智慧农业技术解决方案.docx

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1、智慧农业技术解决方案 才智农业 技术解决方案 目录 1项目概述. 11.1现状分析. 12技术方案. 22.1设计思路. 22.1.1构建一体化业务支撑平台，形成农业产业体系 . 22.1.2制定并完善农业产业体系标准，促进农业信息标准化 . 22.1.3注意信息数据共享，促进农业协同化 . 32.1.4加强并引入信息化技术，推动农业生产智能化 . 32.1.5针对不同类用户，供应人性化服务 . 32.1.6关注用户运用体验，增加系统的可视化效果 . 42.2效果展望. 42.2.1以人为本的用户环境 . 42.2.2关联的应用环境 . 42.2.3集成的数据环境 . 42.2.4高可信的平安

2、环境 . 52.3设计原则. 52.4建设目标. 62.5总体架构. 72.6建设内容. 103重点应用建设 . 113.1才智农业一体化平台. 113.1.1概述 . 113.1.2总体架构 . 113.1.3功能说明 . 123.2农业资源数据中心. 143.2.1综述 . 143.2.2功能说明 . 153.2.2.1数据装载导入. 163.2.2.2数据梳理、校核. 163.2.2.3数据加工处理. 173.2.2.4数据库管理. 183.2.2.5数据综合分析. 183.2.2.6数据共享发布服务. 193.2.2.7信息服务. 193.3农业生产环境监测. 203.3.1环境数据采

3、集 . 203.3.2病虫害防治与预警 . 213.3.3农作物成熟度预报 . 223.3.4智能化模型库 . 233.3.5数据查询与统计报表 . 233.4智能远程限制. 243.5智能农业专家. 253.5.1总体框架 . 253.5.2功能介绍 . 263.6智能物流. 263.6.1生产环节 . 273.6.2加工环节 . 273.6.3仓储环节 . 283.6.4运输环节 . 283.6.5销售环节 . 293.7智能化社区直供销售系统. 293.8农产品溯源. 303.8.1总体设计 . 303.8.2功能说明 . 313.8.2.1数据管理系统. 323.8.2.2平安标准管理

4、系统. 333.8.2.3关键限制点管理系统. 333.8.2.4工艺流程管理系统. 333.8.2.5平安档案管理系统. 333.8.2.6质量检测管理系统. 343.8.2.7应急预警管理系统. 353.8.2.8平安溯源管理系统. 363.8.2.9互联网信息发布系统. 373.9农业电子商贸. 373.9.1概述 . 373.9.2功能介绍 . 38 1 1 项目概述 1.1 现状分析 中国作为一个传统农业大国，在信息化技术在其它行业已经取得丰硕成果的今日，具有科技含量低，劳动生产率低下等特点的传统农业生产在目前仍旧一般存在，近年来随着可用耕地的逐步削减、劳动力成本逐步提高，靠物化投入

5、已经难以实现农业增收；同时，传统农业生产模式下的农业组织往往是单一的、分散的，农夫从种养到产出、销售，没有完全形成产业链真正意义上的价值产品；力气分散，无法面对大市场信息，严峻缺乏获得市场信息的实力，农村信息瓶颈，已经成为农村经济发展的严峻障碍；因此，通过信息化技术，加速才智农业的实施，坚持以农业信息化推动农业现代化，提升现代农业科技创新实力，加快传统农业产业升级；以信息技术推动农业产业化，以农业信息技术延长和拓展政府服务为手段，转变基层政府职能，提高基层政府监管和服务水平；将粗放的生产方式变更为农业科技升级，让农业生产更精准、更科学、更便捷，从而实现集约化生产、产业化经营、社会化服务、市场化

6、运作的现代农业模式。详细而言，才智农业须要解决以下问题：l 如何将科研单位的科技成果快速、干脆并有效地服务于实际农业生产？ l 如何让科研技术刚好为农夫解决实际的生产问题？ l 如何建立科研人员与农业生产者之间的良好的信息沟通渠道？ l 如何让农业生产者刚好获得最新的科研成果并将其应用于实际生产中？ l 如何让农业生产者刚好获得和预料市场供求信息？ l 如何让农业相关的运营者刚好获得精确的农业产品生产现状，从而为农业生产供应保障？ l 如何让农产品消费者刚好快捷地获得消费农产品的溯源信息而保证食品平安性？ l 如何农业管理者刚好获得农产品产业信息实现统筹管理？ l 综上所述， 才智农业并不是解

7、决一个简洁地建立几个物联网智能大棚，建立几个农业服务信息亭就能实现的，而是要从整体上进行规划，从全局角度全盘统筹考 2 虑，整体规划，从农业生产的源头科技探讨起先，提高育种、生产、运输、销售等农业生产的各个环节的信息化水平，形成一个完整的闭环节农业产业信息化体系，逐步形成集约化生产、产业化经营、社会化服务、市场化运作的现代农业模式。2 技术方案 2.1 设计思路 2.1.1 构建一体 化 业务支撑平台，形成农业产业体系 国家十二五规划中明确提出，将完善现代农业产业体系作为十二五的重点建设任务，因此，才智农业的建设也应以建设一体化的农业产业体系作为目标，在完善与提高农业生产过程中各个环节的信息化

8、水平的基础上，构建统一业务支撑与信息管理平台，完成对科学育种、科学生产、数字物流、精准销售等各个环节的有效管控，并逐步形成现代农业产业体系，同时，依据业务协同的需求，整合了科研、农委、企业等相关机构的应用系统，实现了跨部门、跨区域的数据共享利用与应用协同，从而真正形成了一体化的产业体系。2.1.2 制定并完善农业产业体系 标准 ，促进农业信息标准 化 本着标准先行的原则，在应用系统的建设过程中，依据以往建设的阅历，结合用户实际业务需求，系统制定的机动车信息数据管理标准，不仅满意了本系统应用整合、数据共享利用的须要，同时，也为各级主管部门进行信息汇总、审查、分析、决策供应了基础，对于将来新建系统

9、与数据共享交换也有统一规范、统一设计的指导作用。在才智农业的信息化建设中，规范与外部系统数据交换标准的功能，并制定相应的技术标准、技术要求和检测机制。须要建立农产品科研、生产、检测、运输、销售等相关的数据标准，同时，针对各个相关应用系统数据共享交换的要求，建立了相关信息的数据交换标准及应用接口的标准，为将来的系统扩展和数据利用，供应了坚实的标准依据。 3 2.1.3 注意信息数据共享，促进农业 协同化 结合农业产业体系业务建设需求，依托统一数据标准，基于相关应用系统的建设，构建农业统一数据共享中心，实现农业数据统一存储、统一管理，为协同应用与科学决策供应数据基础，并以数据统一管理，应用统一整合

10、为基础，使跨部门、跨应用的协同成为可能。本系统的建设在保证信息平安的前提下，注意跨部门、跨应用的数据共享和应用互联互通，加强数据整合与存储的技术创新，实现局域、广域、异构操作系统和数据库环境下的信息集成，进一步满意了跨部门、多行业的协同作战工作要求，提升了整体工作效率。2.1.4 加强并引入信 息化技术，推动农业生产 智能化 通过物联网技术实现对温室的限制，并达到最优化，实现随时随地通过网络远程获得温室状态并限制温室各种环境，使作物处于相宜的生长环境，提高设施蔬菜平均产量；提高温室单位面积的劳动生产率和资源产出率。基于物联网技术，建立农田土壤检测与分析、农产品残留检测、农产品溯源追踪，提高农业

11、生产的科技含量，提高农业生产的生产效率，保障农产品的平安性。2.1.5 针对不同类用户，供应 人性化 服务 农业产业体系涉及多类用户，不同用户群体差异较大，因此，在应用系统的建设过程中，须要针对不同的用户水平，结合用户的业务需求与运用习惯，在考虑统筹规划和顶层设计的同时，兼顾人性化的设计，满意各级业务单位和不同用户不断扩展的应用需求，贴近工作人员的操作习惯，并考虑到工作环境的特别性，使人员与计算机的沟通变得更便捷、更顺畅和更平安，有利于提高工作科技含量、改进管理方式和提高信息服务水平。 4 2.1.6 关注用户运用体验，增加系统的可视化效果 系统的建设充分发挥可视化的作用，借助图形化手段，将繁

12、杂枯燥的各类数据，通过曲线图、折线图、饼状图等方式清楚、有效、形象地呈现出来，从而运用户更直观、更便利。2.2 效果展望 才智农业的建设将为各类农业相关用户供应一个平安牢靠、便利运用的数字化环境，供应不受时空限制的资源共享和特性化服务等，从而各类用户供应有效的技术支持和服务功能，促进农业产业体系信息化上升到一个更高的层次。为此，通过才智农业的建设，期望可以实现以下几点效果：2.2.1 以人为本的用户环境 才智农业必需以用户为核心组织信息资源与服务，须要建立特性化的用户环境，建立按需访问的用户界面，为用户供应特性化的贴切服务，运用户登录进入业务支撑与信息服务平台后，呈现在他面前的是他希望看到的和

13、有权看到的信息与服务。2.2.2 关联的应用环境 关联的应用环境是才智农业的核心，是实现跨系统的流程整合、信息整合的关键所在。通过对业务系统进行合理划分，规范系统间的调用接口，以实现业务系统间的信息畅通。并通过信息整合与流程优化，支持跨业务系统的信息内容关联、管理流程关联、信息服务关联，实现全局畅通的信息流，形成关联整合的应用环境。2.2.3 集成的数据环境 集成数据环境对数据进行有序组织和集中管理，实现农业数据管理的标准化、集成化、权威化，确保数据的完整性、一样性、有序性、共享性和可管理性，为业务系统和最终用户供应便利、高效、平安的数据存储和访问服务。 5 2.2.4 高可信的平安环境 平安

14、问题是自始至终贯穿于信息化建设各个层面中特别重要的问题，构建一个完善、良好的平安环境，确保农业信息化各个层面上关键信息的保密性、完整性、可用性和不行否认性，实现农业产业信息环境的可控、可信、可查。2.3 设计原则 1、系统的标准化 系统建设应坚持标准化，遵循国家和行业相关业务、管理和技术规范标准。2、技术的先进性 系统应采纳成熟、先进的技术，建设符合信息技术最新发展潮流的基础架构，确保系统技术的先进性和前瞻性，保证投资的有效性和持续性。3、软件的适用性 系统的建设应切实满意用户的实际业务需求，具有较高的适用性。4、软件的好用性 系统建设应充分考虑运用人员的实力和素养、专业结构、部门业务需求状况

15、，做到易学易用、操作简洁、敬重运用人员工作习惯；并具有肯定的数据自动校验功能。5、系统的稳定性 系统的建设规划要充分考虑系统投入运行后即作为生产系统，保证 7×24 小时服务：一是要求应用系统首先是成熟牢靠的；二是要求具有备份功能和措施；三是要求具有高的容错及故障复原实力，在出现意外时能够隔离故障区，爱护重要数据，通知管理人员做人工干预，避开灾难性后果发生。6、系统可维护性 系统应能通过集中限制台便利地配置、监视、限制、诊断整个系统，并且能够监视和限制用户状况、提高效率、消退隐患。运行环境依据须要发生改变时，包括新的硬件和软件（含系统软件和数据库）投入运用后，应保证该系统的正常运行

16、。7、系统可扩展性 6 系统的建设必需考虑到与已有系统、其它单位系统以及将来待开发系统之间的互联，因此在满意目前需求的前提下，设计时还要分析并预料将来的发展。应保证设计的应用系统具有良好的二次开发功能，以利于今后的扩展。对于将来的发展，要立足在现有的基础上升级改造，爱护现有投资。8、系统可管理性 系统的部署、运用及管理以简便、易于操作、便利好用为准则，采纳基于 Web方式管理系统，降低系统管理、维护成本，提高系统的可管理性。9、系统的平安性 系统建设应充分考虑用户、应用、网络方面的平安性要求，防止来自外部非法的访问。应具有用户的身份认证和权限管理，对应不同的应用层次。既能保证不同用户高效、快速

17、地访问限制授权范围内的系统资源，也能有效地阻挡用户之间的非法侵入、非授权访问。对关键的设备和系统还有完善的平安性爱护方案。10、系统的可移植性 全部组件均可安装在常见厂家的 Java 应用服务器上。并可以兼容不同的操作系统。2.4 建设目标 利用网络平台技术、运用云计算、物联网等现代信息化技术，坚持以农业信息化推动农业现代化，提升现代农业科技创新实力，加快传统农业产业升级，以信息技术推动农业产业化，以农业信息技术延长和拓展政府服务为手段，转变基层政府职能，提高基层政府监管和服务水平，实现信息技术对现代农业的支撑实力显著增加，实现对涉农部门服务质量和管理水平效果明显提高，实现对农夫文化、意识、观

18、念的转变以及农夫收入的贡献率明显提高，进而实现农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，从而构建低碳节能、高效高产、绿色生态的现代农业体系。才智化农业建设须要加大现代信息技术在农业生产中的应用，稳固农业的基础地位；加大现代信息技术在农业经营中的应用，提高农业产业化水平；加大现代信息技术在涉农部门政务管理中的应用，提高政府服务三农的水平；加强基层农村信息服务体系建设，提高基层农夫获得信息的意识和实力，从而最终实现农业科研信 7 息化、农业生产管理信息化、农业经营管理信息化、农产品市场流通信息化、农业资源环境信息化、农产品消费信息化。2.5 总体架构 才智农业是以物联网为基础，以信息化技术为

19、支撑构建统一业务支撑与信息管理平台，实现对于科研、生产、物流、销售等各个农业生产环节的信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预料、精准销售、数据决策。其总体架构如下图所示： 才智农业主要是以现代的信息化手段为支撑，通过液雨传感器、环境温度传感器、摄像头等各类传感采集设备，刚好精确采集监测对象的各类数据，并通过移动互联网、无线网和 3G 等传输网络，将相关数据资料集中存储在业务支撑和信息管理平台，为相关的业务应用服务供应支撑，从而实现对于农业生产整个过程的监测与科学指导。基于才智农业的总体架构，才智农业的建设须要通过网络融合、数据融合、应用融合，从而实现才智化科研、生产、管理和服务。才智农业的

20、功能模型从下向上可以分为感知层、网络层、数据层、支撑层、应用层和服务层六大层次，同时，这六大层次的建设又是以标准规范体系和信息平安体系为依据，从而保证系统整体建设的统一性、标准性和平安性。其功能架构模型如下图所示： 8由上图可知，建设才智农业的须要完成以下重点任务：1、完善农业信息化基础设施，构建才智感知网体系 充分发挥数字化信息采集和监控的功能，构建以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础的才智感知网，实现智能、全面、深度的感知，形成包括生态环境、农业生产、物流运输、市场贸易等在内的、覆盖农业生产线组成部件的智能互联感知网络，为才智农业综合应用和建设智能化、泛在化的信息感

21、知网络。2、建设信息共享平台，形成才智农业资源体系 数据资源是才智农业建设的灵魂，它是通过一体化的数据采集、数据资源管理和信息服务的业务服务平台，将不同来源、不同类型、不同应用的数据进行规范、整合，形成才智农业的数据资源体系，并对外供应统一的数据共享和信息服务，形成才智农业的学问库。建设基于云计算平台构建数据中心，完成数据的采集、清洗、存储、分发和共享；为数据分析、生产预料、领导决策供应数据支撑。 9 3、建设典型应用系统，构建才智应用服务体系 l 推动农业信息服务技术发展，建立科研项目管理与专家智能服务系统，提高科研生产的服务实力 l 推动并扩大物联网等现代化信息技术在农业生产中的应用，建设

22、气候、土壤、水质等农业生产环境检测、分析、研判，病虫害预料与预警等综合系统，合理选配农产品种，科学指导生态轮作，提高农业生产的技术含量与生产效率。l 加强农产品生产信息采集与市场行情收集工作，建立并完善农产品物流信息化系统，实现生产与销售的有效结合，加大精准销售，提高农业生产经营信息化水平，逐步形成农产品现代流通方式 。l 建设农产品质量追溯信息化示范工程，通过在生产(加工)环节给农产品本身或货运包装中加装 RFID 电子标签，并在运输、仓储、销售等环节不断添加、更新信息，从而搭建有机农产品平安溯源系统，建立农产品信用体系加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透亮管理，实现农产品全流

23、程可追溯，提高了农业生产的管理效率，促进了农产品的品牌建设，提升了农产品的附加值 l 有效地整合和管理各个农业子系统，在资源约束和经济效益最大化约束条件下，统筹管理整个农业体系，建立农产品产业体系共享数据中心，避开顾此失彼的分散管理模式，做到集约管理和经营，为国家的农业宏观规划和管理打下基础。加强政府监管与服务实力，合理有效利用农业资源，提高政府部门服务实力，保持可持续的发展环境。l 强化农村智能化信息服务，充分考虑到农夫对信息的需求千差万别，以及地区经济发展水平存在差异，突出信息特性化、多样化服务的特点；充分运用计算机网络技术、远程呼叫技术、无线寻呼技术和便携式信息终端产品，利用现代信息处理

24、技术将涉农信息进行有效集成、整合，建立信息收集、处理、传播、应用一体化的模式，实现三网合一，最大限度满意处于不同信息化水平用户的须要，指导农业的产前、产中和产后各个环节。4、完善才智农业环境，构建才智农业管理体系才智农业的建设具人涉及部门多、建设周期长、业务及应用困难、技术门户繁杂等特点，整个系统的建设不是一朝一夕的事情，所以，构建才智农业管理体系是整个系统建设的关键。须要遵循统一规划、统一部署、分步推动，以点带面的原则， 10 成立相关的专项部门，配置专职的人员，明确职能责任，推动系统的建设工作，同时，还需人才培育、观念转变、政策制度制定等多方面给于保障。2.6 建设内容 以物联网为基础，以

25、信息化技术为支撑构建统一业务支撑平台，实现对于科研、生产、物流、销售的各个农业生产环节的信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预料、精准销售、数据决策。l 推动农业信息服务技术发展，建立科研项目管理与专家智能服务系统，提高科研生产的服务实力 l 推动并扩大物联网等现代化信息技术在农业生产中的应用，建设气候、土壤、水质等农业生产环境检测、分析、研判，病虫害预料与预警等综合系统，合理选配农产品种，科学指导生态轮作，提高农业生产的技术含量与生产效率。l 加强农产品生产信息采集与市场行情收集工作，建立并完善农产品物流信息化系统，实现生产与销售的有效结合，加大精准销售，提高农业生产经营信息化水平，逐步

26、形成农产品现代流通方式 。l 建设农产品质量追溯信息化示范工程，通过在生产(加工)环节给农产品本身或货运包装中加装 RFID 电子标签，并在运输、仓储、销售等环节不断添加、更新信息，从而搭建有机农产品平安溯源系统，建立农产品信用体系加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透亮管理，实现农产品全流程可追溯，提高了农业生产的管理效率，促进了农产品的品牌建设，提升了农产品的附加值 l 有效地整合和管理各个农业子系统，在资源约束和经济效益最大化约束条件下，统筹管理整个农业体系，建立农产品产业体系共享数据中心，避开顾此失彼的分散管理模式，做到集约管理和经营，为国家的农业宏观规划和管理打下基础。加

27、强政府监管与服务实力，合理有效利用农业资源，提高政府部门服务实力，保持可持续的发展环境。l 强化农村智能化信息服务，充分考虑到农夫对信息的需求千差万别，以及地区经济发展水平存在差异，突出信息特性化、多样化服务的特点；充分运用计算机网络技术、远程呼叫技术、无线寻呼技术和便携式信息终端产品， 11 利用现代信息处理技术将涉农信息进行有效集成、整合，建立信息收集、处理、传播、应用一体化的模式，实现三网合一，最大限度满意处于不同信息化水平用户的须要，指导农业的产前、产中和产后各个环节。3 重点应用建设 3.1 才智农业一体 化平台 3.1.1 概述 才智农业是以物联网为基础，以信息化技术为支撑通过对于

28、科研、生产、物流、销售的各个农业生产环节的信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预料、精准销售、数据决策。因此，构建才智农业一体化平台，完成对于农业科技管理、农业生产过程管理、农产品物流与商贸管理，从而实现对于农业生产整个环节的闭环管理。该平台属于综合性平台，面对农业科技人员、农业生产人员、农业运营及销售等各类人员，平台以相关的各个环节应用系统为支撑，通过采集、存储各类数据，从而实现统一管理、统一协调、分析预料和决策分析等功能。3.1.2 总体架构 才智农业一体化平台以才智农业感知设备为依托，以才智农业相关应用系统为基础，通过数据采集、数据抽取，将相关数据通过清洗、校对、核准后通过分数，实现

29、对于农业信息的采集与发布、农业资源动态监测展示、电子物流与商贸管理等，最终实现信息查询、决策分析和信息订阅，为最终的用户供应全方面的信息管理与服务，其总体架构如下图所示: 12 才智产业才智管理 才智服务 才智民生 才智环境才智农业感知设备中心数据库主题数据库 OLAP 数据库业务数据整合共享发布服务数据抽取数据共享数据抽取 数据汇合面对交换的数据服务面对主题分析的数据服务信息查询决策分析信息订阅特性化服务多渠道主动推送数据采集感知设备 数据管理管理服务层服务层主题分析层主题分析层中心数据存储层中心数据存储层共享交换层共享交换层才智农业相关应用系统面对主题分析的数据服务面对共享交换的数据服务农业信息采集发布农业资源动态监测精准农业示范智能物流与电子商贸信息管理与分析决策信息服务层信息服务层形象呈现形象呈现层基础支撑层基础支撑层 3.1.3 功能说明 才智农业一体化平台主要包括农业信息采集发布、农业资源动