智能农业系统设计方案

***智能农业系统方案

智能农业系统方案

目录

1.项目综述3

1.1.系统概述3

1.2.建设容3

1.3.建设原则3

1.4.整体架构4

1.5.拓扑结构5

2.智能农业管理系统概述6

2.1.办公自动化子系统6

2.2.计划管理子系统7

2.3.生产管理子系统7

1.智能监控系统8

1.1.1.视频监控9

1.1.2.环境监控9

1.1.3.预警信息13

1.1.4.远程调控15

2.种植养殖辅助系统17

3.仓储物流管理系统17

2.4.销售管理子系统18

2.5.农产品敕追溯子系统19

2.6.知识库子系统19

2.7.决策管理子系统20

2.8.系统基础架构子系统21

2.8.1-------------------------------------------------------------------------------------认证授权功

能22

2.8.1.1.系统用户22

28.1.2人员管理功能22

28.1.3.权限管理要求23

28.1.4.单点认证23

28.1.5.用户管理功能24

2.8.1.6.系统扩磨能24

b项目综述

1.1.系统概述

****智能农业系统将完成现有系统与终端硬件设备的整合、扩充工作。通过对现有设备的

改造，实现智能农业系统平台与现有系统与终端设备间的无缝连接，根据现有系统和终端设备

的功能条件，实现综合管理、智能控制，达到降低运营成本、提高生产效率的目的。

1.2.建设容

智能农业系统平台具体包括以下建设容：

(1)建设智能农业系统，实现软件系统开发与部署。

(2)实现监控采集终端的更新改造以与适配接入，对采集到的数据实现逻辑判断、转发、存数

据库等操作。

(3)提供开放的平台和数据结构，为更好地接入其他应用提供数据支撑。

(4)建立智能农业知识库，为农产品生产提供必要支撑。

(5)提供农作物生产过程历史数据，控制农产品生产过程.，提高农产品的产量和质量，

(6)建立智能农业决策系统,为农场生产、销售提供决策平台.

(7)实现对现有系统的接入调试、数据处理与监控管理。

(8)提供统一的平台支撑中间件，方便各类现有系统接入。

1.3.建设原则

智能农业系统平台建设遵循以下原则：

(1)可靠性。系统稳定、可靠的运行是系统具有实用性的前提。要求系统具有高稳定性，

当系统出现故障和突发事件时，具有保障正常运行的措施。

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（2）易用性。系统应尽可能的减少系统维护人员的工作量。经过短期培训后，一般工作人员

可掌握系统使用方法，这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统交付使用以后，应该便于

各种日常维护工作，能够方要地进行软件的重新配置、系统的智能预警监测、硬件备品备件的更换

和软件系统的升级。

（3）扩展性。扩展能力是智能农业系统平台最重要的原则之一，作为各种应用的基础服务平

台，应具备充分、灵活的适应能力、可扩展能力.并充分考虑接口的标准化、协议的标准化C

（4）可管理性。系统应具备完整的统计、分析、授权和预警等功能。

1.4.整体架构

决策系统

（煤合查询统计二）（领导综合分析）（生产决策系较）出发4件决策应急"1）

办公系统（务合现有系统）计刖管理系纸生产管理系统铺外不理泵统

（公文的1）E务总「生产计划管理）〔■樱融O（销儡情况分析）

（种检'养殖业*助）

值皇宜爱?冬谈汽笆）（销自情加统计〕

g农费计划管理

)［农费管理）

（党工团）物流计划管理（市场停息分析）

（部门内部管理），［物流管理3

管

农产品追溯系线信

理

（产品信息查询）（线计分析）（■控预警）（产品召间）息

/

安

标络合传理平台知识感

全

（农业生产知识库）依业法律法碣（相场经济信息屋）（衣业文献资料库）（气候情况库）（农业专家线联库）

准

体

体

系

系应用支獐平台中间件

0布式查创啕（应用服务器中间件）（报表工具）［数据集成）（才臭分析悬务）（数据交换）（饰《«）

咨

分

办公隹息坡合析

*

生产计划生产监控销售信息，、物流信息业

口务

库

办公系统安全日志农资信急J［产品信息

第4页共24页

远程访问终端

农业信息化

管理平台

TN

照明通风设备温湿度摄像

设备检测没备头

第5页共24页

客种终端设备y

I

采集设备

1.各种终端设备、

涵盖了所能涉与的所有终端设备，如照明设备、通风设备、监控摄像头、环境采集设备等。通

过各自专业子系统与智能农业系统平台进行通讯，实现数据上传和下发命令。

2.各种服务系统

针对不同应用部署的各个子系统，包括现有的0A办公系统、视频监控系统、财务管理系统，以

与今后陆续建设的仓储物流管理系统、人员管理系统等，各系统主要完成与该底层设备的数据通讯，

并把采集到的数据上传到智能农业系统平台进行相关处理。

3.智能农业系统平台

1.5.拓扑结构

5/26

对各个子系统和终端设备上传的数据信息进行整合分析，对处理后的数据进行展示，并根据数

据与相关设备的控制设定值来进行自动化控制功能。

2.智能农业管理系统概述

云台智能农业综合管理平台是一个完整的信息化管理平台，通过欣方公司提供的平台支撑中间

件进行有效整合和联接。并且完整的实现计划、生产、销售的整个过程，通过智能农业知识库，为

农业生产提高质量和产量提洪有力保障。通过本系统建设农场领导还能够对与时掌握农场的整体情

况，根据系统提供数据做出科学的决策。

办公管理

公司公交

生产环境智

农资使用情况能

计仓储情况

农

划生产管理

生产孙堡鸥业

管

农

物流信息知

理仓储信息,

产

识

追

品

库

溯

质

量

决策管理

2.1.办公自动化子系统

云台农场现己建成办公系统，通过智能农业平台的中间件提供的共同定义接口的方式，整合现

有的办公系统，实现现有办公系统的全部功能，避免重复建设。同时可以根据用户的需求，对现有

的功能进行扩充和完善。

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2.2.计划管理子系统

计划管理子系统用于农场生产、销售提供计划申报、计划跟踪、考核等功能。在农场进行

生产销售之前，由各部门提交相应计划，在农场领导完成审核后生效；在生产、销售过程中，

各部门执行人员，根据计划执行情况，按时填写计划执行情况，进行计划执行跟踪，便于农场

领导与时了解各个部门的计划完成情况和计划完成进度。同时可以在每月、季度、年终根据计

划执行和完成情况对各个部门业绩、成果进行考核，加里农场管理力度。

2.3.星产管理字系统

生产管理系统包含智能监控系统、种植养殖业辅助系统、农资管理系统、物流管理系统等

子系统。其中智能监控主要提供生产环境温度、湿度、土壤养分等农业生产重要指标的实时数

据监控，并能够通过支撑平台的中间件提供各类信息预警和提示。种植养殖业辅助系统主要是

将实时监控数据与平台知识库中的经验数据进行对比分析后为生产人员提供必要的建议和意

见，并能够对各类病虫害产生的对应环境情况进行分析，提供预警。农资管理主要是针对生产

过程中的各类农资进行必要管理，根据知识库提示，对各类农产品生产中需要使用的农药、化

肥等农资进行管理，从使用时间、使用量，都能进行必要的跟踪和提示，确保产品的质量和产

量。物流管理包含了对产品、农资等物资的物流安排管理，合理调配农场资源，降低农场生产

成本。

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1.智能监控系统

视频监控

环境监控

二氧化碳

\7

生产标准

化肥农为使用标准

农业生产经除预瞥信息

提示信息

农业知识库智能监控终端展示

自动控制

远程控制

Z\

饼含员

氮含益

靖含量

土壤养分定期采集

智能农业系统平台中的智能监控功能主要包括视频监控、生成环境监控、预警信息、远程

调控四个功能模块，用户通过监控功能可以随时随地查看生产环境情况，并对比知识库各种生

产产品最佳生产条件与时调整各种设备的工作状态，为农场提高农产品的产量质量提供直观有

效的辅助手段。

智能手机客户

端功能界面

第8页共24页

1.L1.视频监控

与农场现有的视频监控系统进行对接，将现有的视频监控功能全部移植到智能农业系统平台,

实现对监控点的实时监控录像，同时在智能农业系统平台中可以对监控摄像头进行云台操作，实

现录像角度的远程调整，并通过网络平台将监控视频展示到智能终端。

1.1.2.环境监控

住

声允报警

阿信报警

LED那

温室3

9/26

移动PC监控终端固定PC监控终端LCD监控手机

环境监控主要侧重土壤温度、湿度、二氧化碳含量等各类土壤关键因素的监测。根据不同的

作物，监测土壤环境是否适于种植农作物生产，实时上传至智能农业综合管理平台，与时对土壤

环境进行调整。

系统在每个生产环境的每一块田部署一套温度、湿度与土壤含水量、二氧化碳等传感器。通

过传感器自动采集温度、湿度、土壤含水量、二氧化碳含量等农作物生长环境参数。

系统实现了传感器数据采集、集中查看等应用特性，并实现了农业应用部署，为农作物研究

和生产提供了基于信息化技术的有效工具。

同时在每块田部署1个可供用户点对点查看的视频传感器（全球眼接入），用于采集该田的视

频信号，供用户远程查看使用。

生产服务管理子系统

作物生长环境管理作物生长技术支掾笆理

种植

病

种植

防

气象

料

肥

程

空气土壤日照二氧种植远

害

间题

虫

信息

品

药

断

监控监控化碳一一技术诊

监控息

咨询

信

发布

理

管理管理管理监控指导管

生产服务管理子系统围绕农作物生产，从的整个生命周期进行全方位的技术

支持服务，从作物生长环境的实时监控与管理，从作物的施肥与防病虫害、从

预防到远程诊断与应急预案。

生产环境监控通过在生产环境中安置带有远程数据传输功能的传感器，实现

对种植环境数据的采集。环境数据主要包括：光照强度、温度、湿度、二氧化碳

浓度、土壤酸碱度等农业生产的关键数据进行实时监控。对于土壤养分中部分

农作物生产关键的元素（如钾、氮）可以采用定期采集数据方式进行监控。

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1.实时监控

(n：n

传博MR号：CSDBZ^SOOOl

传感着类型：光照与垂潴

J8尢'"悯值：200X0/200

纵上际单位：1000*Lux

当前示故:13987.490

W«itTil■兼。k

14.721.6L4.4241

■SfcS/子演效但

操作返

智能农业系统平台获得相应数据值，同时对这些数据进行记录，为农业大棚的规划管理提供数

据支持。

2.数据报表

根据用户需求，提供历史数据的查看和统计报表功能，智能农业系统平台通过对采集的数

据进行汇总统计，生成各种统计报表。同时根据用户需要，提供统计说明和图例，支持柱状图、

折线图和饼状图辅助用户进行分析判断。

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1.1.3.预警信息

1、提醒告知

根据特定农作物生产经验，提醒生产人员按时、按量进行农药、化肥使用，并对用关农资

产品使用进行记录作为农产品质量追溯的组成数据。同时根据环境监控定时采集的土壤各类关

键元素数据，提醒生产管理人员对农产品生产要求土壤养分进行关注，适时补充。

2、预警告警

用户设置生产农作物与季节，系统查询知识库中相关农作物的生产最佳条件，根据不同季

节、不同气候以与种植的不同农作物，在智能农业系统平台中设定各种环境参数的预警阈值和

各类农药、化肥使用时间、剂量通过平台实时提醒生产人员。同时根据环境监控系统中采集的

实时数据，系统还能够与知识库中专家经验、农业生产经验等信息进行对比分析，对应各种环

境下可能产生的病虫害发生概率等进行评估，与时发送预警信号。

》预警提示

当实时的环境监控系统检测到的数据达到或超过预先设定的预警阈值时，系统平台通过声

光电等多种形式向相关人员进行预警，例如在监控大屏上提示预警信息，给相关工作人员和领

导发送手机短信和等，督促工作人员对异常环境状态采取措施进行干预。

＞恢复提醒

当实时的环境监控系统检测到的数据由异常恢复到正常围时，系统平台同样对相关人员进

行提示。

.■H预瞽值患10:35

・Hl预警信息10:35♦日期：201U3/12

主Ifi：T大AB二M化碳预瞥

■预瞥公告列表

预警内宫：

。一号大棚二氧化碳预1

201V3/123:24T大栅温度

O二号大棚温南预警巳这够狎值，通风设备已启动.人员

❖二号大棚湿度预警勿入.

。六号大棚二氧化碳预1

■预警窿询

□

□

2.告警记录

系统必须保存这些告警，供用户查询。告警的容至少要包括：

》环境异常发生的位置

记录环境异常发生的位置，具体到某个大棚的某个区域。

》环境异常发生的时间记录环境异常发生的时间。

》环境异常持续的时间

记录环境异常持续的时间，帮助用户分析对农作物生长的影响。

》环境异常恢复的手段

记录环境异常恢复的手段，例如通过启动通风设备来调整二氧化碳浓度，开启喷水系统来

调节大棚湿度等。

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1.1.4.远程调控

通过对农场现有设备的改造，安装具有远程控制功能的模块，使所有设备具有远程控制的

功能，用户通过智能农业系统平台就可以实现对生产环境的各种设备的控制。同时智能平台还

能通过知识库中农作物生产经验库对比，自动或通过生产人员远程方式对生产环境进行必要要

调整。

i.需要控制的设备包括:

》卷帘门

通过开启和关闭卷帘门来控制大棚部的光照强度和温度。＞喷水设备

通过开启和关闭喷水设备来控制大棚部的湿度。

》通风设备

用户可以通过控制通风设备来控制大棚的二氧化碳浓度。

2.控制功能应包括的信息如下：

＞设备位置

所要控制设备的所在大棚名称以与具体位置＞设备名称

所要控制设备的名称，类型

〉设备状态

所要控制设备的当前状态，开启关闭情况。

》操作按钮

提供设备的远程控制功能，读用户随时控制大棚的各种设备来调节环境参

数。

-II远程控制10:35

返回

□

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2.种植养殖辅助系统

种植环节子系统

种植管理种植数据统计分析

检

种植

种植

种植

种植

种植

测

检验

基

种植

生产

本

结

数量

种类

用药

肥科

检测

种植果

测

检

信

料

务

息

肥

种植任

统

统计

统计

统计

统计

统计

用药计

理

理

理

理

管

管

管

管理管

分

分析

分析

分析

分析

分析

管理析

种植养殖环节管理围绕种植养殖生产任务，数据初始在农业生产过程，并依托农业知识库

的专家系统，对生产过程进行管理。对生产种植、养殖作物的数量、类型、品种的初始统计，

并且在整个完整的种植过程的施肥、用药、作物检测、抽检等数据的统计分析上报。

3,仓储物流管理系统

使用的RFID电子标签被贴在货物的包装上或托盘上，在标签中写入货物的具体资料、存放

位置等信息。同时在货物进出仓库时可写入送达方的详细资料，在仓库和个经销管道设置固定

式或手持式阅读机，以辨识、侦测货物流通。本系统应用于采购、存储、装卸、运输、流通加

工、配送、销售到服务的各个业务环节和流程。使农场能够实时地、精确地掌握整个供应链上

的商流、物流、信息流的流向和变化。

物流管理的功能结合物流流程体现在多个环节中，如下：

存储环节：实现自动化的存货和取货，将收货计划，取货计划，装运计划等纳入系统管理

畴，高效完成指定对方区域、取货和补货等，货物的盘点更加高效方便。

运输环节：在运输环节的关键检查点安装RFID接收转发装置接收运输货物和车辆的RFID

标签信息，实现货物位置信息在数据库中的与时更新，与时掌握货物在物流环节中的物流信

息。

配送环节：大大加快配送的速度和提高拣选，与分发过程的效率与准确率，

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减少人工，降低配送成本。进入中央配送中心时，读取货箱的标签容，进行核对以防上发货错

误，并将RFID更新为最新的存放地点和状态。

零售环节：采用RFID技术来改进零售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库存，

提高效率，减少出错，与此同时，对商品的有效期进行监控。

流通环节子系统主要完成从作物的产地采收、产品包装、产品存放、产品运输的整个流通

环节的电子化管理，保证从产地到销售环节的信息完整，并且为产品溯源提供完备的信息储

备。

2.4.销售管理子系统

云台农场现己建成财务管理系究通过智能农业平台的中间件提供的共同定义接口的方式，

整合现有的财务系统,，并提供销售管理的功能模块，实现销售信息采集、统计分析和对各类农

产品市场信息采集分析功能。____________________

销售服务子系统

收购环节销售环节

全

国

采

购采

收

购

购

蔬

蔬菜惠民菜

任

务统

种

计

类收购在线乍辆销售

价

价格政策格

派

单分

发

析

布

收

预约集订购

发布信息•定位统计

销售服务子系统主要完成对种植作物的产品销售提供完备的信息渠道和基本交易平台，系

统发布大量采购双方信息、渠道信息、政策信息、价格指导等引导性数据，同时为了保证销售

效果和质量提供给在线订购、运输环节追溯的等功能。

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2.4.农产品质量追溯子系统

智能农业的质量追溯系统，贯穿整个计划、生产、销售的整个过程中。我们可以依托智能

农业管理平台，获取到农产品生产计划，生产、物流、销售所有环节信息。其中对于农产品生

产、流通过程的信息，由智能监控系统采集的各类数据如水分、温度、湿度、二氧化碳，土爆

养分信息，还有化肥、农药使用情况等等信息。对于农产品生产质量跟踪具有有力的支撑。并

可以通过分析整理最终放入智能农业平台知识库中，为将来生产提供参考。

2.5.知识库子系统

知识库系统是智能农业系统平台的一个重要的组成部分，包含了农业生产信息库、法律法

规知识库、农业专家信息库、农业文献知识库、气候信息资料库等农业相关的知识信息库。知

识库子系统不但是一个存储各类资料信息的数据库系统，而且一个不断自我完善的知识系统。

知识库具备以下三个特点，启发性，能运用专家的知识和经验进行推理和判断；透明性，能解

决本身的推理过程，能回答用户提出的问题；灵活性，能不断地增长知识，修改原有的知识。

云台智能农业知识库系统由知识库、数据库、解释部分、知识获取部分等几个部分组成。

知识库的工作方式可简单地归结为：运用知识，进行推理。具体地说，知识库是运用人工智能

知识工程的知识表示、推理、知识获取等技术，总结和汇集农业领域的知识和技术，农业专家

长期积累的大量宝贵经验，以与通过试验获得的各种资料数据与数学模型等，建造的各种农业

“电脑专家”计算机软件系统，由于具有智能化进行分析推理，独立的知识库增加和修改知识

十分力便，开发工具使用户不必了解计算机程序语言，并有解释说明功能等，是通常的计算机

程序系统难以比拟的。

农业知识库系统可应用于农场生产的各个方面，如作物栽培、植物保护、配

方施肥、农业经济效益分析、市场销售管理等。例如，病虫草害防治专家系统是针对作物

不同时期出现的各种症状和不同环境条件，诊断可能出现的病虫草灾害提出有效的防治方法。

栽培管理专家系统是在各个作物的不同生育期，根据不同的生态条件，进行科学的农事安排，

其中包括栽培、施肥、灌水、植物保护等。栽培部分包括品种选择、种子准备、整地、播种、

田间管理与收获，优化它们之间与其与产量之间的关系；施肥部分主要是优化肥料与产量的关

系,水分管理部分主要是合理灌排.优化水分与产量的关系：植保部分主要是病电草害的预测

和控制。知识库系统来自专家经验，它们代替为数极少的专家群体，走向地头，进入农家，在

各地具体地指导农民科学种田，培训农业技术人员，把先进适用的农业技术直接交给广大农

民0

2.6.决策管理子系统

决策管理系统通过对农场气象条件、资源、植物病害、动物疫情、采购、销售、供求等情

况进行数据统计和分析,实现对农场生产和销售的辅助决策,为农场领导科学决策提供依据.

提高农场运行的效率。

系统将农场资源规划与辅助决策分析结合在一起，实现农场生产、销售、销售、仓存、配

送、生产资料管理等环节的产供销一体化管理，同时针对农业生产的特点，对气候变化、农资

采购、销售、供求等进行实时统计、综合分析，为农场管理者、决策者的经营管理提供辅助决

策分析。对农场发生的各种种植业病虫害和动物疫病进行统计，为农业生产中的植物病虫害防

治、动物防疫的应急指挥提供辅助决策“采用大量图表显示统计分析结果，形象直观，使用方

便。

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2.8.系统基础架构子系统

系统基础结构了系统

系统基础架构子系统为智能农业管理系统提供公共、基础服务，为系统的业务

提供底层支撑能力。

数据模型管理实现对种植环节管理子系统、生产服务管理子系统、流通环节管

理子系统、销售服务子系统、系统基础架构子系统数据模型的统一管理与维护，

保证系统数据模型的统一与可控变更。

基本数据管理对平台系统中的基础数据如田地、机构、商户、人员等信息以与

编码进行统一维护，保证这部分信息的规性，避免产生歧义。

认证服务实现对平台系统使用的数字证书的制作、发放、检查

等一整套管理机制。

业务安全管理实现对用户身份认证与权限指派，此外还对用户登入系统的行为

进行详细记录，便于日后的行为追踪。

业务专