智慧农业解决方案

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智慧农业整体解决方案 目 录 01 关于“智慧农业”的思考 02 “ 智慧农业”总体规划 03 “ 智慧农业”按需实施 第一章 01 关于“智慧农业”的思考 1 、农业信息化背景 2 、智慧农业需求分析 3 、智慧农业建设目标 4 、智慧农业指导思想、建设原则 01 目前农业发展面临的问题 科技发展带来了生产和消费的更集中、更大规模、更社会化和更高的生产效率；同时也意 味着城市生活对资源的更大需求、对安全的更高要求。 食品安全问题 资源短缺问题 环境污染问题 农业生产成本问题 01 农业发展的国际现状 以色列 一个农业资源极度匮乏的国家，却一直在创造全球领先的农业奇迹。 滴灌技术：节约用水，提高灌溉效率； 计算机控制技术：通过传感技术完成监视工作，并联动控制灌溉等控 制功能，精密，可靠，节省人力； 农业订单管理技术：农业网络窗口展示，农民足不出户完成产品订单。 荷兰 世界农业经济最蓬勃的国度之一，其主导产业为农业 。 大力发展设施农业，目前荷兰玻璃温室占世界的 1 ／ 4 以上 ； 将现代工程技术、生物技术和信息技术综合应用于设施农业 ； 建立植物工厂，以工厂化方式生产蔬菜、食用菌、花木等。 01 农业发展的国际现状 美国 美国农民占美国人口总数的 2% ，养活了 3 亿多美国人， 并且使美国成为全球最大的农产品出口国。 政府重视农业信息化基础建设，每年拨款 15 亿美元建设农 业信息网络，已建成世界最大的农业计算机网络系统 AGNET ； 在利用物联网科技促进智能、精准农业上处于全球领导地位； 大农场对物联网设备技术的采用率高达 80% ； 农产品电子商务发展较早，与农产品期货市场的联系紧密。 01 我国农业信息化政策  2004-2015 年中央一号文件“三农”问题 《 2006-2020 年国家信息化发展战略》 《全国农业和农村信息化建设总体框架（ 2007-2015 ）》 《农业部关于开展全国农村信息化示范工作的通知》 《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》 《江苏省物联网产业发展规划纲要》 农业政务信息化 农业服务信息化 农业生产科技化 农业贸易信息化 推动电子政务向 乡村延伸，利用 互联网提供信息 公开和政民互动 服务；完善农村 社会事业信息服 务体系，重点保 障农村教育、医 疗系统覆盖范围。 通过信息化手段 颠覆传统农业服 务形式，打造多 渠道、多维度的 农业服务途径， 实现服务高效化、 服务多样化、服 务智能化。 利用现代科技改 造传统农业生产 和管理办法，提 高农业产量和质 量，使农业向规 模化、精准化、 工业化方向前进。 利用电子商务技 术实现农业产、 供、销、运的全 流程电子化网络 化管理，实现农 业的市场化运作。 01 智慧农业指导思想和建设原则 指导思想： 以国家农业十二五规划为宏观指导，以物联网建设开发为契机，以“政府推动、公益服务、市场运营”为动力，以“信 息促生产、信息壮产业、信息保安全、信息惠民生”为基本目标，充分依托江苏省联通的 ICT 能力、整合能力、管理 能力的整体优势，努力推动江苏省高效农业、优质农业、都市农业、市场农业的发展，成为全国农业信息科技工作 的典范。 需 求 为 先 突 出 特 色 系 统 规 划 循 序 渐 近 工 程 带 动 示 范 先 行 突 出 先 进 操 作 可 行 政 府 引 导 市 场 运 作 建设原则 01 智慧农业概述 以农业生产数字化为特色的农 业 ，是数字驱动的农业。 主要 目标是建立融数据采集、 数字 传输网络、 数据分析处理和数 控农业机械为一体的数字驱动 的农业生产管理体系 ，实现农 业生产的数字化、 网络化和自 动化。 “ 互联网 +” 下的新 农业模式 ，是 互联网、 物联网、 云计算、 大 数据、 智能技术及装 备等新一代信息技术 在农业中的应用。 智 能性、 兼容性、 高效 性、 高科技性、 个性 化与差异性。 现有农业生产措施与 现代信息技术的有机 结合 ，核心技术是 “3S” 技术。 1990 年 ，科技部 “ 农业智能化信息 技术应用工程”的 简称 ，实质是农业 专家系统的应用。 数字农业 精准农业 智慧农业 电脑农业 01 智慧农业概述 智慧农业以农业资源为基础、 市场为导向、 效益为中心、 产业化为抓手 ，面向农业管理部门、 农 技推广部门、 农业企业、 农业园区和基地、 农业专家、 农民等多层次用户体系 ，充分利用计算机与网 络技术、 物联网技术、 音视频技术、 3S 技术、 无线通信技术、 大数据技术、 云计算及专家智慧与 知识 ， 集成传感器、 监控视频头、 小型气象站、 智能手机等智能化自动化设备 ，建设以农产品质量安 全、 农 资安全监管、 农业区域资源为主的政府监管平台 ，以农业标准化生产管理、 农业物联网、 农业生产诊 断决策为主的生产管理平台 ，以及以 “三务” 门户、 植物医院、 农技推广服务为主的信息 服务平台 ， 实现更完备的信息化基础支撑、 更集中的数据资源、 更深入的政府监管、 更先进的生产管 理、 更贴心 的公众服务 ，实现农业生产、监管、服务一体化支撑 ，以及农业农村全方位、 全过 程的信息化、 智 慧化管理 ，达到信息技术与产业发展的和谐提升 ，推动现代农业快速发展。 5 生产 智慧农业综合信息服务 服务 监 管 01 智慧农业概述 大数据中心 智 慧 农 业 综 合 服 务 平 台 云计算处理 遥感 收据收集、在线上 传 无人机 数据存储 数据导入 数据分析 数据可视化 物联网 … whisper wordle 交互处理 OLAP 流分析 商务智能 数据仓库 批处理 提取 加载 ETL 转换 SQL NoSQL 互联网 系统应用 农业决策 01 智慧农业总体建设目标 多态多元 –借助物联网技术发展生态农业、都市农业、休闲农业，实现农业的多态化经营、农民的多 元化收入 安全可溯 –借助物联网技术实现农业生产的全程记录、全程跟踪和溯源，面向消费者实现安全有保障、 责任可追究 市场运作 –借助电子商务技术，实现农产品供销配送一体化 ，引导农业市场化运作 高效服务 –打造多通道专家服务系统，建立农业专家咨询服务平台，指导解决生产难题，实现增产增 收 全面感知 –通过实现环境感知的全面化、数据采集的精准化、信息传输的无线化、设备控制的智能化 建设高水准智慧农业园区。 01 智慧农业总体建设目标 智能设备 云平台 业务与应用 增值服务 第二章 02 “ 智慧农业”总体规划 1 、总体建设内容 2 、总体架构 3 、关键技术 02 总体架构 覆盖生产、 管理、 服务部门及人员用户 富媒体终端的全面应用 集成应用当前主流通讯技术 监管、 生产、 服务综合服务 物联网、 云计算、 大数据等技术集成应 用 感、 传、 知、 用有机智慧结合 服务体系及标准规范实现全面保障 不断丰富扩展的体系 02 总体建设内容 监控、展示、体验中心 智慧农业示范基地建设 种养殖环境监控 蔬菜种植； 畜禽养殖； 水产养殖； 花卉园艺； 食用菌种植 溯源管理系统 蔬菜类； 肉 类； 水产类； 家禽类； 干货类； 加工食品类 物流管理系统 仓储物流环境管 理； 仓储管理； 运输车辆管理 农产品网上商城 农业综合呼叫中心； 专家咨询平台 休闲农业 现实版开心农场； 休闲旅游网站 基于“云计算和云服务”的综合运营支撑平台 02 总体建设内容 智慧农业功能结构（不断丰富和扩展） 02 总体技术架构 应 用 层 资源环境监测系统 大棚管理 水产管理 畜禽管理 农业科普 休闲农业 溯源管理 网上商城 综合农业信息专家服务系统 物流管理 仓储管理 物联网数据统一处理组件 (RFID 中间件、 M2M 中间件、 GIS 中间件 ) SOA 、开放的 API 接口 (WebService 或其他形式接口 ) 服 务 层 综合运营支撑云平台 02 智慧农业关键技术 以云计算和云平台为基础，对多种信息流进行统一分类处理，降低建设成本，提高处理效率。 实现农作物生长状态监测、农产品原材料生产过程查询以及其他视频服务 实现传感器网络、无线通信、有线通信技术的有机协作融合。 数据库及 WEB 服务技术 实现农业生产信息管理以及农产品在线订购与配送等后台管理。 农业智能决策技术 通过建立农业智能决策模型，为农业智能化生产、仓储、运输等提供决策依据。 数据云处理技术 数据采集感知技术 融合通信技术 02 智能设备 - 智能网关终端柜 智慧农业利用传感器采集土壤温湿度、 PH 值、二氧化碳、空气温湿度、光照强度等环境数据，基于消息服务器将数据上传云平台，借助 个人电脑、智能手机，实现对农业生产现场环境指数实时监测展示、自动报警提醒，同时实现远程自动控制生产现场的灌溉、通风、降温、 增温等设施设备。该系统的使用可减少人工成本，实现精准调控，有效规避生产风险。 第三章 03 “ 智慧农业”按需实施 1 、综合运营支撑平台 2 、种养殖环境监控子系统 3 、溯源管理子系统 4 、农产品网上商城 5 、休闲农业子系统 6 、农业专家子系统 7 、展示体验中心子系统 03 智慧农业建设目录 综合运营支 撑平台 种养殖 环境监 测 溯源管 理系统 农产品 网上商 城 休闲农 业 农业专 家系统 展示体 验中心 03 种养殖环境监控子系统技术架构 服务层 应用层 环境监测 设备控制 统计分析 自动报警 系统管理员 用户 系统应用管理 任务管理 环境信息接入 数据分析挖掘 系统终端管理 数据网关接入 环境信息比对 图表展示 统一门户 统一接口管理 03 智慧农业的应用 5 温湿度、光照、 CO2 浓度、摄像头…… 局域网 温湿度、土壤墒情、摄像头…… 局域网 溶解氧、水温、 Ph 值、摄像头…… 局域网 温湿度、 NH3 浓度、粉尘、摄像头…… 局域网 生产、采收、运 输 监控中心 政府管理 专家服务 消费者查询 远程监控 防火墙交换机 物联网平台 物联网平台 03 智慧农业综合支撑平台关键技术 智慧农业使用计算资源的虚拟化、资源自动分配和释放、 友好的自服务门户、健全的后台管理、等级的应用保障。 按需使用和按量付费、数据冗余安全和自动备份、数据加 密安全和防止被窃取、丰富的访问方式、容量弹性扩展。 利用“搜索引擎式”与“互联网化”的云安全理念相结合，发 挥云计算强大处理能力，基于“云＋关＋端”的解决方案， 增强了用户内网边界的安全性，另一方面增强了内网的动 态安全性及管控灵活性。 03 蔬菜花卉环境监控子系统建设方案 温湿度传感节点 环境设备监测传感节点 光照传感节点 土壤水分传感节点 安防、人员管理传感节点 CO2 传感节点 RFID 读写设备节点 各功能传感节点可根据蔬菜种类、种植面积的不同，进行相关数量和布署位置的调整。 温室大棚 出入口 图像设备节点 自动化控制设备 网关节点 控制节点 无线连 接基地 信息管 理中心 03 畜禽养殖环境监控子系统建设方案 环境设备传感节点 RFID 耳标读写设备节点 氨气浓度传感节点 人员管理 RFID 读写器节点 自动化喂养设备节点 温湿度传感节点 CO2 浓度传感节点 光照传感节点 饲料、疫苗管理 RFID 读写器节点 自动化猪 舍入口处 各功能传感节点可根据围栏及饲养方式的不同，进行相关数量和布署位置的调整。 图像设备节点 汇聚节点（网关） 无线连接基地信 息管理中心 03 物流配送车辆管理子系统技术架构 数据库 视频监控 路线偏移报警 油耗监测 轨迹回放 路径规划 业 务 层 数 据 层 地图 浏览 缩放 移动 视 频 展 现 车 辆 状 态 显 示 定 位 轨 迹 回 放 表 油 耗 监 测 图 报 表 展 现 详 细 业 务 处 理 表 现 层 权限管理 报表管理 超速报警 即时定位 03 物流配送车辆管理子系统建设方案 03 溯源管理子系统技术架构 03 仓储管理子系统建设方案 托盘安装电子 标签 入库自动扫描 手持读写器对 设备进行查找 出库自动扫描 全程监控 预警管理 数据管理中心 货物最优化 堆放控制 03 开心农场子系统技术架构 03 监控展示中心技术架构 选取某一温室，综合利用温室内的环境信息采集系统、视频监控系统、环境调节系统、温室管理系统以及信 息展现系统等，将其建成生产与效果展示并存，互动体验与休闲消费并重的具有示范意义的温室。 03 农业专家咨询子系统功能架构 留言咨询 知识普及 在线咨询 热点资讯 权限管理 用户管理 留言管理 信息过滤 农业种植推荐 农业养殖推荐 植扶持项目推荐 服务管 理 数据信息 中心 资讯管理 专家反馈 用户注册 资料更新 发表留言 浏览留言 客户 端 浏览资讯 农产品销量走势 明星期望产品 区域性产品介绍 常用种植知识 常用养殖知识 小知识晒晒 病虫害诊断与防治 贮藏与加工利用 专家答疑 科技信息发布 政府农业政策 板块管理 面对专家咨询 03 农业专家咨询子系统知识库 根据种植植物和养殖生物，针对各种行业如： 水果种植、花夲种植、蔬菜种植、水产养殖、 畜牧养殖、经济作物、粮食种植等行业，提供 多方面普及知识，提供农民的科学种植和养殖 意识 , 主要涉及面如下： 1. 品种介绍 2. 生物学特性 3. 品种选择 4. 栽培与管理 5. 饲料选择 6. 肥料选取 7. 病虫害诊断与防治 8. 贮藏与加工利用