互联网+智慧农业水肥一体化大数据信息化系统集成解决方案.doc

互联网+智慧农业水肥一体化大数据信息化系统集成解决方案导读：农业互联网解决方案,【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案智慧农业物联网水肥一体化大数据平台项目顶层规划方案北京XX科技有限公司XX年XX月XX日1【智慧农业】物联网大数农业互联网解决方案【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案智慧农业物联网水肥一体化大数据平台项目 顶层规划方案北京 XX 科技有限公司 XX 年 XX 月 XX 日1【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案目录一、建设背景 . 7 二、编制依据 . 7 三、建设内容 . 8 3.1 省级平台建设内容 . 8 3.2 项目实施区建设内容 . 9 四、建设要求 . 9 4.1 项目实施区配套要求 . 9 4.2 与省级平台对接要求 . 9 4.3 与省级平台的兼容性要求 . 10 4.4 软件功能要求 . 10 4.5 物联网设备布设要求 . 10 4.6 水肥一体化设备管理控制器布设要求. 15 五、XX 省农业物联网信息化系统评测技术方案 . 16 5.1 评测机构 . 16 5.2 评测方法 . 165.2.1 网关设备评测 . 16 5.2.2VPN 设备评测 . 17 5.2.3 视频监控设备评测 . 185.3 测试结果证明出具 . 182【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案六、XX 省农业物联网信息化系统建议设备清单 . 19 6.1 水果、茶叶、中药材实施区物联网信息化系统设备明细表. 19 6.2 设施蔬菜实施区物联网信息化系统设备明细表 . 30 七、XX 省农业物联网系统工控机网关通信协议 . 43 7.1 数据通信 . 43 7.2 数据报文 . 447.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 注册 . 45 心跳 . 46 遥测 . 46 遥控 . 47 查询 . 48 应答 . 497.3 数据包解释 . 507.3.1 数据包类型 . 50 7.3.2 数据包响应码 . 51 7.3.3 设备类型 . 52 7.3.4 设备属性 . 52 7.3.5 CRC 校验码 . 54八、XX 省农业物联网系统嵌入式网关通信协议 . 55 8.1 数据通信 . 55 8.2 数据报文 . 578.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.2.5 8.3.3 注册 . 57 心跳 . 59 遥测 . 61 遥控 . 63 报警 . 65 数据校验 . 72九、XX 省农业物联网信息化系统评测结果 . 723【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案十、施工组织设计 . 74 10.1 施工综合说明. 7410.1.1 工程概况 . 74 10.1.2 编制依据 . 75 10.1.3 编写总则 . 7610.2 施工总体部署与平面布置 . 8110.2.1 施工调度 . 81 10.2.2 施工布置原则 . 82 10.2.3 交通组织方案 . 84 10.2.4 管理的主要技术措施 . 85 10.2.5 施工协调配合措施 . 86 10.2.6 工程管理的总体目标 . 8710.3 施工方案及技术措施 . 8910.3.1 水肥一体介绍 . 89 10.3.2 金属结构设备及管网安装工程 . 89 10.3.3 机井设备用房工程 . 105 1. . 10510.4 质量管理体系与措施 . 1221 质量管理及目标 . 122 2 质量要求及质量控制内容 . 125 3 质量检查制度 . 127 第四节、 质量控制制度 . 131 第五节 、 工程质量保证措施 . 13310.5 安全生产体系与措施 . 13510.5.1 安全生产管理目标 . 135 10.5.2 安全生产管理组织机构及主要职责 . 135 10.5.3 保证安全措施 . 13810.6 环境保护管理体系与措施 . 14610.6.1 环境保护管理 . 146 10.6.2 环境保护措施 . 14710.7 文明施工体系与措施 . 1554【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案10.7.1 文明施工组织体系 . 155 10.7.2 开展“5S”活动 . 155 10.7.3 推行目视管理 . 157 10.7.4 检查制度 . 15810.8 工程进度计划与措施 . 16010.8.1 工期保证措施 . 160 10.8.2 工期措施的承诺 . 16410.9 资源配备计划. 16510.9.1 劳动力投入计划及保证措施 . 165 10.9.2 材料进场计划与保证措施 . 168 10.9.3 防火、防汛安全管理 . 17110.10 冬季施工措施. 27710.10.1 施工部署 . 277 10.10.2 钢筋工程 . 280 10.10.3 模板工程 . 280 10.10.4 混凝土工程 . 281 10.10.5 砌体工程 . 286 10.10.6 质量保证措施 . 289 10.10.7 安全技术措施 . 29010.11 与五方单位的协调和配合 . 29910.11.1 与发包人的协调及配合方案 . 299 10.11.2 与监理单位的协调及配合方案 . 302 10.11.3 与土建总包的协调及配合方案 . 303 10.11.4 与各分包人的协调及配合方案 . 305 10.11.5 与设计单位的协调及配合方案 . 30810.12 成品保护措施. 30810.12.1 概述 . 308 10.12.2 成品保护的目的及原则 . 309 10.12.3 成品保护工作的主要内容 . 309 10.12.4 成品保护责任及管理措施 . 31010.13 维保、售后服务计划 . 31410.13.1 售后服务内容 . 314 10.13.2 售后服务组织机构 . 3155【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案10.13.3 保修期内的售后服务 . 317 10.13.4 保修期后的售后服务 . 32210.14 培训计划 . 32310.4.1 系统培训 . 323 10.4.2 培训对象 . 324 10.4.3 培训目标 . 324 10.4.4 培训分类 . 325 10.4.5 培训流程 . 325 10.4.6 培训组织实施与管理 . 3266【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案一、建设背景为规范农业物联网、大数据等先进技术在“XX 省高效特色农业发展 平台”、“XX 省水肥一体化工程示范”和“XX 省农技推广信息化应用 示范”等部、省级项目中的应用，全面提升项目的建设、管理和运行维 护质量和水平，更好地发挥项目的示范引领作用，特制订XX 省农业物 联网信息化系统建设指南 （试行） 。本指南的制定， 将有利于打造统一、 标准和实用的信息化系统，推进全省农业技术信息资源的整合共享，也 便于各地编制实施相关项目参照。二、编制依据（一）省农业厅、省财政厅XX 省农业物联网技术应用示范工程建 设实施意见 （鲁农市信字201310 号） （二）省农业厅关于印发XX 省农技推广信息化应用示范项目实施 方案的通知（鲁农科技字201620 号） （三）省农业厅关于做好 2017 年高效特色农业发展平台项目实 施方案编报工作的通知 （鲁农财字201775 号） （四）省农业厅、省财政厅关于印发 XX 省 2017 年水肥一体化工 程示范项目实施方案的通知 （鲁农财字201728 号）7【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案（五）农业物联网平台基础数据采集规范（DB37/T 28742016） （六）农业物联网平台基础数据元（DB37/T 28732016） （七）农业物联网平台基础代码集（DB37/T 28722016）三、建设内容 3.1 省级平台建设内容 目前，XX 省农业物联网云平台（以下简称省级平台）已建成运行， 平台的服务内容主要包括：对水果、蔬菜、茶叶和中药材等作物生长状 况、环境条件、病虫害发生情况等信息的采集，并对水肥一体化、大棚 环境调节等一系列自动化控制设备、网关设备进行精准时空物联远程控 制。通过对全省范围种植环境等数据的采集，为省内涉农企业以及农户 提供农技指导、农业病虫害预警、农产品质量溯源等相关服务。通过智 能化控制，减少劳动力及农资投入，提高农业生产效率。数据的积累还 可为农业专家对各类农作物构建生产模型提供数据保障，为政府主管部 门宏观监管决策提供数据支撑。全省“高效特色农业发展平台” 、 “水肥一体化工程示范”和“ XX 省农技推广信息化应用示范”等项目中现代农业示范园区、重点农业企 业已建、在建的物联网设备都需与省级平台对接，并确保数据及影像资 料实时连续接入。其它企业自行建设的农业物联网系统也可与省级平台8【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案对接。3.2 项目实施区建设内容 在水果、蔬菜、茶叶和中药材等高效特色作物项目实施区内，通过 安装土壤墒情、环境气候等物联网监测设备和水肥一体化灌溉设备，实 现对作物长势、环境条件、病虫害发生情况等信息的实时监测，监测数 据实时传输到省级平台。通过计算机、智能手持终端和物联网终端等设 备，实现气象、土壤等信息的查看，时空物联的远程精准控制。四、建设要求 4.1 项目实施区配套要求 项目实施区需配套相应的物联网设备、网关设备、水肥一体化设备 和相应的软件系统，实现空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、 光照强度、CO2 浓度、土壤 pH 值、时间空间和现场视频等信息的自动采 集和存储，满足生产环境自动监测和精准控制要求。4.2 与省级平台对接要求 项目实施区的前端采集、监测和控制设备数据的传输应满足省级平 台的规范要求， 所采集的各类数据必须从现场物联网设备、 网关直接 （不 得通过第三方平台转接）实时传输到省级平台，满足省级平台数据实时 获取、处理、控制和决策等要求，网关设备的时间要与省级平台同步。9【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案对于视频图像数据，要求在本地控制中心存储，存储保存时间不得少于 15 天，省级平台要能够随时调阅查看实施区不同时段的视频图像。4.3 与省级平台的兼容性要求 项目实施区的网关设备（以下简称网关设备） 、VPN、视频存储控制 设备在数据格式、通讯协议、接口标准、指令解析、时空基准服务等方 面必须与省级平台衔接。系统安装前，需先通过省级平台指定的第三方 专业机构的兼容性测试，并取得相应的认证。4.4 软件功能要求 项目实施区应部署适宜的生产管理软件和移动客户端软件，以实现 前端采集设备的数据展示、现场设备控制、视频监控、精准位置获取、 采集时间同步、数据统计分析及智能决策辅助等功能。4.5 物联网设备布设要求 1.前置物联网设备需定时或实时自动采集相应参数，采集频率根据 相关标准或不同作物、环境设定；设备应具有数据双发（同时传输至本 地中心和省级平台） 、容错和工况报告等功能；具有现场或远程编程能 力，支持设备固件远程升级和设备参数远程设置；各类传感器的量程和 精度应满足水果、蔬菜、茶叶和中药材生产的实际需要，物联网系统能 够现场长期稳定可靠的工作（使用寿命不少于 5 年） 。具体参数详见示 范项目信息化系统设备明细表（附件 1） 。物联网设备安装应符合下列要10【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案求（表 1） 。表 1 前置物联网设备安装要求 序 号 项目类 型 物联网系统具备监测和控制功能。安装位 置选择应具有代表性，监测数据应真实反映园 果树、 区整体情况。传感器安装位置和高度须满足精 1 茶叶及中药 准管理需要，设备及安装材料须具备长期抗腐 材园区 蚀性。安装设备须进行防水、防风、防腐、防 暴晒等设计和特殊处理，符合国家相关安全标 准。物联网系统具备监测和控制功能，安装位 置选择应具有代表性。可选择立杆、管理房等 安装位置，进行防水、防风、防腐、防暴晒等 设计。每种设备每亩要求布设 3 个点以上，日 光温室沿中间线（前后）由里到外均匀分布， 设施蔬 连栋温室在设施内均匀平行分布。建议土壤数 2 菜 据监测点分布不少于 3 个，土壤墒情统一采用 相对含水量。传感器安装深度须根据具体蔬菜 种类确定，并满足蔬菜精准管理需要，其中： 空气温湿度、 CO2 测定仪应放置在离地面 1-1.5m 处，照度计设置在作物上方 10cm，注意避开设 施门口、通风口等。2.气象信息采集监测站安装位置应根据项目实施区地势、作物种植11安装要求【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案品类等实际情况，满足作物生长对气象信息的精准要求等进行布设；每 个项目实施区至少布设 1 个监测站。包括：空气温度、空气湿度、光照 强度、光合有效辐射、风速、风向、雨量、露点、紫外线强度 9 项参数。气象站应安装在地势相对平坦，无大型树木、建筑等遮挡物，便于日常 管理的区域。3.土壤环境采集监测设备布设应结合实际情况和管理需要，采集参 数包括土壤温度、土壤水分、土壤盐分、土壤 pH 值、土壤电导率等 5 项参数 （其中果树、 茶叶及中药材土壤温湿度需要监测土壤 20cm、 40cm、 60cm 3 个深度的数据值） 。作物类型、灌溉方式、灌溉参数、地形地貌 相同的区域，可选择 1 处有代表性的典型位置设置监测站。每个监测站 应根据种植作物根系的深浅，确定土壤环境传感器的布设深度及数量， 建议参照表 2 进行布设。表 2 土壤环境采集监测设备布设要求 序 号 项目类 型 采集参数包括土壤温度、土壤水分、土 果树、茶 壤盐分、土壤 pH 值、土壤电导率等 5 项参数 1 叶及中药材 （其中土壤温湿度需要监测土壤 20cm、 40cm、 园 60cm 3 个深度的数据值），每种传感器每园 监测深度12【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案区设置 3 个点以上。采集参数包括土壤温度、土壤水分、土 壤盐分、土壤 pH 值、土壤电导率等 5 项参数 （其中土壤温湿度需要监测土壤 20cm 深度的 设施蔬 2 菜 日光温室由里到外沿种植行前中后对角线布 点，连栋温室在设施内沿对角线均匀布设， 注意避开设施门口、通风口等。4.视频信息采集监测站摄像头的选型及安装应符合 GB/T 28281 及 GB 50198 中的要求,选择能满足项目区管理需要， 应在大棚内、 大棚外、 园区边界位置、园区内部重点管理区域等位置进行设备布设。视频监测 设备能够根据省级平台的对接需要，随时进行视频信息采集和传输；要 求采用高效压缩技术，视频流畅、图像清晰，低照度条件下仍有较好效 果；能够在省级平台远程控制云台动作，变换摄像头方位和焦距，灵活 调整视角；视频帧速、图像大小远程可调节；支持主备式传输通道，能 长期稳定可靠运行。表 3 视频信息采集监测站布设要求 项目 类型 监控位置 数据值）。每种传感器每亩设置 1 个点以上，13【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案1、视频信息采集监测站立杆的位置距离监控目标区 域最近距离不得小于 5 米，最远距离不得大于 50 米； 2、立杆位置尽量避开遮挡物体，还要为作物以后的 生长留下空间； 3、一般的园区立杆均按照高 5-6 米，横臂 1 米；大 园区、 棚控杆按高度 3-4 米，臂长 0.8 米安装； 大棚 4、监控杆必须有避雷针及良好的接地保护，并通过 导线导入地下(导电不走杆体)；立杆设计风载：23 N/m2； 疲劳寿命：30 年； 5、 没有特殊情况， 所有监控立杆预埋件混凝土为 C25 砼，所配钢筋符合国标及受风要求。5.其他传感器的布设方式，建议参照表 4 进行布设。表 4 其他传感器的布设要求 序 号 1 CO2 浓度传感 冠层中部 应安装于无遮挡、透光条件好的 2 光照强度传感 位置，应充分考虑作物的高度，避免 作物生长过程中造成遮挡。传感器类型 安装要求14【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案4.6 水肥一体化设备管理控制器布设要求 水肥一体化设备管理控制器布设应根据水肥一体化设备的实际情 况和管理需要，采集水肥一体化设备的灌溉时长、灌水量、施肥量、水 肥溶液 EC、pH 值等运行状态参数，并对设备进行远程智能控制。控制 器内置嵌入式控制软件，同时具备自动监测、水肥一体化方案及模型下 载、项目区与设备参数配置、远程闭环智能控制、数据就地显示、异常 报警、自动灌溉、定时灌溉、智慧灌溉等功能，并能够将数据传送到监 控中心。表 5 水肥一体化设备管理控制器功能要求 序号 功能要求 具备智慧灌溉、 自动灌溉和手动灌溉三种工作模式， 满足不同环 境和用户的需求。智慧灌溉模式：设备自动联网平台，上传现场信息，下载模型分 析的水肥一体化灌溉专家方案，按照作物需水、需肥规律，自动 1 控制水源泵、施肥泵和灌溉阀门，实现作物的科学、精准、全自 动灌溉施肥。自动灌溉模式： 用户通过设备的触摸屏设定灌溉时间、 灌溉水量、 施肥种类和施肥量等参数，进行自动灌溉。手动灌溉模式：操作人员通过触摸屏进行手动灌溉。15【智慧农业】物联网大数据水肥一体化整体解决方案五、XX 省农业物联网信息化系统评测技术方案 5.1 评测机构 项目区农业物联网信息化系统相关硬件设备、软件系统需进行评 测，以实现所采集数据实时传输到省级平台。省农业厅根据相关规定遴 选、确定第三方评测机构，对提报的硬件设备、软件系统