智慧城市之智慧农业.doc

智慧城市技术解决方案智慧城市技术解决方案 智慧农业 智慧农业 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 i 页 目 录 1项目概述项目概述 1 1 1项目背景 1 1 2现状分析 2 2技术方案技术方案 3 2 1设计思路 3 2 1 1构建一体化业务支撑平台 形成农业产业体系 3 2 1 2制定并完善农业产业体系标准 促进农业信息标准化 3 2 1 3注重信息数据共享 促进农业协同化 4 2 1 4加强并引入信息化技术 推动农业生产智能化 4 2 1 5针对不同类用户 提供人性化服务 4 2 1 6关注用户使用体验 增加系统的可视化效果 5 2 2效果展望 5 2 2 1以人为本的用户环境 5 2 2 2关联的应用环境 5 2 2 3集成的数据环境 5 2 2 4高可信的安全环境 6 2 3设计原则 6 2 4建设目标 7 2 5总体架构 8 2 6建设内容 11 3重点应用建设重点应用建设 12 3 1智慧农业一体化平台 12 3 1 1概述 12 3 1 2总体架构 12 3 1 3功能说明 13 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 ii 页 3 2农业资源数据中心 15 3 2 1综述 15 3 2 2功能说明 16 3 2 2 1数据装载导入 17 3 2 2 2数据梳理 校核 17 3 2 2 3数据加工处理 18 3 2 2 4数据库管理 19 3 2 2 5数据综合分析 19 3 2 2 6数据共享发布服务 20 3 2 2 7信息服务 20 3 3农业生产环境监测 21 3 3 1环境数据采集 21 3 3 2病虫害防治与预警 22 3 3 3农作物成熟度预报 23 3 3 4智能化模型库 24 3 3 5数据查询与统计报表 24 3 4智能远程控制 25 3 5智能农业专家 26 3 5 1总体框架 26 3 5 2功能介绍 27 3 6智能物流 28 3 6 1生产环节 28 3 6 2加工环节 28 3 6 3仓储环节 29 3 6 4运输环节 30 3 6 5销售环节 30 3 7农业电子商贸 31 3 7 1概述 31 3 7 2功能介绍 31 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 iii 页 3 8农产品溯源 33 3 8 1总体设计 33 3 8 2功能说明 33 3 8 2 1数据管理系统 34 3 8 2 2安全标准管理系统 35 3 8 2 3关键控制点管理系统 35 3 8 2 4工艺流程管理系统 35 3 8 2 5安全档案管理系统 35 3 8 2 6质量检测管理系统 37 3 8 2 7应急预警管理系统 38 3 8 2 8安全溯源管理系统 38 3 8 2 9互联网信息发布系统 39 3 9智能化社区直供销售系统 39 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 1 页 共 40 页 1 项目概述项目概述 1 1项目背景项目背景 巩固农业基础 实现农业现代化 一直是我国现代化建设的重要目标和重点任 务 加快发展现代农业 既是转变经济发展方式 全面建设小康社会的重要内容 也是提高农业综合生产能力 增加农民收入 建设社会主义新农村的必然要求 农业作为关系着国计民生的基础产业 其信息化 智慧化的程度尤为重要 农 业 农村的信息化是国家信息化 现代化的基础和重要组成部分 没有农业 农村 的信息化 现代化就没有整个国家的信息化和现代化 党和国家高度重视农村农业信息化建设 中央 1 号文件连续 6 年明确指出 要 加快推进农村信息化建设工作 2010 年出台的 十二五规划 中将推进农业现代 化 作为 十二五 时期的一项重大任务 将坚持解决好农业 农村 农民问题作坚持解决好农业 农村 农民问题作 为全党工作重中之重 从加快转变农业发展方式的关键环节入手 明确提出了完善为全党工作重中之重 从加快转变农业发展方式的关键环节入手 明确提出了完善 现代农业产业体系 发展高产 优质 高效 生态 安全农业 促进园艺产品 畜现代农业产业体系 发展高产 优质 高效 生态 安全农业 促进园艺产品 畜 产品 水产品规模种养 加快发展设施农业和农产品加工业 流通业 促进农业生产品 水产品规模种养 加快发展设施农业和农产品加工业 流通业 促进农业生 产经营专业化 标准化 规模化 集约化产经营专业化 标准化 规模化 集约化作为现代农业发展的重点任务 因此 促 进信息化与农业现代化的融合 加快推进农业发展方式的转变 将为建设现代农业 产业体系 提升我国食物安全和农产品可靠供给保障的可持续能力发挥重要的作用 物联网本身是针对特定管理对象的 有限网络 是以实现控制和管理为目的 通过传感器 识别器和网络将管理对象连接起来 实现信息感知 识别 情报处理 态势判断和决策执行等智能化的管理和控制 近年来 在加快推进农业信息化 利 用现代信息与通信技术推进新的农业科技革命的大气候影响下 物联网技术在农业 生产和科研中的起到了长足的发展与应用 促使现代农业依托新型信息化应用上迈 出了一大步 逐步实现了由粗放的农业经营管理方式向科技的精准管理模式的转变 从而提高了农产品的质量安全 推动了现代农业的发展 物联网产业的发展 为实现农业 畜牧业的信息化 产业化提供了前所未有的 机遇 同时 农业 畜牧业也为物联网产业的发展提供了最为广阔的应用平台 未 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 2 页 共 40 页 来大到一头牛 小到一粒米都将拥有自己的身份 人们可以随时随地通过网络了解 它们的地理位置 生长状况等一切信息 实现所有农牧产品的互联 1 2现状分析现状分析 中国作为一个传统农业大国 在信息化技术在其它行业已经取得丰硕成果的今 天 具有科技含量低 劳动生产率低下等特点的传统农业生产在目前仍然普通存在 近年来随着可用耕地的逐步减少 劳动力成本逐步提高 靠物化投入已经难以实现 农业增收 同时 传统农业生产模式下的农业组织往往是单一的 分散的 农民从 种养到产出 销售 没有完全形成产业链真正意义上的价值产品 力量分散 无法 面对大市场信息 严重缺乏获取市场信息的能力 农村信息瓶颈 已经成为农村经 济发展的严重障碍 因此 通过信息化技术 加速智慧农业的实施 坚持以农业信 息化推动农业现代化 提升现代农业科技创新能力 加快传统农业产业升级 以信 息技术推动农业产业化 以农业信息技术延伸和拓展政府服务为手段 转变基层政 府职能 提高基层政府监管和服务水平 将粗放的生产方式改变为农业科技升级 让农业生产更精准 更科学 更便捷 从而实现集约化生产 产业化经营 社会化 服务 市场化运作的现代农业模式 具体而言 智慧农业需要解决以下问题 如何将科研单位的科技成果快速 直接并有效地服务于实际农业生产 如何让科研技术及时为农民解决实际的生产问题 如何建立科研人员与农业生产者之间的良好的信息沟通渠道 如何让农业生产者及时获取最新的科研成果并将其应用于实际生产中 如何让农业生产者及时获取和预测市场供求信息 如何让农业相关的运营者及时获取准确的农业产品生产现状 从而为农业 生产提供保障 如何让农产品消费者及时快捷地获取消费农产品的溯源信息而保证食品安 全性 如何农业管理者及时获取农产品产业信息实现统筹管理 综上所述 智慧农业并不是解决一个简单地建立几个物联网智能大棚 建立 几个农业服务信息亭就能实现的 而是要从整体上进行规划 从全局角度全盘统筹 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 3 页 共 40 页 考虑 整体规划 从农业生产的源头科技研究开始 提高育种 生产 运输 销售 等农业生产的各个环节的信息化水平 形成一个完整的闭环节农业产业信息化体系 逐步形成集约化生产 产业化经营 社会化服务 市场化运作的现代农业模式 2 技术方案技术方案 2 1设计思路设计思路 2 1 1构建一体化构建一体化业务支撑平台 形成农业产业体系业务支撑平台 形成农业产业体系 国家 十二五 规划中明确提出 将完善现代农业产业体系作为 十二五 的 重点建设任务 因此 智慧农业的建设也应以建设一体化的农业产业体系作为目标 在完善与提高农业生产过程中各个环节的信息化水平的基础上 构建统一业务支撑 与信息管理平台 完成对科学育种 科学生产 数字物流 精准销售等各个环节的 有效管控 并逐步形成现代农业产业体系 同时 依据业务协同的需求 整合了科 研 农委 企业等相关机构的应用系统 实现了跨部门 跨区域的数据共享利用与 应用协同 从而真正形成了一体化的产业体系 2 1 2制定并完善农业产业体系标准 促进农业信息标准化制定并完善农业产业体系标准 促进农业信息标准化 本着标准先行的原则 在应用系统的建设过程中 依据以往建设的经验 结合 用户实际业务需求 系统制定的机动车信息数据管理标准 不仅满足了本系统应用 整合 数据共享利用的需要 同时 也为各级主管部门进行信息汇总 审查 分析 决策提供了基础 对于未来新建系统与数据共享交换也有 统一规范 统一设计 的指导作用 在智慧农业的信息化建设中 规范与外部系统数据交换标准的功能 并制定相 应的技术标准 技术要求和检测机制 需要建立农产品科研 生产 检测 运输 销售等相关的数据标准 同时 针对各个相关应用系统数据共享交换的要求 建立 了相关信息的数据交换标准及应用接口的标准 为未来的系统扩展和数据利用 提 供了坚实的标准依据 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 4 页 共 40 页 2 1 3注重信息数据共享 促进农业协同化注重信息数据共享 促进农业协同化 结合农业产业体系业务建设需求 依托统一数据标准 基于相关应用系统的建 设 构建农业统一数据共享中心 实现农业数据统一存储 统一管理 为协同应用 与科学决策提供数据基础 并以数据统一管理 应用统一整合为基础 使跨部门 跨应用的协同成为可能 本系统的建设在保证信息安全的前提下 注重跨部门 跨 应用的数据共享和应用互联互通 加强数据整合与存储的技术创新 实现局域 广 域 异构操作系统和数据库环境下的信息集成 进一步满足了跨部门 多行业的协 同作战工作要求 提升了整体工作效率 2 1 4加强并引入信息化技术 推动农业生产智能化加强并引入信息化技术 推动农业生产智能化 通过物联网技术实现对温室的控制 并达到最优化 实现随时随地通过网络远 程获取温室状态并控制温室各种环境 使作物处于适宜的生长环境 提高设施蔬菜 平均产量 提高温室单位面积的劳动生产率和资源产出率 基于物联网技术 建立农田土壤检测与分析 农产品残留检测 农产品溯源追 踪 提高农业生产的科技含量 提高农业生产的生产效率 保障农产品的安全性 2 1 5针对不同类用户 提供人性化针对不同类用户 提供人性化服务服务 农业产业体系涉及多类用户 不同用户群体差异较大 因此 在应用系统的建 设过程中 需要针对不同的用户水平 结合用户的业务需求与使用习惯 在考虑统 筹规划和顶层设计的同时 兼顾人性化的设计 满足各级业务单位和不同用户不断 扩展的应用需求 贴近工作人员的操作习惯 并考虑到工作环境的特殊性 使人员 与计算机的交流变得更便捷 更顺畅和更安全 有利于提高工作科技含量 改进管 理方式和提高信息服务水平 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 5 页 共 40 页 2 1 6关注用户使用体验 增加系统的可视化关注用户使用体验 增加系统的可视化效果效果 系统的建设充分发挥可视化的作用 借助图形化手段 将繁杂枯燥的各类数据 通过曲线图 折线图 饼状图等方式清晰 有效 形象地展现出来 从而使用户更 直观 更便利 2 2效果展望效果展望 智慧农业的建设将为各类农业相关用户提供一个安全可靠 方便使用的数字化 环境 提供不受时空限制的资源共享和个性化服务等 从而各类用户提供有效的技 术支持和服务功能 促进农业产业体系信息化上升到一个更高的层次 为此 通过 智慧农业的建设 期望可以实现以下几点效果 2 2 1以人为本的用户环境以人为本的用户环境 智慧农业必须以用户为核心组织信息资源与服务 需要建立个性化的用户环境 建立按需访问的用户界面 为用户提供个性化的贴切服务 使用户登录进入业务支 撑与信息服务平台后 展现在他面前的是他希望看到的和有权看到的信息与服务 2 2 2关联的应用环境关联的应用环境 关联的应用环境是智慧农业的核心 是实现跨系统的流程整合 信息整合的关 键所在 通过对业务系统进行合理划分 规范系统间的调用接口 以实现业务系统 间的信息畅通 并通过信息整合与流程优化 支持跨业务系统的信息内容关联 管 理流程关联 信息服务关联 实现全局畅通的信息流 形成关联整合的应用环境 2 2 3集成的数据环境集成的数据环境 集成数据环境对数据进行有序组织和集中管理 实现农业数据管理的标准化 集成化 权威化 确保数据的完整性 一致性 有序性 共享性和可管理性 为业 务系统和最终用户提供方便 高效 安全的数据存储和访问服务 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 6 页 共 40 页 2 2 4高可信的安全环境高可信的安全环境 安全问题是自始至终贯穿于信息化建设各个层面中非常重要的问题 构建一个 完善 良好的安全环境 确保农业信息化各个层面上关键信息的保密性 完整性 可用性和不可否认性 实现农业产业信息环境的可控 可信 可查 2 3设计原则设计原则 1 系统的标准化 系统建设应坚持标准化 遵循国家和行业相关业务 管理和技术规范标准 2 技术的先进性 系统应采用成熟 先进的技术 建设符合信息技术最新发展潮流的基础架构 确保系统技术的先进性和前瞻性 保证投资的有效性和延续性 3 软件的适用性 系统的建设应切实满足用户的实际业务需求 具有较高的适用性 4 软件的实用性 系统建设应充分考虑使用人员的能力和素质 专业结构 部门业务需求情况 做到易学易用 操作简单 尊重使用人员工作习惯 并具有一定的数据自动校验功 能 5 系统的稳定性 系统的建设规划要充分考虑系统投入运行后即作为生产系统 保证 7 24 小时 服务 一是要求应用系统首先是成熟可靠的 二是要求具有备份功能和措施 三是 要求具有高的容错及故障恢复能力 在出现意外时能够隔离故障区 保护重要数据 通知管理人员做人工干预 避免灾难性后果发生 6 系统可维护性 系统应能通过集中控制台方便地配置 监视 控制 诊断整个系统 并且能够 监视和控制用户情况 提高效率 消除隐患 运行环境根据需要发生变化时 包括新的硬件和软件 含系统软件和数据库 投入使用后 应保证该系统的正常运行 7 系统可扩展性 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 7 页 共 40 页 系统的建设必须考虑到与已有系统 其它单位系统以及将来待开发系统之间的 互联 因此在满足目前需求的前提下 设计时还要分析并预测未来的发展 应保证 设计的应用系统具有良好的二次开发功能 以利于今后的扩展 对于未来的发展 要立足在现有的基础上升级改造 保护现有投资 8 系统可管理性 系统的部署 使用及管理以简便 易于操作 方便实用为准则 采用基于 web 方式管理系统 降低系统管理 维护成本 提高系统的可管理性 9 系统的安全性 系统建设应充分考虑用户 应用 网络方面的安全性要求 防止来自外部非法 的访问 应具有用户的身份认证和权限管理 对应不同的应用层次 既能保证不同 用户高效 快速地访问控制授权范围内的系统资源 也能有效地阻止用户之间的非 法侵入 非授权访问 对关键的设备和系统还有完善的安全性保护方案 10 系统的可移植性 所有组件均可安装在常见厂家的 java 应用服务器上 并可以兼容不同的操作 系统 2 4建设目标建设目标 利用网络平台技术 运用云计算 物联网等现代信息化技术 坚持以农业信息 化推动农业现代化 提升现代农业科技创新能力 加快传统农业产业升级 以信息 技术推动农业产业化 以农业信息技术延伸和拓展政府服务为手段 转变基层政府 职能 提高基层政府监管和服务水平 实现信息技术对现代农业的支撑能力显著增 强 实现对涉农部门服务质量和管理水平效果明显提高 实现对农民文化 意识 观念的转变以及农民收入的贡献率明显提高 进而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 智慧化农业建设需要加大现代信息技术在农业生产中的应用 稳固农业的基础 地位 加大现代信息技术在农业经营中的应用 提高农业产业化水平 加大现代信 息技术在涉农部门政务管理中的应用 提高政府服务三农的水平 加强基层农村信 息服务体系建设 提高基层农民获取信息的意识和能力 从而最终实现农业科研信 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 8 页 共 40 页 息化 农业生产管理信息化 农业经营管理信息化 农产品市场流通信息化 农业 资源环境信息化 农产品消费信息化 2 5总体架构总体架构 智慧农业是以物联网为基础 以信息化技术为支撑构建统一业务支撑与信息管 理平台 实现对于科研 生产 物流 销售等各个农业生产环节的信息化管理 实 现科学指导 高效生产 科学预测 精准销售 数据决策 其总体架构如下图所示 智慧农业主要是以现代的信息化手段为支撑 通过液雨传感器 环境温度传感 器 摄像头等各类传感采集设备 及时准确采集监测对象的各类数据 并通过移动 互联网 无线网和 3g 等传输网络 将相关数据资料集中存储在业务支撑和信息管 理平台 为相关的业务应用服务提供支撑 从而实现对于农业生产整个过程的监测 与科学指导 基于智慧农业的总体架构 智慧农业的建设需要通过网络融合 数据融合 应 用融合 从而实现智慧化科研 生产 管理和服务 智慧农业的功能模型从下向上 可以分为感知层 网络层 数据层 支撑层 应用层和服务层六大层次 同时 这 六大层次的建设又是以标准规范体系和信息安全体系为依据 从而保证系统整体建 设的统一性 标准性和安全性 其功能架构模型如下图所示 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 9 页 共 40 页 由上图可知 建设智慧农业的需要完成以下重点任务 1 完善农业信息化基础设施 构建智慧感知网体系 充分发挥数字化信息采集和监控的功能 构建以互联网 物联网 电信网 广 电网 无线宽带网等网络组合为基础的智慧感知网 实现智能 全面 深度的感知 形成包括生态环境 农业生产 物流运输 市场贸易等在内的 覆盖农业生产线组 成部件的智能互联感知网络 为智慧农业综合应用和建设智能化 泛在化的信息感 知网络 2 建设信息共享平台 形成智慧农业资源体系 数据资源是智慧农业建设的灵魂 它是通过一体化的数据采集 数据资源管理 和信息服务的业务服务平台 将不同来源 不同类型 不同应用的数据进行规范 整合 形成 智慧农业 的数据资源体系 并对外提供统一的数据共享和信息服务 形成智慧农业的 知识库 建设基于云计算平台构建数据中心 完成数据的采集 清洗 存储 分发和共 享 为数据分析 生产预测 领导决策提供数据支撑 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 10 页 共 40 页 3 建设典型应用系统 构建智慧应用服务体系 推进农业信息服务技术发展 建立科研项目管理与专家智能服务系统 提 高科研生产的服务能力 推动并扩大物联网等现代化信息技术在农业生产中的应用 建设气候 土 壤 水质等农业生产环境检测 分析 研判 病虫害预测与预警等综合系 统 合理选配农产品种 科学指导生态轮作 提高农业生产的技术含量与 生产效率 加强农产品生产信息采集与市场行情收集工作 建立并完善农产品物流信 息化系统 实现生产与销售的有效结合 加大精准销售 提高农业生产经 营信息化水平 逐步形成农产品现代流通方式 建设农产品质量追溯信息化示范工程 通过在生产 加工 环节给农产品本 身或货运包装中加装 rfid 电子标签 并在运输 仓储 销售等环节不断添 加 更新信息 从而搭建有机农产品安全溯源系统 建立农产品信用体系 加强农业生产 加工 运输到销售等全流程数据共享与透明管理 实现农 产品全流程可追溯 提高了农业生产的管理效率 促进了农产品的品牌建 设 提升了农产品的附加值 有效地整合和管理各个农业子系统 在资源约束和经济效益最大化约束条 件下 统筹管理整个农业体系 建立农产品产业体系共享数据中心 避免 顾此失彼的分散管理模式 做到集约管理和经营 为国家的农业宏观规划 和管理打下基础 加强政府监管与服务能力 合理有效利用农业资源 提 高政府部门服务能力 保持可持续的发展环境 强化农村智能化信息服务 充分考虑到农民对信息的需求千差万别 以及 地区经济发展水平存在差异 突出信息 个性化 多样化服务 的特点 充分运用计算机网络技术 远程呼叫技术 无线寻呼技术和便携式信息终 端产品 利用现代信息处理技术将涉农信息进行有效集成 整合 建立信 息收集 处理 传播 应用一体化的模式 实现 三网合一 最大限度 满足处于不同信息化水平用户的需要 指导农业的产前 产中和产后各个 环节 4 完善智慧农业环境 构建智慧农业管理体系 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 11 页 共 40 页 智慧农业的建设具人涉及部门多 建设周期长 业务及应用复杂 技术门户繁 杂等特点 整个系统的建设不是一朝一夕的事情 所以 构建智慧农业管理体系是 整个系统建设的关键 需要遵循统一规划 统一部署 分步推进 以点带面的原则 成立相关的专项部门 配置专职的人员 明确职能责任 推动系统的建设工作 同 时 还需人才培养 观念转变 政策制度制定等多方面给于保障 2 6建设内容建设内容 以物联网为基础 以信息化技术为支撑构建统一业务支撑平台 实现对于科研 生产 物流 销售的各个农业生产环节的信息化管理 实现科学指导 高效生产 科学预测 精准销售 数据决策 推进农业信息服务技术发展 建立科研项目管理与专家智能服务系统 提 高科研生产的服务能力 推动并扩大物联网等现代化信息技术在农业生产中的应用 建设气候 土 壤 水质等农业生产环境检测 分析 研判 病虫害预测与预警等综合系 统 合理选配农产品种 科学指导生态轮作 提高农业生产的技术含量与 生产效率 加强农产品生产信息采集与市场行情收集工作 建立并完善农产品物流信 息化系统 实现生产与销售的有效结合 加大精准销售 提高农业生产经 营信息化水平 逐步形成农产品现代流通方式 建设农产品质量追溯信息化示范工程 通过在生产 加工 环节给农产品本 身或货运包装中加装 rfid 电子标签 并在运输 仓储 销售等环节不断添 加 更新信息 从而搭建有机农产品安全溯源系统 建立农产品信用体系 加强农业生产 加工 运输到销售等全流程数据共享与透明管理 实现农 产品全流程可追溯 提高了农业生产的管理效率 促进了农产品的品牌建 设 提升了农产品的附加值 有效地整合和管理各个农业子系统 在资源约束和经济效益最大化约束条 件下 统筹管理整个农业体系 建立农产品产业体系共享数据中心 避免 顾此失彼的分散管理模式 做到集约管理和经营 为国家的农业宏观规划 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 12 页 共 40 页 和管理打下基础 加强政府监管与服务能力 合理有效利用农业资源 提 高政府部门服务能力 保持可持续的发展环境 强化农村智能化信息服务 充分考虑到农民对信息的需求千差万别 以及 地区经济发展水平存在差异 突出信息 个性化 多样化服务 的特点 充分运用计算机网络技术 远程呼叫技术 无线寻呼技术和便携式信息终 端产品 利用现代信息处理技术将涉农信息进行有效集成 整合 建立信 息收集 处理 传播 应用一体化的模式 实现 三网合一 最大限度 满足处于不同信息化水平用户的需要 指导农业的产前 产中和产后各个 环节 3 重点应用建设重点应用建设 3 1智慧农业一体化平台智慧农业一体化平台 3 1 1概述概述 智慧农业是以物联网为基础 以信息化技术为支撑通过对于科研 生产 物流 销售的各个农业生产环节的信息化管理 实现科学指导 高效生产 科学预测 精 准销售 数据决策 因此 构建智慧农业一体化平台 完成对于农业科技管理 农 业生产过程管理 农产品物流与商贸管理 从而实现对于农业生产整个环节的闭环 管理 该平台属于综合性平台 面向农业科技人员 农业生产人员 农业运营及销 售等各类人员 平台以相关的各个环节应用系统为支撑 通过采集 存储各类数据 从而实现统一管理 统一协调 分析预测和决策分析等功能 3 1 2总体架构总体架构 智慧农业一体化平台以智慧农业感知设备为依托 以智慧农业相关应用系统为 基础 通过数据采集 数据抽取 将相关数据通过清洗 校对 核准后通过分数 实现对于农业信息的采集与发布 农业资源动态监测展示 电子物流与商贸管理等 最终实现信息查询 决策分析和信息订阅 为最终的用户提供全方面的信息管理与 服务 其总体架构如下图所示 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 13 页 共 40 页 智智慧慧产产业业 智智慧慧管管理理智智慧慧服服务务智智慧慧民民生生智智慧慧环环境境 智智慧慧农农业业 感感知知设设备备 中中心心数数据据库库 主主题题数数据据库库olap 数数据据库库 业业务务数数据据整整合合 共共享享发发布布服服务务 数数据据 抽抽取取 数数据据 共共享享 数据抽取数据汇集 面向交换的数据服务 面向主题分析的数据服务 信信息息 查查询询 决决策策 分分析析 信信息息 订订阅阅 个个性性化化 服服务务 多多渠渠道道 主主动动推推送送 数数据据 采采集集 感感知知设设备备数数据据 管管理理服服务务层层主主题题分分析析层层中中心心数数据据存存储储层层共共享享交交换换层层 智智慧慧农农业业相相关关应应用用系系统统 面面向向主主题题分分析析的的数数据据服服务务 面面向向共共享享交交换换的的数数据据服服务务 农农业业信信息息 采采集集发发布布 农农业业资资源源 动动态态监监测测 精精准准农农业业 示示范范 智智能能物物流流与与 电电子子商商贸贸 信信息息管管理理与与 分分析析决决策策 信信息息服服务务层层形形象象展展现现层层基基础础支支撑撑层层 3 1 3功能说明功能说明 智慧农业一体化平台主要包括农业信息采集发布 农业资源动态监测 精准农 业示范 智能物流与电子商贸 信息管理与分析决策等功能 其主要功能架构如下 图所示 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 14 页 共 40 页 农农业业信信息息采采集集发发布布农农业业资资源源动动态态监监测测精精准准农农业业示示范范智智能能物物流流与与电电子子商商贸贸信信息息管管理理与与分分析析决决策策 遥遥 感感 信信 息息 采采 集集 gps数数据据采采集集 人人 工工 数数 据据 报报 送送 土土 地地 变变 化化 监监 测测 种种植植面面积积及及种种类类监监测测 气气 象象 监监 测测 农农 作作 物物 生生 长长 情情 况况 监监 测测 农农作作物物灾灾情情分分布布监监测测 农农 业业 资资 源源 信信 息息 农农 业业 生生 产产 信信 息息 农农业业灾灾害害信信息息 农农 业业 管管 理理 信信 息息 平平 衡衡 施施 肥肥 专专 家家 系系 统统 精精准准水水分分灌灌溉溉 植植 保保 专专 家家 系系 统统 耕耕 地地 地地 方方 调调 查查 农农产产品品市市场场信信息息 物物 流流 配配 送送 信信 息息 农农 产产 品品 商商 贸贸 智智慧慧农农业业一一体体化化平平台台 农业信息采集发布 主要是依托农业基础传感设备或智能农业应用系统采 集的数据 将相关信息抽取到平台 并依据生产需求 对外发布相关农业 信息 主要包括遥感信息采集 gps 数据采集和人工数据报送等 农业资源动态监测 主要是通过土地变化监测 气象监测和农作物生长情 况的监测 实现对于农业生产资源的动态监测 为农业生产者提供生产的 保障与支撑 同时 通过种植面积与种类的监测与信息收集 实现对于未 来农产品的市场预测 从而为合理调配农机具 农药 化肥 物流配送 销售导向提供事先的数据支撑 精准农业示范 主要通过平衡施肥专家系统 植保专家系统 耕地地方调 查等科技手段实现对于农业生产的科技指导 提高农业生产中的科技含量 从而提高生产效率 智能物流与电子商贸 主要是通过对于农业产品物流配送环节的智能管理 实现对于农产品的智能化物流与配送 从而实现农产品的快速运输 加快 农产品的运输效率 同时通过电子商贸系统 完成对于农产品的电子商务 功能 提升农产品的销售网络化 从而为农产品销售提供网络渠道 信息管理与分析决策 信息管理与分析决策为系统的使用者提供农业生产 各个环节的信息管理 主要包括农业资源信息 农业生产信息 农业灾害 信息等 从而全面了解农业生产的上下游运营情况 从而实现对于整个农 业产业体系的宏观了解与调控 同时 通过相关信息数据的分析统计 为 相关部门或领导进行宏观调控 决策分析提供数据的支撑 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 15 页 共 40 页 信息服务 主要是依据各类用户的信息需求提供信息服务 主要包括信息 查询 信息订阅和多渠道信息推送等 使其更好地服务于农业生产解决信 息隔离信息不对称的问题 可视化分析功能 空间查询 基于空间信息的查询功能 并能将查询结果 以图文一体化报表的方式输出给用户 基于空间信息的统计 通过设定时 间 空间 属性条件进行统计 并将统计结果以图文一体的报表输出 空 间分析 对各种空间关系进行分析 并将分析结果以图文一体化的报表方 式输出 为管理决策提供参考 制图输出 对专题符号库进行增加 删除 与编辑 显示农业专题图并打印农业专题图 农业专题图包括以矢量图 影像图和三维属性高程模型为基础的专题图 综合报表分析功能 报表输出 根据用户的需求和提供的各种报表的格式 设计出各种报表模板 以满足用户的不同要求 报表分析 主要是通过建 立各种模型 对数据进行分析 输出分析结果并对相关决策提供参考 3 2农业资源数据中心农业资源数据中心 3 2 1综述综述 农业资源数据中心建设的目标是将大量的农业生产信息通过采集 清洗 核准 后实现统一存储 统一管理 实现数据的共享和集中管理 保障数据的安全 也为 数据的挖掘分析提供决策分析创造条件 农业资源数据中心的数据架构如下图所示 农业信息资源库 自然资源专家资源社会经济资源生产信息生产资料市场信息物流资源 气 象 资 源 水 利 资 源 生 产 条 件 资 源 农 业 专 家 农 业 专 门 人 才 农 业 合 作 组 织 新 闻 数 据 库 农 业 政 策 法 规 农 业 标 准 规 范 农 业 技 术 农 业 品 种 信 息 名 优 特 农 产 品 农 资 数 据 库 农 机 数 据 库 农 情 数 据 农 业 多 媒 体 价 格 信 息 供 求 信 息 分 析 预 测 信 息 环 境 资 源 地 理 信 息 资 源 原 材 料 采 购 仓 储 销 售 土 壤 资 源 1 农业专家数据库 主要收录国内 省内 市内外知名农业专家 包括作 物栽培 植物保护 育种 畜牧业 林业 水产业等大农业范畴的各个领域 收录 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 16 页 共 40 页 内容以个人基本资料 主要事迹介绍 主要科研成果 主要科研方向 科研成果产 业化程度等为主 兼收现工作单位 联系方法等信息 该数据库主要面向农业科技 人员 有利于他们掌握现代农业的发展规律和发展趋势 为他们的科研活动提供必 要的帮助信息 2 农业实用技术数据库 主要收录公开发表的大量的技术文章 3 农业政策法规 质量标准数据库 收录国家和地方农业方面的政策法规 农业行业标准和行业规范等 4 农业产业化龙头企业数据库 收录省内外涉农企业的名称 联系方法 企业规模 主要业务范围等信息 该数据对于当地政府的招商引资 农产品的销售 农副产品的加工 农资的购买具有指导意义 5 农业人才数据库 收录省内外农业科技人才信息 农业技术人员是农业 信息化的主要力量 他们分布于各地市和乡镇 人员多 层次复杂 专长多样 掌 握这些科技人才信息 是农业系统领导关心的问题 因此建立农业科技人才数据库 是必要的 数据库应主要收录科技人才的个人基本情况 专业特长 工作单位情况 等 至少可以按照行政区域和专业特长进行分类 便于浏览查找 6 农用生产资料数据库 以向农民提供农用生产资料的使用信息为主 内 容涉及到农药 化肥 农膜 种子 农机等各种农用生产资料的性质 使用方法 国内外主要厂家的产品 产品检验 假货识别常识等 必要时可以提供相关的购买 信息 用于指导农民对农用生产资料的购买和使用 7 农民经纪人及种养大户数据库 收录农民经纪人 种植大户和养殖大户 的基本数据 如农户基本资料 农户养殖和种植范围 农户的经营规模 农户的效 益情况等 该数据库对于农业系统领导指导重点农户的生产经营具有指导意义 3 2 2功能说明功能说明 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 17 页 共 40 页 3 2 2 1数据装载导入数据装载导入 数据装载导入实现从现有各种业务系统中抽取基础数据 转换为 按主题存储 的综合数据资源的过程 主要包括 数据装载导入配置管理 执行数据装载导入 导入数据的查询 业务过程查询统计功能 功能层次如下图所示 数数据据装装 载载导导入入 数据装载导入配置管理 执行数据装载导入 导入数据的查询 业务过程查询统计 3 2 2 2数据梳理 校核数据梳理 校核 在数据正式入中心数据库之前需要对装载的数据进行梳理和校核 以减少数据 冗余 提高数据准确性 本模块主要包括数据校验分类 数据校核过程 数据梳理 数据校验和清洗比对等功能 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 18 页 共 40 页 数数据据梳梳 理理 校校 核核 数据校验分类 数据校核过程 数据梳理 数据校验 清洗比对 3 2 2 3数据加工处理数据加工处理 数据加工处理模块提供一个数据加工计算环境 支持用户对中心数据库中的各 种数据进行加工计算 以完善已有的数据或产生新的数据资源 数据加工处理子系统包括数据加工计算 数据维护与查询和数据加工处理日志 管理等功能 功能层次如下图所示 数数据据加加 工工处处理理 数据加工计算 数据维护与查询 数据加工处理日志管理 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 19 页 共 40 页 3 2 2 4数据库管理数据库管理 数据库管理实现对中心数据库中的数据资源和服务应用的集成管理和配置功能 包括 元数据配置管理 数据资源维护管理 数据集市配置管理 权限配置管理 数据资源目录管理 数据资源查询统计等功能 功能层次如下图所示 数据库 管理 元数据配置管理 数据资源维护管理 数据集市配置管理 权限配置管理 数据资源查询统计 数据资源目录管理 3 2 2 5数据综合分析数据综合分析 数据综合分析应用服务不仅提供了包括主题查询 专项查询 按指标查询 按 报表查询 按关键词查询等多种数据查询功能 同时还提供了多形式 多层次的数 据分析功能 包括预置分析 指标分析和趋势分析等功能 如下图所示 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 20 页 共 40 页 数数据据综综 合合分分析析 数据查询服务 预置分析服务 指标分析服务 趋势分析服务 3 2 2 6数据共享发布服务数据共享发布服务 在数据共享发布服务模块中 提供两种类型的服务 面向外部系统的接口服务 包括共享和发布 和面向外部人员的数据查询访问服务 功能层次如下图所示 共共享享发发 布布服服务务 数据共享接口服务 共享数据查询分析服务 数据发布接口服务 发布数据查询分析服务 3 2 2 7信息服务信息服务 中心数据库可以借助智慧农业一体化平台 结合数据综合分析模块向用户提供 信息查询服务 数据分析服务 信息订阅 个性化服务 多渠道主动推送等信息服 务 功能层次如下图所示 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 21 页 共 40 页 信信息息 服服务务 信息查询服务 数据分析服务 信息订阅 个性化服务 多渠道主动推送 3 3农业生产环境监测农业生产环境监测 农业生产环境监管主要由环境监测无线传感器 摄像机 智能通讯终端 温室 管家软件平台组成 系统结构示意图如下图所示 3 3 1环境数据采集环境数据采集 环境传感器采集农作物生长过程中息息相关的环境因素 如 空气的温度 湿 度 光照 二氧化碳 土壤水分 视频图像等 智能通讯终端将这些数据上传至温 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 22 页 共 40 页 室管家软件平台 让农户实时了解大棚内的环境数据 并通过直观的图表 短信展 现给终端农户 农业专家等 如下图 3 3 2病虫害防治与预警病虫害防治与预警 病虫害防治与预警为温室管家的核心功能 是奥科美联合北京植保站 诸多农 业专家等共同研究 通过模型构建 模拟试验 现场测试等多种方式研制开发 并 获得了国家专利 病虫害防治系统通过对病虫害的成长环境进行监测 通过 积温算法 对病虫 害的有效积温进行实时监控 并对各个阶段的积温值进行预警 利用环境因数破坏 病虫害的成长机理 实现对病虫害的防治 并通过直观的界面展示给终端用户 如 下图 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 23 页 共 40 页 3 3 3农作物成熟度预报农作物成熟度预报 成熟度预报根据植物生长的阶段周期 积温模型 和积累的往年数据 分析出 植物生长过程中各个阶段成熟的周期 可以提前预测各种农植物成熟情况 并将各 个阶段所需要的温室环境 如 温度 湿度 光照等 实时监测 分析环境模型是 否适宜农植物的成长 当温室环境不合理时 及时给用户发出预警 为农作物的生 长和农户计算收割时间提供有效的工具 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 24 页 共 40 页 3 3 4智能化模型库智能化模型库 农作物智能化模型库是为农作物成长过程提供的一套生长模型 该模型通过建 立起一整套的植物生长过程中的数据模型 为专家分析提供分析工具 系统通过对 每种农作物建立智能化数据模型 并通过各类传感器将现场数据传回数据库 通过 比较分析生成处理结果 进而为专家指导农户生产提供帮助 3 3 5数据查询与统计报表数据查询与统计报表 数据查询和统计报表是将系统处理好的数据结果 通过多种查询条件自由组合 并将查询结果通过图表进行统一显示 用户 农业专家可以通过该功能直观的了解 各个大棚的相关数据 快速查找有问题的大棚 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 25 页 共 40 页 3 4智能远程控制智能远程控制 农业智能控制是在温室环境监控的基础上增加一个无线控制模块 使用户可以 远程控制温室内的灌溉 通风 遮阳等设备 其系统架构图如下所示 根据传感器采集的数据 系统对照作物生长模型可自动控制温室内的环境调节 系统 如灌溉 通风 遮阳等等 使温室保持在作物最适合生长的环境 工作人员 足不出户就能在办公室内完成对大棚的管理工作 同时 智能远程控制系统也支持 手动控制功能 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 26 页 共 40 页 3 5智能农业专家智能农业专家 3 5 1总体框架总体框架 智能农业忖家按照农业管理需要设计 包含农业信息采集 信息存储 信息管 理 服务 应用分析等内容 系统总体框架结构如图所示 建设服务平台信息服务中心 标准化信息采集中心 标准化信息发布中心 专家指挥服务中心 农村科技教育服务中心 网上贸易交易中心 农业协会 专业合作社 政府涉农机构 示范田地 知识农民培训 农民经纪人培训 农民科普教育 标准化信息传播演示中心 广大农户 服务对象 省级综合管控中心 市县级综合服务中 心 乡镇级综合服务站 村综合信息服务点 合作社 农业大户 系统总体结构图 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 27 页 共 40 页 3 5 2功能介绍功能介绍 信息发布 实现对涉农信息的后台管理 信息发布等功能 信息查询 可通过网站实现对各种涉农信息的查询 检索 信息上报 信息上报建立农民 农村 农业基层管理单位与农业主管单位 的信息走廊 可通过该 信息走廊 上报农业监测信息 农业生产信息 灾害信息等 网上点播 主要为农民 农业管理单位提供点播农业科技 农技讲座 法 律法规的网上点播服务 专家互动 主要为农业科技专家与农业生产者提供网上交流互动的平台 为农民解决日常农业生产中的各类科技问题提供在线提问与回复 从而使 科技真正服务于农业生产 网上办事 实现对农药 兽药 饲料 农机 无公害农产品及绿色食品的 认证审批等行政许可事项的网上申请与受理 具有网上咨询 投诉 结果 公告等基本功能 科技项目 主要发布相关的科技项目及科学技术 从而使农民能及时了解 最新的科技动态 并将其应用于实际生产中 从而使科技推动生产力 农业知识库 主要依据科技项目及科技研究 为农民提供各类的科学生产 知识 指导农民进行科学生产 3 6智能物流智能物流 智慧物流属于农业生产环节中的重要节点 上游为农业生产环节 下游为销售 与商贸环节 因此 通过联通生产与销售环节 通过合理调配物流过程 可以实现 对于农产品的快速运输与销售 减少中间环节中的无效损耗 从而实现增收节支 实实在在地解决了农产品利润偏低的问题 3 6 1生产环节生产环节 生产环节主要指较具规模和规范的蔬菜种植基地 由于此类生产基地一般实行 规模化种植 集约化经营 具有采用 rfid 技术的条件 可为每一个地块或一个品 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 28 页 共 40 页 种设定一个标签 对该地块或该品种蔬菜从种植到打包上市的整个过程中的必要信 息通过读入或输入设备进行及时初始信息的录入 如蔬菜的品种 生长时间 所喷 施农药的名称及次数 所使用的化肥 收割时间等 甚至包括该品种的特点描述 根据农产品编码标准 对每一类蔬菜设置一个编号作为其身份的唯一标识 这样在 该品种蔬菜完成供应链的第一个环节时 该电子标签 或射频卡 已经存储了其所有 基本信息 当收购企业对任何一个地块的蔬菜品种收购时 通过采用数据采集器对 农户以及农产品进行信息采集 不仅加快了收购速度 降低了出错率 而且为农产 品加工企业提供了 pos 系统 edi 电子商务等系统的基础数据 为产品追溯提供 源头数据 3 6 2加工环节加工环节 由于电子标签可以方便地添加信息 而在加工环节可以首先读得电子标签所包 含的信息 加工企业可以根据本身需要和相关主管部门的要求添加必要的信息 如 加工单位 加工日期 加工过程所使用的添加剂 包装重量等 经过加工企业的数 据充实后 产地信息和加工环节信息都已经存储在该电子标签中 那么终端消费者 在零售或批发市场通过查询终端查询该产品信息时 便可以对其相关信息一览无余 对于事故后追溯也变得容易可行 当集装箱装满产品 并在货盘装载好后 工人再次扫描集装箱标签 手持机的 rfid 数据 连同 gps 位置 将通过蜂巢网络或卫星通讯连接 发送到公司后端系 统上 当产品到达生产商的处理厂后 分别进行称重 冷却和其他的一些运输准备工 作 rfid 阅读器会记录每一个过程 首先 一个固定的 rfid 阅读器在称重台捕 获集装箱的标签 id 号 确认这些产品已被称量 标签 id 号 日期 时间和重量 被记录到后端系统里 当集装箱进入或离开冷地室 一个安装在冷却室门口的固定 阅读器再次读取标签 水果或蔬菜有着不同的处理方式 如莴苣 可以袋装包装 也可被冷藏或散装 销售 被处理过的产品在包装袋上被印上批号 批号与集装箱 rfid 标签相对应 集装箱和加工过的产品在装载到运输车辆之前会最后扫描一次 智慧城市技术解决方案 智慧农业 第 29 页 共 40 页 同时 运输车辆装载温度感应器 届时 感应器与集装箱上 rfid 标签有线连 接 如果产品温度过热或过冷 超过