智慧农业顶层设计思路与解决方案

智慧农业解决方案为了更好地打造成全国领先的现代农业示范区，为园区企业提供一流的配套服务，带动农业产业转型，园区物联网建设需从顶层设计，采取统筹规划、分步建设、稳步推进的建设原则。软件平台采用B/S体系结构。总体设计坚持以下原则：目录CONTENTS农业信息化背景与需求智慧农业顶层设计思路3农业解决方案随着应用规模的发展，系统能灵活方便地进行硬件或软件系统的扩展和升级，具有良好的开放性和可扩展性，以适应系统规模和应用功能的不断完善和扩展，包括用户数量上的可扩展性(或性能可扩展性)和业务上的可扩展性(或功能可扩展性)。设计全面考虑与其它信息系统的接口，保证各系统间的数据交换无瓶颈、无障碍。……强化农产品质量和食品安全监管。建立最严格的覆盖全过程的食品安全监管制度，完善法律法规和标准体系，落实地方政府属地管理和生产经营主体责任。加大农业科技创新平台基地建设和技术集成推广力度，推动发展国家农业科技园区协同创新战略联盟，支持现代农业产业技术体系建设

…………要大力扶持发展多种农业经营主体，落实好中央“一号文件”关于扶持发展新型农业经营主体的相关政策。要突出基地建设，选建一批农业产业化示范基地；要大某省市场，打造农产品地理标识，叫响绿色、生态、有机、安全“名片”省内策略—2014年中央一号文件《关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》国家政策……以提高农业生产智能化水平为目标，推动信息技术在农业生产各领域的广泛应用，引领农业产业升级；以促进农业经营网络化为目标，大力发展电子商务……——农业部关于加快推进农业信息化的意见农业部政策网络方面支持国际上通用标准的网络协议、动态路由协议等开放协议，有利于与其它网络之间平滑连接互通，以及将来网络的扩展。软件方面依照国家的有关标准和规范，采用开放构件技术进行建设，统一规划、统一工作标准、统一业务流程、统一软硬件平台、统一数据编码，系统能够提供开放的客户接口，可方便地进行自身拓展和实现与其他相关系统的无缝连接。十大任务建设国家农业资源基础数据系统建设国家农业生产管理指挥系统建设全国农业科技创新与推广系统建设全国农产品质量安全监管系统建设全某省市场信息服务系统建设全国重大动植物疫病防控系统建立全国农村经营管理系统探索推进现代农业示范区信息化建设探索推进农业电子商务建设实施农业物联网区域试验工程四大目标经营-网络化生产-智能化管理高效透明服务便捷灵活三大工程金农工程——农业管理信息化农业信息化建设工程——农业生产经营信息化e农工程——农业服务信息化农业信息化推进策略设施蔬菜精细化种植管理系统主要由数据采集、实时数据展示、报警提示以及数据汇总等模块组成。系统通过传感器采集大棚内空气和土壤的、光照强度、日照数等数据，通过有线或无线网络传递给数据处理系统，并对数据进行存储、展示。当数据出现阈值告警时，并可以自动控制相关设备进行智能调节或发送报警短信。目录CONTENTS农业信息化背景与需求智慧农业顶层设计思路3农业解决方案农业技术一部分是现有公开的农业技术，具体内容包括农作物品种介绍、栽培技术、种植技术、病虫害防治技术、采摘技术、农业种植、养殖管理技术、设备设施管理技术等;另一部分是后文中的生长数据库(详见7.2.3生长数据库)。主要包括农作物生命周期模型、生长过程信息、种子使用信息、化肥农药使用信息、作业信息、人员信息等内容，农业生产者可以在专家库的指导下进行农业生产。

智慧农业指的是以云计算为核心，充分借助物联网、某著名企业互联网，将网络通讯技术融入农业的各个环节当中，为农业的所有参与者提供一个安全、便捷的现代化、智慧化环境，从而形成基于信息化、智能化农业管理与服务的一种新的管理形态。农业资源管理:实现农业生产中专业数据的查询、浏览、统计等功能。农业生产控制:实现农业生产中的自动化控制、监测、预报等功能农业生产安全监控:通过实时更新数据，基本实现灾害的动态监测、预警发布和应急响应。数字化生产农田所在位置，确定种植品种、所需肥料，专家可以远程互动，实现对农民生产的全面指导。农产品溯源：实现在农产品流通过程中对产地、品种、屠宰、采摘等各类信息的查询。设计目标以某著名企业互联网、云计算、物联网等新一代信息技术为支撑，以宽带泛在互联网络和数据中心等基础设施为基础，充分发挥资源和技术方面的优势构建智慧农业平台。知识能力：农业专家、行业专家、农IT能力：系统集成能力、计算资源能力、存储资源能力、资源调度能力、数据共享能力、数据稽核能力、安全分域能力、应用审计能力开发能力：数据交换构件、GIS业务构件、手机支付业务构件、监控业务构件管理能力：服务鉴权管理、服务计量功能、服务监控功能、服务资源管理能力聚合大数据生产控制监控系统资源管理生产指导产品追溯智慧云平台实现方式设计结果设计计算机与网络技术物联网技术音视频技术传感器技术无线通信技术专家平台农业可视化远程诊断交流灾情预警及应急管理某著名企业办公及现场执法目标智慧农业信息自动采集远程控制目录CONTENTS农业信息化背景与需求智慧农业顶层设计思路农业解决方案农村信息化面临的现状农民不会使用信息服务最后一公里难题数据采集/发布难信息服务最初一公里问题缺乏标准化信息站建设体系缺乏一站式信息服务互动平台缺乏整体运营机制缺乏信息来源渠道02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍云平台指挥中心生产领域监管领域某著名企业OA系统农业信息平台农机通应急指挥系统PC终端瘦终端手机平板电脑RFID阅读器高清终端桌面终端经营领域数据存储、分析能力应用开发、处理能力平台拓展能力XPON/LAN/XDSLWCDMA/WIFI云应用云平台管端农技执法视频会议系统1.某著名企业农业执法02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍农资产品农机产品国家农资数据库农业厅农资数据库农业信息化综合应用管理平台监督人员现场督察执法农资产品查询农机产品查询执法人员通过某著名企业终端，可以现场查询农药、化肥、饲料、农机等批号、编号，确定此批产品产地是否合法、名称与批号是否一致、种植作物适用范围是否对应、是否在保质期、标签是否套用等相关问题进行某著名企业稽查执法。

经营者从批发商处进货时，可能通过终端查看农资产品的条形码、农资种类、生产批号、过期时间、供货商、进货时间、进货数量、剩余数量、规格以及总量等信息。

消费者也可通过农资查询机，查询所购买的相关农资产品是否符流通规范，是否符合当地种植情况以及农资的过期相关时间等。手机APP电子化台账终端机02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍2.病虫害环境监测02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍建立信息化的农业病虫害数据库；实现快速精确的农业病虫害监测；规范调查员的信息采集报送工作；实现农业病虫害信息化的统计、分析、预警；在该二维码上记录，农产品产地、种植户名、大棚号、采摘时间、品种、特性等信息。…............后台数据库，供用户进行筛选和网站信息查询田地大棚蔬菜枸杞02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍结合目前成熟的二维码技术，为一个出产的商品标识二维，让消费者可通过短信、电话、上网、手机上网查询等方式查询自己购买的商品的信息。让蔬菜、水果、水产品等农产品都有完整的“生产管理档案”，在各个环节都有完整的文字记录，方便追溯。3.农业产品信息可追溯加工厂在该维码上记录，农业产品产地、养殖户、养殖号、加工地以及加工时间、所属检疫局、检疫人等信息检疫局后台数据库，供用户进行筛选和网站信息查询02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍4.畜牧生产流程透明化9.农业信息平台系统以多种形式将农业信息直观、生动地展现在地图上，充分挖掘数据的空间规律，为社会主义新农村建设、为农民致富提供信息支持及决策依据。新农村模块养殖产业模块服务组织模块种植产业模块02总体架构及平台设计03

子系统功能介绍展示主导产业、涉农企业；特色农产品枸杞、大米、硒砂瓜及新农村的发展状况。展示种植业的土壤肥力信息、设施农业、经济作物、粮食作物、蔬菜种植、安全农产品基地、农资管理、资源利用、种业经营、种植基地、设施农业示范园、农民田间学校等展示养殖业的总体布局、相关企业分布、种苗经营单位分布等展示服务网点、机械总动力、农民培训、驾驶员培训、农机管理、农民合作社、气象灾害等功能。

实现功能XXXX智慧农业案例(2/4)农户管理信息发布销售管理（供求对接）病虫害管理物流优化调试农产品溯源智慧农业数据中心…………

目标：实现农田信息的自动采集和自动化灌溉等功能，对监测区域内的农业环境进行全面实时的掌握。“智慧农业”数据中心XXXX智慧农业案例(3/4)特点：土地监测管理为用户土地提供个性化的知识服务结合当地的土壤肥力、气候条件、资源条件、经济效益，优化选取适宜品种进行推荐种植肥水运筹，根据不同作物生长的需要、结合农田肥水和环境条件，推理计算并制定施肥和灌溉方案根据现有的土地肥力情况，推荐合适的化肥品种并推出农资团购，保障农民的权益。原则：土地监测管理+农民自主申请土地测量。

“智慧农业”数据中心XXXX智慧农业案例(4/4)

某省市：西子农业示范园，智慧农业综合化应用。提供了基础网络、生产管理、现场管理、销售管理、溯源管理等。某省市区案例其它智慧农业案例(1/4)适配网关+采控模块土壤水分传感器环境感器摄像头液雨传感器农业大棚水产养殖专家系统电脑应用手机应用远程控制互联网某著名企业互联网更多......湿度传感器应用展现应用服务运营支撑承载网络采集设备

智慧养殖甲鱼其它智慧农业案例(1/4)原理RFID标签具有唯一编码，且不可伪造可在甲鱼裙边处固定该RFID标签，从而避免不法商贩重复使用形式每只甲鱼的裙边上固定带有特定编号的RFID标签每个标签内绑定该甲鱼的养殖信息统计运用RFID标签可以远程识别的特点自动对甲鱼进行清点，并且对各个年份的甲鱼进行统计监管带有该种标签的甲鱼才是正规产品，可通过专用手机查验真伪；通过专用手机还可以查询甲鱼的养殖信息，实现甲鱼的安全追溯

智慧养殖甲鱼其它智慧农业案例(1/4)1、数量统计在甲鱼进行换坑或统计时，通过将甲鱼集中到被读写器覆盖的区域，可以自动对进入该区域的甲鱼数量进行统计。2、信息统计通过甲鱼RFID标签的编码可以对应到唯一对应的甲鱼，从而查询到该甲鱼的生长年限、防疫、坑号等信息，便于管理。RFID读卡器RFID读卡器RFID读卡器RFID读卡器3、防盗报警通过甲鱼RFID标签，配合甲鱼池四周布置的RFID读卡器，当甲鱼靠近该区域范围时，就会启动报警装置，提示管理人员甲鱼越界或者被盗的警示。

智慧养殖甲鱼其它智慧农业案例(1/4)水塘环境远程监控WCDMA无线远程实时监测功能监测水体、水位、溶解氧、PH值等参数Zigbee终端采集器采集监测到的数据，通过Zigbee网络自动上传至Zigbee中心节点Zigbee中心节点通过WCDMA无线网络将数据传至监控中心

智慧养殖甲鱼其它智慧农业案例(1/4)设备远程控制功能当监测到水设定点时，可远程启动供暖设备进行供暖当监测到水质恶化时，远程启动排污设备进行排污或换水当水体含氧量超出溶解氧范围时，可远程开启增氧机当监测水位过低时，远程启动抽水设备进行蓄水

某省市：XX某著名企业与农业厅开展广泛合作，开展了12316三农热线、优种通某省市农业机械远程控制管理系统项目。某省市区案例其它智慧农业案例(2/4)

某省市：与XX农牧厅共同推进“农业大棚试点监控”项目。利用大棚信息采集监测网络，实时汇集作物生长状态和大棚环境信息至管理系统，实现大棚各种信息采集和监控，达到大棚管理的科学决策和控制。某省市区案例其它智慧农业案例(3/4)

播种期决策栽培管理水肥管理病虫害诊断查询统计育苗期决策生长期决策开花期决策结果期决策营养液配置灌溉量决策灌溉量监视病害诊断虫害诊断病虫害防治实时数据查询历史数据查询统计报表输出湿度光照CO2露点地温臭氧语音记录仪茎流果实膨大叶面叶面湿度大棚环境信息监测相关传感器

某省市：XX开展农机定位项目；XX共同建设农村信息某省市，包括农业局某著名企业OA、互动服务子平台、农产品质量监管系统、农业某著名企业执法、新型农民网络课堂等；XXX果蔬公司建设物联网追溯系统。XX：XXX与农业厅和畜牧厅实施了奶源溯源监控项目，内容包括畜牧业办公、生产、饲养、屠宰、加工、运输、销售等各监管环节。某省市”为用户提供远程农业科技问诊、合作社信息某省市场价格信息服务、农情灾害预警信息服务等功能服务某省市：XXX正与农委、中国农科院信息所等合作开展基层农技推广项目湖北、海南、重庆、山西…………某省市区案例其它智慧农业案例(4/4)助力农业生产农业生产科技不断向智能化、精准化发展，农民和涉农企业需要以信息化提高生产效率，降低生产成本。中国某著名企业推出一系列农业生产信息化解决方案，利用无线通信网络，实现农业生产中的自动化控制、监测、预报等功能，从而极大提升了农业生产的现代化水平。自动化滴灌：实现田间滴灌电磁阀开关控制，农田信息数据传输、采集、上报。农业大棚标准化生产监控：在农业大棚内安装无线远程监控终端，对农作物种植过程中的、湿度、二氧化碳浓度、日照强度等进行采集、处理。无线水质、土壤成分监测：利用传感器实时监测水温、融氧、PH值、盐度以及土壤成分等关键数据，通过某著名企业通信网络传输至监控中心，形成数据图，帮助农业人员方便获得各项参数。农业生产监控主要应用自动化滴灌大棚生产监控应用实景数字化生产指导农产品溯源农业生产控制农业生产安全监控农业大棚统计农业大棚传感装置辽宁农村通过应用农业大棚标准化生产监控，节约了人力成本,提高了生产效率，促进了当地农业生产信息化的发展。设施蔬菜精细化种植应用系统通过光照强度、空气、土壤、日照数等无线传感器，对蔬菜大棚内的对应环境参数进行实时采集，并进行分析。依据大棚外环境信息和分析结果，自动开启或者关闭指定设备(如远程控制滴灌、开关卷帘等)。同时在蔬菜大棚现场布置摄像头等监控设备，适时采集视频信号。用户通过电脑或3G手机，随时随地观察现场情况、查看现场等数据和智能调节远程自动化设备。助力农业生产广东、浙江等地近5000艘渔船安装了通信终端后，因碰撞、沉船造成的直接经济损失同比下降40%。渔业、林业等生产对安全的要求较高，需要通过信息化手段避免生产安全事故的发生。中国某著名企业推出农业生产安全监控解决方案，以GPS定位、某著名企业数据传输、视频监控等技术实现渔业中的远距离通信、动态定位、调度管理、监控与报警等，并对林业中的火灾高发地区进行视频监控，对农业水利气象进行监测预警，提升了生产安全系数。主要功能远距离语音通信船舶查询与监控海上救助信息发布报警提醒轨迹回放电话和短信投诉岸上监控中心船员GPS卫星岸上基站海上渔船指挥场景应用实景数字化生产指导农产品溯源农业生产控制生产安全监控水利气象预警系统在湖北、江西、新疆、山西、、浙江、黑某省市开展了应用，减少经济损失上亿元。棚环境信息感知单元由各种环境信息传感器和无线数据采集终端组成，可实时监测空气、土壤含水量、土壤、光照强度、CO2浓度、作物长势,农残检测(蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量快速检测)等信息，以及农业气象信息。助力农业生产数字化测土配方施肥系统在江苏扬州开展试点，2008年应用面积达473.25万亩次，平均每亩次节本增效50.08元，总节本增效2.37亿元。国家一直在强调和倡导测土配方施肥这项农业生产新技术的推广普及。农民需要准确、迅速地获取专家建议以指导农业生产，同时对于病虫害等难以解决的农业问题，需要农业专家远程提供诊断。中国某著名企业响应国家号召，与农林局等机构合作推出数字化生产指导解决方案，农民可实时查询农田所在位置，确定种植品种、所需肥料，专家可与农民进行远程视频互动，实现对农民生产的全面指导。农民可以随时通过电脑、手机及触摸屏等终端在施肥咨询智能平台上，轻松查到自家田块所在位置，然后按“施肥推荐表”上的建议，确定种植品种、所需肥料，了解种植方法。数字化测土配方施肥场景应用实景农业专家采土并对采样点定位农民通过各种渠道了解施肥建议通过实验室分析提供建议手机电脑触摸屏测土试验田数字化生产指导农产品溯源农业生产控制农业生产安全监控无线视频远程诊断在山东寿光应用，通过以租代买的方式，使农民得到极大实惠。农民应用视频诊断装置面向现代设施农业发展需求，运用物联网技术构建“智慧”系统，提供棚环境信息智能感知、可靠传输、智能控制、精细管理、病虫害预警与远程诊断等服务，全面提升设施农业的信息化水平，实现设施农业的高产、优质、高效、生态、安全和可持续发展。助力农业生产近年来，食品安全问题越来越受到民众的关注，监管机构需要更加快捷简便的方式了解动植物产品的相关信息以某省市场的监督以及对疫情的快速响应。中国某著名企业推出农产品溯源解决方案，通过二维码应用，能够实现在农产品流通过程中对产地、品种