DB5101-T 166.1-2023 数字农业物联网基地建设规范 第1部分：粮油种植

ICS35.240.015101DB5101/T166.1-2023前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14缩略语 25粮油作物种类 26基地建设架构 2 26.2架构描述 36.2.1设施层 3 36.2.3数据层 36.2.4应用层 37基地建设基本要求 4 47.2人员 4 4 4 4 48基地设备与功能建设 5 58.2基础功能 58.2.1投入品管理 58.2.2人员管理 58.2.3设备管理 58.2.4编码管理 58.2.5地理信息管理 5 68.4种植环节 68.4.1大棚育苗管理 68.4.2田间育苗管理 78.4.3播种管理 78.5田间管理环节 78.5.1监测管理 78.5.2水肥调控管理 8DB5101/T166.1—20238.5.3农事生产管理 8.5.4生育期管理 8.5.5远程支持管理 8.5.6防入侵管理 98.6.1收割管理 8.6.2烘干管理 8.6.3质量检验管理 8.7质量安全追溯管理 附录A（资料性）基地功能建设信息项 参考文献 DB5101/T166.1-2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。《数字农业物联网基地建设规范》分为以下四个部分：——第1部分：粮油种植；——第2部分：蔬菜种植；——第3部分：水果种植；——第4部分：畜禽养殖。本文件为《数字农业物联网基地建设规范》的第1部分。本文件由成都市农业农村局提出并归口。本文件起草单位：成都市农业农村局、成都市农业技术推广总站、成都市标准化研究院、中国农业科学院都市农业研究所、成都市农林科学院、成都市气象局、四川威尔检测技术股份有限公司、成都比昂科技有限公司、四川朗基瑞兴振兴乡村产业发展集团有限公司、年华数据科技(成都)有限公司、四川省粮食质量监测中心、成都大学。本文件主要起草人：朱文杰、何煜、李根、付青松、钟文挺、李茂春、刘莎、马伟、陈娜娜、左汪敬、赵卫东、涂杰、王芬、张修军、张凤枰、张应福、胡益、郭升东、杨军、王婵、白玲玉、胡爽。DB5101/T166.1—20231数字农业物联网基地建设规范第1部分：粮油种植本文件规定了粮油种植为主的数字农业物联网基地（以下简称：基地）建设的术语和定义、缩略语、粮油作物种类、基地建设架构、基地建设基本要求、基地设备与功能建设。本文件适用于成都市行政区域内规模化粮油种植基地的规划、设计、建设和管理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T18622农业温室结构荷载规范GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T30269.701信息技术传感器网络第701部分：传感器接口：信号接口GB/T30269.702信息技术传感器网络第702部分：传感器接口：数据接口GB/T30600高标准农田建设通则GB/T34960.5信息技术服务治理第5部分：数据治理规范GB/T37024信息安全技术物联网感知层网关安全技术要求GB/T37025信息安全技术物联网数据传输安全技术要求GB/T37988信息安全技术数据安全能力成熟度模型GB/T51424农业温室结构设计标准LS/T1703粮食信息分类与编码粮食及加工产品分类与代码NY/T1363温室用铝箔遮阳保温幕NY/T1451温室通风设计规范NY/T2132温室灌溉系统设计规范NY/T2133温室湿帘-风机降温系统设计规范NY/T3657温室植物补光灯质量评价技术规范NY/T3696设施蔬菜水肥一体化技术规范JB/T10294湿帘降温装置JB/T10297温室加热系统设计规范DB51/T2897四川省现代农业园区数字农业建设技术规范DB5101/T1成都市食品检验检测数据交换规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。2DB5101/T166.1—20233.1数字农业物联网基地internetofthingsbasefordigitalagriculture利用物联网技术对生产现场进行数据采集、传输、分析，实现自动化生产和控制、智能化管理，并经农业农村部门确立的示范性农业生产基地。[来源：DB5101/T32—2018，3.1，有修改]3.2感知设备sensingdevice能够获取对象信息的设备，并提供接入网络的能力。[来源：GB/T33745—2017，2.1.9]3.3执行设备executiondevice根据控制指令完成相应功能操作的设备。3.4控制设备controldevice依据控制策略对感知设备、执行设备进行控制的设备。4缩略语下列缩略语适用于本文件。IoT：物联网（InternetofThings）NB-IoT：窄带物联网（NarrowBandInternetofThings）pH：氢离子浓度指数（Hydrogenionconcentration）RFID：射频识别（RadioFrequencyIdentification）5粮油作物种类粮油作物种类按照LS/T1703的规定执行，成都地区主要粮油作物种类包括：a)粮食作物。主要包括稻谷、小麦、玉米等；b)油料作物。主要包括油菜、大豆等。6基地建设架构利用物联设备与信息系统对粮油种植过程进行信息化管理，实现种植各环节的有效衔接。基地建设架构主要包括设施层、网络层、数据层和应用层，见图1。DB5101/T166.1—20233应用层应用层数据层数据层网络层网络层设施层设施层图1基地建设架构6.2架构描述6.2.1设施层设施层由感知设备、执行设备和控制设备等组成，其中：a)感知设备。包括“天空地”相关设备，如遥感卫星系统、无人机、温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、土壤pH传感器以及视频监控设备等；b)执行设备。包括风机、天窗、湿帘等大棚设施，以及种植过程中可联网的农机设备等；c)控制设备。包括大棚环境控制设备、水肥控制设备等。6.2.2网络层网络层提供网络环境，实现设施层设备的网络连接，包括互联网、移动通信网、局域网等。基地应按照物联设施的技术要求，组建相应的物联网络，如NB-IoT、Zigbee等。6.2.3数据层数据层为基地的运行提供数据支撑，包括数据汇聚、数据清洗、数据治理、数据分析等,其中：a)数据汇聚。实现感知、管理等数据的有效汇聚存储，形成种植数据资源库，为基地数据的应用提供基础；b)数据清洗。通过技术手段对汇聚数据一致性进行检查，对无效值、缺失值、重复值等数据进行清洗处理，以提高数据的质量；c)数据治理。建立数据治理体系，明确数据治理内容，并按照GB/T34960.5的规定开展数据治理工作；d)数据分析。通过统计分析等方法对汇集的数据进行对比分析，采用数据可视化图表，形成分析报告等方式，最大化发挥数据作用，为生产种植计划、投资决策等提供支撑。6.2.4应用层DB5101/T166.1—20234应用层主要实现基地功能与用户的交互，应用层功能应与粮油种植过程相结合，在“耕、种、管、收”等环节，实现智能便捷的应用。主要包括基础功能、耕整环节、播种环节、田间管理环节、收获环节的管理和质量安全追溯管理等。7基地建设基本要求具备开展基地建设的场所，应广泛应用物联网等信息技术。配备信息化运维人员，对基地信息系统、设施设备的运行进行维护管理，确保信息系统、设施设备的有效运转。农田建设按照GB/T30600的规定执行。接入互联网、移动通信等网络，有条件的基地还可建立局域网。7.5物联设备物联设备包括感知设备、执行设备和控制设备中具备物联功能的设备。包括以下要求：a)具备不间断工作的能力；b)具备相关数据采集功能；c)具备物联数据在本地缓存记录的功能；d)具备网络连接功能，能实现数据实时传递；e)具备休眠唤醒机制，休眠模式下低功耗运行；f)具备过压、欠压、过流、过载等自动保护功能；g)可根据现场条件选择市政供电或太阳能供电；h)物联设备传输包括以下要求：●物联设备信号接口按照GB/T30269.701的规定执行；●数据交互报文格式按照GB/T30269.702的规定执行；●数据传输安全按照GB/T37025的规定执行；●网关安全按照GB/T37024的规定执行。7.6数据数据包括以下要求：a)数据运行环境。应有支撑基地系统正常运行的各种软硬件环境资源，宜采用当前主流的国产数据库进行数据资源的存取；b)数据采集。广泛采集基地种植数据，建立种植数据资源库；c)数据备份。定期对数据资源进行备份，备份方式可采用本地或异地等方式；DB5101/T166.1—20235d)数据管理。采用治理、分析等手段对数据进行管理，保证数据的有效性、完整性，包括但不限●进行数据分类管理，形成数据资产；●建立数据之间的关联性，确保各环节数据能有效衔接；●建立相应数据接口，实现与相关部门的数据交互；●建立数据开放清单，实现与社会相关方的供需对接。e)数据安全。数据安全应满足国家、行业相应法律、法规及标准的规定，其中系统等级保护应按照GB/T22239的相应等级规定执行，数据采集、存储、处理、交换等生命周期安全应按照GB/T37988的规定执行。8基地设备与功能建设基地建设应结合粮油种植“耕、种、管、收”4个关键环节的特点，规范各环节所需的设备和功能，功能建设信息项见附录A。8.2基础功能8.2.1投入品管理投入品管理包括但不限于以下内容：a)种子（种苗）管理。对种子（种苗）入库、检测、出库等进行信息化管理，并记录相关信息；b)肥料管理。对肥料入库、出库等进行信息化管理，并记录相关信息；c)农药管理。对农药入库、出库等进行信息化管理，并记录相关信息；d)其他投入品管理。对膜、农具等其他投入品入库、出库等进行信息化管理，并记录相关信息。8.2.2人员管理对相关从业人员（如管理人员、技术人员、生产人员、专家等）进行信息化管理，并记录相关信息。8.2.3设备管理设备管理包括但不限于以下内容：a)对感知设备、执行设备、控制设备等进行信息化管理，并记录设备基本信息、维护信息和报废信息；b)制定感知数据异常判断机制，对异常数据进行预警，并记录预警信息；c)对具备在线控制的设备，宜在线监测设备运行情况，并记录设备运行信息、启停信息；d)设备发生故障时，宜通过短信等方式进行故障报警。8.2.4编码管理对基地物联设备（如感知设备、执行设备、控制设备）、种植单元（如地块、大棚）、追溯单元等管理对象进行编码管理，编码可以采用一维码、二维码或RFID等载体实现。8.2.5地理信息管理DB5101/T166.1—20236实现农田地理信息管理，包括农田边界管理、农田定位管理、农田的可视化管理等。8.3耕整环节配备可联网的耕整农机设备（如旋耕机、深松机等），配置定位感知、作业信息采集等传感设备，实现耕整信息化管理，包括但不限于以下内容：a)对农机作业轨迹的管理，形成农机作业轨迹信息；b)对农机作业信息进行采集，记录农机作业信息；c)对农机设备进行远程定位，实现农机调度管理；d)有条件的基地宜配备无人驾驶或自动驾驶功能的农机设备；e)宜设置人工作业信息的录入方式，实现对人工作业信息的记录。8.4种植环节8.4.1大棚育苗管理8.4.1.1设备8.4.1.1.1育苗大棚建设育苗大棚，配备育苗相关物联网设施设备，用物联网手段进行粮油作物育苗管理。育苗大棚建设可按照GB/T18622、GB/T51424的规定执行。8.4.1.1.2感知设备感知设备主要为棚内小气候环境监控设备，主要包括大气传感器、土壤传感器等，传感器参数按照DB51/T2897的规定执行。其中：a)大气传感器。包括空气温度传感器、空气湿度传感设施、二氧化碳传感器等；b)土壤传感器。包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器等；c)其他传感器。包括光照强度传感器、作物长势遥感传感器等。8.4.1.1.3执行设备执行设备主要包括风机、天窗、侧窗、湿帘、遮阳网、补光灯、施肥器、电磁阀、供暖设备等。其a)风机可按照NY/T2133的规定执行；b)天窗、侧窗可按照NY/T1451的规定执行；c)湿帘可按照JB/T10294的规定执行；d)遮阳网可按照NY/T1363的规定执行；e)补光灯可按照NY/T3657的规定执行；f)施肥器、电池阀可按照NY/T2132的规定执行；g)供暖设备可按照JB/T10297的规定执行；h)灌溉设备可按照NY/T3696、NY/T2132的规定执行。8.4.1.1.4控制设备控制设备包括大棚环境控制设备等，实现对风机、天窗、湿帘、感知等设备的控制管理。DB5101/T166.1—202378.4.1.1.5其他设备其他设备主要包括视频监控设备、智能显示终端等，其中：a)视频监控设备。主要指摄像头等设备，实现对棚内设施、作物状况的远程监控；b)智能显示终端。主要指数据显示屏，可动态获取、展示棚内监测数据。8.4.1.2功能对棚内设备和育苗过程等进行信息化管理，包括但不限于以下内容：a)感知监测管理。记录感知设备动态监测信息；b)环境控制管理。根据空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器等感知数据，自动启停相应执行设备，实现棚内相应环境指标的正常；c)设备远程控制管理。通过手机、电脑等方式实现对棚内设备进行远程控制管理，如远程启停湿帘、风机、浇水、施肥、施药等设备；d)育苗过程管理。对育苗过程中施肥、施药、灌溉等农事进行管理，并记录育苗作业信息、施肥作业信息、施药作业信息、灌溉作业信息、移栽作业信息等；e)作物长势管理。依托作物长势遥感传感器，获取、分析粮油作物生长营养（氮磷钾）数据，为育苗环节农事作业提供支持。8.4.2田间育苗管理田间育苗管理可按照8.5的规定执行。8.4.3播种管理配备可联网的播种农机设备（如播种机等），配置定位感知、作业信息采集等传感设备，实现播种信息化管理，具体内容可按照8.3的规定执行。8.5田间管理环节8.5.1监测管理8.5.1.1设备8.5.1.1.1感知设备感知设备主要包括农田小气候传感器、土壤传感器、虫情传感器、苗情传感器、病情传感器、水田种植传感器等。传感器参数按照DB51/T2897的规定执行。其中：a)农田小气候传感器。包括空气温度、空气湿度、光照强度、气压、风速、风向、降雨量等传感器；b)土壤传感器。包括土壤温度、土壤湿度、土壤pH等传感器；c)虫情传感器。包括虫情测报灯、高空测报灯、性诱测报仪、杀虫灯等；d)苗情传感器。包括作物长势观测设备；e)病情传感器。包括孢子捕捉仪等；f)水田种植传感器。包括水位、水温、酸碱度、电导率等传感器。8.5.1.1.2其他设备DB5101/T166.1—20238其他设备包括智能数据站、视频监控设备等，其中：a)智能数据站。主要指在田间设置的数据收集设备，对感知设备采集的数据进行存储、传输；b)视频监控设备。主要指摄像头等设备，可实现对田间设施、作物状况的远程监控。8.5.1.2功能8.5.1.2.1四情监测管理对四情进行动态监测管理，包括但不限于以下内容：a)病虫情监测。动态接收病情、虫情测报等设备采集的病虫体图像数据、统计相关时间段捕捉到的病虫数量、对病虫情进行区域统计和趋势分析；有条件的基地可实现对有害微生物进行监测管理；b)土壤墒情监测。动态接收土壤温度、土壤水分、土壤pH等数据，进行统计和分析管理；c)苗情监测。通过作物长势观测设备，收集粮油作物长势图片，动态对比分析作物生长情况；d)气象灾情监测。动态接收空气温度、湿度、光照强度、气压、风速、风向、降雨量等环境气象数据，进行统计和分析管理。8.5.1.2.2特殊监测管理水田种植的作物，宜对水温、水位等环境进行监测和分析，记录相应信息。8.5.2水肥调控管理宜配备水肥一体化灌溉设备，配置可联网的感知设备（如控制闸门、闸阀等），对水肥调控作业进行信息化管理，包括但不限于以下内容：a)灌溉作业管理。对灌溉作业进行监测，记录灌溉作业信息；宜实现远程控制灌溉作业，通过自动控制实现按需灌溉；b)水肥作业管理。对水肥作业进行监测，记录水肥作业信息；宜实现远程控制水肥作业，通过自动控制实现按需施肥。8.5.3农事生产管理配备可联网的农事作业设备（如无人机、除草机、中耕机等），对农事生产进行信息化管理，包括但不限于以下内容：a)农事作业管理。对粮油作物施肥、施药、灌溉等农事信息等情况进行管理，并详细记录施肥作业信息、施药作业信息、灌溉作业信息、巡查作业信息等；b)农田遥感管理。宜利用遥感技术对农田粮油作物生长形势进行动态采集与分析为施肥、用药、灌溉等管理提供信息决策。8.5.4生育期管理利用视频监控等物联设备（如摄像头等对粮油作物生育期进行信息化管理，通过图片识别等技术，实现自动判断粮油作物所处生长阶段，为农事生产等管理提供信息决策。8.5.5远程支持管理配备高清摄像机、拾音器以及扩音器等设备，实现远程支持信息化管理，包括但不限于以下内容：DB5101/T166.1—20239a)在线诊断。实现专家远程在线查看作物生长视频、图片等信息资源，支持多专家同时在线诊断服务，并记录专家诊断信息；b)在线交流。实现远程交流、指导、答疑等服务，并记录在线交流信息。8.5.6防入侵管理宜在基地边界配备防入侵安防设备（如入侵检测警视器、视频监控设备等），确保基地运行安全，在入侵发生后，实现自动报警，记录入侵信息。8.6收获环节8.6.1收割管理配备可联网的收割农机设备（如收获机等），配置定位感知、作业信息采集等传感设备，实现收割信息化管理，具体内容可按照8.3的规定执行，同时还应实现收割计产管理，包括但不限于以下内容：a)实现对收割种植区域（地块）产值的计算；b)实现对地块产值的分析，如同比分析、环比分析等。8.6.2烘干管理配备粮食烘干机等设备，配置烘干数据采集设备，记录烘干作业信息。8.6.3质量检验管理配备质量检验检测仪器设备（如快检设备、常规检验设备等），有条件的基地宜建设检验实验室，实现产品质量检验信息化管理，包括但不限于以下内容：a)快检。实现粮油产品质量的快速检测，并记录检测信息。检测信息可参考DB5101/T1的规定执行；b)常规检测。实现粮油产品质量完整指标检测功能，并记录检测