管理新闻动态，公开相关信息等，有效地宣传公司农业品牌，让社会公众全方位地了解农业品牌的安全管理体系，提高其管理的透明度。 实现消费者对农业产品的溯源查询、全球眼远程视频监控、全球眼远程点杀等，消费者可以通过公共信息平台下的查询追溯系统和终端机查询追溯系统两种方式查询认证所购买农业产品的全过程质量安全信息。如果消费者希望得到更全面的产品生命周期信息，公共信息发布网站为消费者提供了全球眼远程视频监控窗口，可通过视频方式观看所购产品的生产过程。 建设原则农业物联网工程项目是个复杂的综合信息管理平台，根据总的指导思想确定以下几个原则：1. 稳定性 系统运行稳定、可靠是衡量一个系统优劣的关键指标。要求系统具有不间断的运行能力。2. 实用性 系统建设目的为符合现实需求，使用简单，操作方便，使用鼠标就能够操作，易学易用。3. 安全性 系统设计时要充分考虑系统与数据的安全性，整个系统要严格遵循安全性原则，以保证系统的整体安全性。4. 先进性 在平台的选用、方法设计方面均要采用当前的先进技术，以保证系统功能的可靠发挥，其整体水平达到国内同行业领先水平。5. 标准性 整个信息化平台符合国家相关标准、工业标准和行业标准，以适应今后业务需求的发展和扩充。6. 灵活性 系统要提供灵活的基础数据定义及维护、工作流定制、表单自定义等功能。 7. 开放性 系统设计时充分考虑系统的开放性。8. 可扩展性 要求在设计阶段从体系、设备、拓扑、功能等各个方面对系统的可扩展性加以考虑。建设内容目前，信息技术被广泛应用于农业各个领域，农业物联网或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的新的农业形态，其显著特征是在农业生产产业链的各个关键环节，充分应用现代化信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程，大幅度提高物质流与能量流的投入效率。2、 项目背景及必要性分析2.1项目提出背景智慧农业是农业专家智能系统、农业生产物联控制系统和有机农产品安全溯源系统三大系统利用网络平台技术、运用云计算方法，实现农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，从而构建低碳节能、高效高产、绿色生态的现代农业体系。随着物联网技术的不断发展，越来越多的技术应用到农业生产中。目前，RFID电子标签、远程监控系统、无线传感器监测、二维码等技术日趋成熟，并逐步应用到了智慧农业建设中，提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智慧农业的建设步伐。智慧农业建设的脚步日益加快，先进的农业应用系统被广泛推广，越来越多的农民群众接受了这种“开心农场”式的生产方式。目前，利用RFID、无线数据通信等技术采集农业生产信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，使农业生产自动化、智能化，并可远程控制。2.2本次建设项目的提出本次智慧农场-农场及物流配送智能监控系统建设项目是根据项目公司根据农场发展情况并结合国内外物联网及智慧农场建设情况而提出的，项目将为农场建设智能监控系统，并且建设农场物流配送智能监控系统，实现农场管理智能化，让消费者拿着手机通过APP就可以从农场生产物流配送整个环节实现实时监控，充分对于农场生产产品做到放心，从而提升消费者认可，增加市场份额，提升企业现代化管理水平及经济收益能力。可见，项目方将紧抓智慧农场发展机遇及市场需求，立足农业发展高科技信息产业物联网技术，项目建设具备广阔的发展空间，项目实施将为项目方带来较为可观的经济效益与社会效益。2.3项目建设必要性分析2.3.1顺应我国现代化农业科技信息化发展的需要“十二五”是我国农业科技加快发展的战略机遇期。科学技术迅猛发展，新兴产业蓬勃兴起，农业科技发展的政策环境越来越好，农业科技面临着难得的发展机遇。发展农业的根本出路在科技，更加凸显了农业科技的战略地位。随着我国经济实力不断增强，农业科技的财政保障力度将进一步加大。随着人才强农战略的不断推进，农业科技的智力保障水平将进一步加强。随着科技基础设施的不断完善，农业科技的条件保障能力将进一步提高。随着科技体制改革的不断深化，农业科技进步的政策环境将进一步优化。因此，本次智慧农场-农场及物流配送智能监控系统建设项目即是顺应了我国新时期农业现代化、科技化的快速发展，将为项目农场快速发展建设配套物流配送系统及智能监控系统，从而促进农业现代化、科技化发展进程，促进科技兴农，带动当地农产品加工业技术水平。2.3.2推动我国智慧农业快速发展进程的需要智慧农业是农业生产的高级阶段，是集物联网、云计算、互联网和移动互联网为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。随着我国移动互联网和物联网技术的日趋完善，智慧农业作为农业科技领域的绝佳代表，从梦想走进了现实。目前，农民只需要一台电脑或一部手机，就能实现对农田区域的时时监管。设计流程一、农作物精细化种植应用系统 利用农业信息采集、标识、记录技术，在具有一定代表性的种植区域部署低功耗智能感知、信息标识与存储设备，实现农业生长环境信息动态监测，水、肥、药的精量控制和病虫危害行为的预防，提高农业产量和品质、降低生产成本。1. 应用农业传感技术，实现田间土壤温湿度、空气温湿度、光照强度等生产种植环境参数的快速监测。2.利用视频感知技术，实现病虫害的智能识别和防治检测。3. 农业生产全过程物联网监管 将最新物联网技术与数据库技术、地理信息技术、计算机视觉技术等有机地结合起来，建成农业生产全过程的物联网监管子系统。 4. 农业苗情、预警、病虫害防治自动监管 对农业生长的全过程各个阶段进行监管，包括苗情、预警、病虫害防治等。5. 农业生产移动智能终端 在农业生产过程中，最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率等信息的实时采集，利用短信息、WEB、WAP等手段，实时掌握农业生产的各环节信息。包括：专家咨询、在线诊断、综合信息（作物栽培、管理、销售）服务。6. 农业基地实景监测 系统具有对基地内农业的实时监测功能。可进行不同分辨率的视频流实时采集；可设置定点定时摄像（拍照），通过云台预置点功能设定不同点位的摄像（拍照）；可全方位采集，实现360度全范围监测。7. 数据分析 将各传感器收集来的农业田信息数据资源统一管理和调度，构成一个计算资源，进行云计算，提取有用信息和形成结论。包括对农业田数据所包含的内容进行数据分析，基础地理要素、土地利用要素和基本农田要素分析，各类数据之间的继承和包含关系进分析等。8. 风险管理 包括对风险的量度、评估和应变策略。通过一连串排好优先次序的过程，使当中的可以引致最大损失及最可能发生的事情优先处理、而相对风险较低的事情则押后处理。 平时通过风险管理模块制定切实可行的应急方案，编制多个备选的方案，最大限度地对农业生产所面临的风险做好充分的准备。当风险发生后，按照预先的方案实施，将损失控制在最低限度。二、水稻大田监测调度系统建立物联网自动采集点，采集作物长相，田间光照强度、日照时数、风速、风向、降雨量、空气温度和湿度、土壤温度、土壤含水量等数据。对水稻大田环境参数进行实时的监测并报警，可远程控制不同的农业设。技术人员在办公室就能对大田的环境进行监测控制。 通过这些数据对农作物的苗情、墒情、病虫草情、灾情等“四情”以及各阶段长势进行动态监测和趋势分析，对农作物生产、管理和抗灾救灾进行快捷高效的调度指挥，实现精细化农业生产与宏观监管，有效降低化肥、农药投入量，保障粮食生产安全。1. 水稻生产资源管理 水稻生产基础信息管理，对影响水稻产量的基本要素，通过传感器设备进行数据采集、并对数据做分析，为决策提供依据。 2. 水稻生产环境因子监测 水稻生产环境因子监测主要实现对示范基地配备的小型气候检测仪、各种传感器的实时数据和视频数据进行采集。3. 远程农业设施智能控制 基于水稻生产地环境因子数据，远程控制机井、灌溉阀门、温室设施等设施功能。用户可以基于警报系统，对某些设备进行联动控制。4. 视频监控管理 通过在水稻种植现场部署的摄像头等监控设备将示范基地的现场实时视频图像和农作物生产过程监控视频传输至监控中心，对整个水稻生产过程实行可视化管理，实现农业自动化、智能化、网络化管理跟踪。5. 可视化云分析 可调用历年同期的水稻生长图像，同当前生长情势进行比对，将比对、分析结果以图文一体化报表的方式通过移动PDA设备输出给用户，为管理决策提供参考。6. 精准农药管理 由专家根据水稻生长和病虫害防治科学依据，制定喷施农药时间、种类、剂量的周期表。用于指导生产过程中农药的精准使用，减少农药的滥用现象，减少农药残留，达到健康绿色食品的生产要求。 7. 生产过程管理 农田精耕细作、设施农业、健康养殖等信息管理。8. 农产品与食品安全 产地环境，产后、贮藏加工、物流运输、供应链可追溯系统等信息管理。 9. 灾害预警管理 征对任意监测指标，以及基于监测指标计算的二级指标，进行条件设置，当一个或多个条件达到时，系统发出警报。 三、肉禽精细化养殖应用系统 从肉禽养殖环节着手，通过不同形式的RFID标签和产业链相关人员电子身份卡的实时信息绑定，通过移动无线通信技术分别向上游养殖、下游批发和零售环节自动链接信息，进行数据上传下载，实现从肉禽养殖到肉品零售终端相关信息的正向跟踪和肉品零售终端到肉禽养殖相关信息的逆向溯源。 1. 数据采集 对温度、湿度、CO2浓度以及NH3等有害气体含量数据通过有线或无线网络传递给数据处理系统，如果传感器上报的参数超标，系统出现阈值告警，并可以自动控制相关设备进行智能调节。2. 视频监控 随时随地通过3G手机或电脑可以观看到养殖场所内的实际影像，对畜禽生长进程进行远程监控。3. 远程控制 在任何时间、任何地点通过任意网络终端，均可实现对温室内各种设备进行远程控制，可以提供自动开启风扇等操作。4. 基于RFID的追溯监测管理 根据移动终端提供的信息、地理方位等数据，监督有关流通、销售站点，并通过上传维护后的信息，管理人员可通过电脑或移动PDA查看现场维护情况，全方位监测整个体系的正常运作。四、农业环境监控管理 农业物联网综合服务云平台可支持200多种传感器的灵活接入，实现对任意传感器接入和替换的支持和自动控制。云平台不仅可以实时监测空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照情况、CO2含量等多种环境参量，精确了解温室内、农业田、水稻大田以及肉禽养殖中心的环境状况，还可据收集上来的数据的分析处理时限对温室的风机、加湿器、空调、水泵等装置，对农业 田、水稻大田的水泵等装置进行控制，以达到植物的最佳生长环境或人为设定环境。 通过分布式数据库系统实现农业生产、农业标准、动物疫情、病虫草害、土壤、气象、水情、农民远程教育等数据的集中管理、分类存储和分级共享。为县农业企业、农业主管部门、消费者等最终用户提供应用服务，将各种农业应用软件系统统一部署在服务器上，用户只需拥有能够接入互联网的服务终端，即可随时随地使用服务。1. 农业环境监控管理可实现农业园区信息数据的高效采集、传输和处理，集成网络地理信息系统、视频监控管理系统，可实现数据共享和动态数据服务，适用于精准农业分布式数据采集。可独立运行、能实现智能决策分析，并且可以视频、图片可视化的信息提供给用户和专家。2. 云管理 普通PC电脑和移动PDA设备通过网络云访问平台并进行操作，具有同时管理多个地点，多个类型农业生产监测点的功能。3. 实时数据 具有展示实时数据的功能，以满足生产单位大屏幕信息展示的需求。4. 远程控制 实时对水稻大田、肉禽养殖中心等各个生产区域环境参数的测量，可以精确了解温室内以及农田的环境状况，据此对温室的风机、加湿器、空调、水泵等装置进行控制，以达到植物的最佳生长环境或人为设定环境。5. 可视化管理 将先进的多媒体视频、图像监测技术引入到现代农业监测中，实现农作物长势、病虫害、入侵监测的远程无线监测。6. 在线分析 具有数据在线分析的功能，以满足生产技术指导员基于数据做出措施决策。在线分析数据段的最大值、最小值、平均值，累计值，提供更为复杂的分析功能。 系统总结一、采用的技术与规范项目汇集视频监控、GPS、3G、数据交换共享、射频IC卡等，采用B/S的三层架构，基于J2EE体系进行开发，能够支持目前通用的各类操作系统环境，面向Internet应用；数据库选用Oracle 10g集群版。 总体要求：项目设计总体要求是以围绕南陵县水稻、农业、肉禽生产业务信息化管理、以节点企业数据采集为基础、以现代物联网技术为手段，结合南陵县实际情况，实现农业生产物联网化精细管理的目标。打造具有南陵特色和国内领先的农业物联网试验示范工程。 1. 应用系统：包括南陵县农业物联网综合服务云平台及农业精细化种植应用系统、水稻大田监测调度系统、肉禽精细化养殖应用系统。 2. 系统架构：采用基于Internet/Intranet的B/S模式的三层或多层结构，应用100M或以上级互联网接口带宽。 3. 采用成熟可靠的网络开发技术，如J2EE等面向对象的开发语言等 4. 系统架构中各层应采用成熟的、符合技术标准、综合性能较好的WEB中间件、数据库产品，适应于主流操作系统； 5.系统具有良好的可用性：所有功能符合人性化要求，操作简单、易于学习，界面录入具有自动的合法规则判断。项目总结在 (1)了解需求： 不断地和相关的业务人员、相关领导沟通交流(注意：要进行有效沟通，即提前做好提问问题准备、重要内容记录等)。 (2)确定需求: 明确项目范围，知道应该要做些什么？什么时候开始？什么时候结束？最后提出一些问题，为调研时做好准备工作！有针对性地找一线负责人员了解咨询和解决！ 注意：一定要在确认需求后，发送邮件确认（后期可以使用签字的方式确认，避免需求变化增加不必要的工作量）。 2项目调研： 主要是获取沟通主动性，即充分了解项目方案书，这样就不会是在跟客户沟通时，一问三不知，很被动，只能听客户讲；客户提出一些不在项目范围内的需求时，你也不知道，只能暂时应承下来！一定要做好充分细致的准备。3.项目计划：严格按照计划进行工作，不能给团队拖后腿。 第二、项目沟通： 在实际工作中，有时候把项目中遇到的问题仅仅跟客户或项目负责人汇报一下就认为是沟通了，其实不然，所谓沟通用最简单的方式来说就是你所说的内容能得到对方的认可，就算沟通成功了！一定要注意说服对方按你的想法来走而不是被客户牵着走。 第三、项目协调：贯穿整个项目，不仅要跟客户协调、项目成员协调；还需要跟其他公司的人员(比如厚普、力控、安瑞科和雷尼威尔等)进行协调。协调沟通需要注意： 1、留下直接联系方式(电话号码最好)、间接联系方式(微信、QQ和邮箱等)，以备突发情况直接联系使用。 2、事件的优先级排序 第四、项目汇报： 1、合理安排汇报时间，尤其在每个阶段应及时对项目情况进行