《基于物联网的设施蔬菜安全生产管理和追溯平台精品资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于物联网的设施蔬菜安全生产管理和追溯平台精品资料.docx（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、托普云农致力于中国农业信息化的发展！ 基于物联网的设施蔬菜安全生产管理和追溯平台一、方案概述托普云农引进开发和集成应用物联网感知、专家决策、智能控制、质量追溯等相关技术和软硬件设备，建立基于物联网的设施蔬菜安全生产管理和追溯平台，围绕设施蔬菜安全生产管理和产品质量安全追溯，在天津市原种场设施蔬菜生产基地建立核心示范基地3000亩，辐射带动周围设施蔬菜基地30000亩。平台包含环境信息感知系统、生产履历信息采集系统、视频监控信息感知系统、信息传输网络系统、安全生产专家决策系统、远程智能控制系统、蔬菜安全生产管理系统、蔬菜质量安全管理追溯系统等8个系统。二、 方案架构三、方案主要内容1、环境信息感
2、知系统（1）空气环境信息感知 日光温室空气环境信息传感器由设施语音型无线采集终端和各种无线环境信息传感器及防护外壳组成，监测空气温度、湿度、露点、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数，通过无线采集终端以无线局域网方式将采集数据传输至园区监控中心，并能够以语音方式报警和指导生产。防护外壳安装排风风扇，可防止连续高温高湿环境对电子设备的侵蚀。（2）土壤信息感知 温室内安装土壤水分、土壤温度传感器，监测设施日光温室和部分连栋温室的土壤水分、土壤温度率情况，通过信息监测指导灌溉。采集数据通过本地数据采集器显示以及通过汇聚节点远程传输到监控中心。2、生产履历信息采集系统 以智能手机为载体，开发便携式农事信息
3、采集系统，主要采集育苗信息、定植信息、施肥信息、防治病虫害信息、灌溉信息、收获信息等；采集系统与无公害蔬菜安全生产管理系统之间的数据传输采用有线和无线两种方式，有线采用USB口数据传输，无线采用GSM短信数据传输。3、视频监控信息感知系统 作为数据信息的有效补充，基于网络技术和视频信号传输技术，对示范园区温室内部作物生长状况进行全天候视频监控。4、信息传输网络系统（1）设施环境感知-调控通信网络建设 结合农业物联网温室监控应用的需求特点，系统终端传感器接入设备、中继设备及网关系统设备跟据我市温室生产及环境监控特点，自主研发设计的，具有完全自主知识产权，采集组网并负责传输本项目示范基地的设施蔬菜
4、生长土壤、空气等环境感知信息。（2）设施图像感知与传输网络建设 图像信息传输在设施生产中有着迫切的需求，它可以为病虫害预警、诊断等提供重要的技术支撑。农业应用多对图像的清晰度、分辨率、光线角度等有较高的要求，为有效保证图像、视频等信息传输的质量和实际应用效果，我们设计如下两种解决方案来解决设施农业基地的温室图像感知问题。5、安全生产专家决策系统 对设施农业信息采集与感知的环境信息和农事信息进行汇总并进行综合分析，以黄瓜、番茄为应用对象，引进GAP（良好农业规范）和HACCP(危害分析和关键控制点)的理念和方法，注重生产过程各环节的控制，研究确定安全生产流程的关键控制点和关键限值，开发基于专家知
5、识的环境分析、水肥决策、病虫害预警等模型，制定安全生产关键控制点的控制措施，为设施农产品安全生产提供监测、决策、检测与诊断服务。6、 远程智能控制系统 根据安全生产专家决策系统生成的专家决策结果，对温室设备进行远程智能控制。（1）温室环境综合调控物联网系统 能自动控制设施内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。中央控制软件是本系统的核心，采用力控组态软件开发。（2）设施农业生产自动化节水灌溉系统 在示范基地建立灌溉控制中心，在每个温室内安装直流灌溉控制器和1个直流电磁阀、1个土壤水分传感器，实现基于土壤水分信息的灌溉自动控制。（3）水稻的工厂化育秧生产线自动控制系统 水稻的工厂
6、化育秧包括水稻浸种催芽和育秧生产，是水稻机械化插秧的重要环节，也是水稻生产全程机械化的基础，可提供水稻芽种和秧苗生长所需的最佳生产环节，为农户提供高品质的水稻芽种和秧苗，有效提高水稻品质和产量。7、蔬菜安全生产管理系统 系统由RFID电子标签全程连接，通过移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备先读取温室大棚的RFID、定植、施肥、防治病虫害、灌溉等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过蔬菜质量安全追溯软件对采集数据进行汇总；对采收筐应用RFID进行标识，产品成熟采收时，将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备
7、进行采收信息采集，采集时首先读取大棚RFID，再读取采收筐RFID，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理软件对采集数据进行汇总。8、蔬菜质量安全管理追溯系统 建立蔬菜质量安全管理追溯系统，作为设施蔬菜生产管理、技术培训、专家决策的综合性管理发布系统。发布设施农业动态信息、生产技术信息；各联网基地温室环境信息、视频监控等数据；专家决策系统生成的专家决策意见；农产品市场价格信息；产品追溯信息。为农业管理部门提供生产动态信息、宏观决策服务；为生产经营者提供技术咨询、专家决
8、策、市场价格、远程培训等服务；为消费者提供追溯查询服务。四、其他 共获得了农产品原产地包装标识生成系统及方法、一种农产品追溯的编码方法等2项发明专利，基于H.264的嵌入式农产品视频采集装置、温室农产品生产履历采集器等3项实用型专利，果蔬类农产品生产信息管理系统软件V1.0、农产品质量安全追溯系统软件V1.0等3项软件著作权。五、托普农业物联网在农产品质量安全追溯系统中的应用 托普农产品质量追溯系统，实现“从农田到餐桌”的全程可追溯信息化管理。该系统是区域农产品质量安全信息统一发布和查询平台，根据农产品“一物一码”标准，消费者可以通过短信、电话、POS机、网上查询、智能手机扫描二维码、条形码等
9、查询方式，准确了解农产品从生产、加工、物流、仓储、销售等全过程的信息，选择放心产品。农产品质量追溯系统包含整个智慧农业的全流程跟踪管理，是主干道，涉及农户、合作社、生产企业、农资供销商、产品销售商、政府和消费者，贯穿了农产品生产基地管理、种植养殖过程管理、采摘收割、加工、储存、运输、上市销售、政府监管的各个环节。追溯平台涉及到的各子系统为智慧农业的某一环节服务，并将采集到的信息即时传送到追溯平台，最终在追溯平台上进行全流程的展现，实现“质量可监控，过程可追溯，政府可监管”，让群众放心食用，让政府宽心管理。六、农产品追溯系统的全部环节： 七、 托普农产品质量追溯系统的重要组成部分 1、质量追溯平
10、台 通过互联网实现全市农产品质量安全相关信息的公布，包含了种植业、畜牧业、加工业农产品信息，介绍全市农产品质量安全监管体系，采集社会对农产品质量安全的投诉和建议，实现利用追溯码对农产品生产信息的追溯，实现手机端扫描二维码对农产品生产信息的追溯。 2、生产台帐管理平台 以农产品企业生产基地作为监管对象，实现对其生产过程信息的采集和管理，详细记录基地的地块生产单元、投入品购买等建立电子化生产档案，规范生产档案库管理，并能够覆盖到种植业、畜牧业、农产品加工业的管理范围。 3、质量监管平台 满足市、县（区）、镇各级农业主管部门的监管工作，通过业务权限建模实现对本辖区企业的监管，包括种植农产品企业监管、
11、畜牧农产品企业监管、农产品加工企业监管，功能主要包括农产品生产监管；企业认证管理；检验检测监管；企业信用等级管理；各类预警提醒；信息汇总统计；沟通管理等。 4、农检业务管理平台 建立面向检测机构的检测业务管理平台，实现蔬菜、水果、谷物、畜禽等农产品质量安全检验业务，包含从样品的收取、传递、检验任务的分配、接收、检验结果登记、原始记录的自动分析计算、结果的校核、审核、检验报告的汇总生成、报告的审批、签发全过程的计算机自动化处理，并且提供快捷方便的信息查询、统计分析报表功能。 5、标准库管理平台 建立与项目功能配套的标准库系统，实现标准库的动态管理，要求便于维护，统一的类型库，可以规范企业生产信息
12、的管理，保证统计报表的有效准确。实现检测标准的迭代和自动套用检测结果表达式，便于进行分类统计和自动配对判定标准。包括：三品一标认证产品库；违禁农药兽药库；农产品生产配置库；检测标准库；质量安全检测配置库。 6、支撑管理平台 平台基础支撑功能实现系统的统一管理，主要包括：平台功能管理；用户组织管理；权限管理；企业管理；信息门户引擎；报表引擎；流程引擎；日志管理；备份管理； 八、食品安全追溯系统六大优势附录资料：不需要的可以自行删除云计算实验室子建设方案1. 云计算实验室建设背景云计算的演变从1990年左右开始，经历了网格计算、效用计算、软件即服务（SaaS）几个阶段。随着物联网的快速发展，从技术
13、角度看，严重制约物联网发展的因素，既不是芯片技术，无线网络技术和传感器技术，也不是全球导航系统技术。而是如何让海量信息在整个互联网上进行分析和处理，并对物体实施智能化的控制。要解决这个问题，就必须建立一个功能强大的物联网信息管理平台。云模式的出现，让物联网平台问题迎刃而解。甚至可以这样理解，物联网虽不因云模式而生，却因云模式而存在。我们可以这样定义云计算：云计算是一种计算模式，在这种模式中，应用、数据和IT资源以服务的方式通过网络提供给用户使用。云计算也是一种基础架构管理的方法论，大量的计算资源组成IT资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。然而云计算的发展仍然存在着严峻的挑战：1.
14、 安全：法律遵从，未授权访问2. 数据治理：完整性，恢复，隐私，隔离，主权法律保护3. 完整性：本地/远程完整性场景，云对云问题，动态资源4. 管理：性能管理和监护，确保服务水平协议（SLA）2. 云计算实验室建设目标1）实验室人才培养实验室将秉承“博观约取，厚积薄发”的宗旨，贯彻“开放，合作，竞争”的方针，营造团队合作精神，积极进取，努力创新，将实验室打造为一支目标明确，富有干劲，能很好适应国际计算机新技术发展的科研队伍。在进行学术研究的同时，更加重视人才的培养，努力促进学科的可持续发展。实验室计划设有计算机应用技术、计算机系统结构、计算机软件理论的硕士点和博士点。从工信部培养整个3G产业环
15、境及云计算产业环境的角度来讲，远远不能满足我国对于移动云计算人才的需求预期。据工信部人才交流中心预测，移动云计算与交互设计人才缺口将达百万。云计算实验室的建立，将为移动云计算方向人才的培养起到积极的推动作用。2）实验室对外交流 同时实验室还重视对外学术交流与科技合作，与国内外知名的相关研究机构一直保持着紧密的合作关系，如共同申请承担基金项目，共同举办国际学术会议，对硕士、博士进行联合培养。邀请国内外专家进行技术培训，为用户特别是中小企业提供试用机会等。3）成果转化物联网是通过全球定位系统等信息传感设备，把任何物品和互联网相连，来进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控、管
16、理的一种网络。实现物联网的核心是云计算。3. 云计算实验室研究内容 把实验室建设成省内云计算技术研究、物联网技术研究的权威研究机构。建设一整套人才引进、激励、奖惩机制。以市场服务为导向，结合联盟企业基于云计算和物联网应用技术的各个应用需求开展研究。以联盟企业为依托，研究技术成果向产品的转化和市场推广方式，并结合产品的市场定位和信息反馈来优化产品，进一步提高实验室技术能力和产学研结合能力。实验室将围线以下几个方面开展科研工作：1） 开展云计算核心算法、核心架构的研究，包括IaaS、PaaS、SaaS等软硬件体系结构研究。目前云计算核心算法主要包含FO软件开发方法、带遗传特征的无限分层处理方法、文
17、字信息结构树构造方法、IP地址结构树方法、浮云分层互联网架构设计、多维复杂空间软件架构体系、多维复杂空间数据结构管理、构建内容中心网络等，实验室将会在现有的算法基础上进行深入研究。云计算可描述在从硬件到应用程序的任何传统层级提供的服务 。实际上，云服务提供商倾向于提供可分为如下三个类别的服务：把软件当作服务 (Software as a Service)、把平台当作服务(Platform as a Service)以及把基础设施当作服务(Infrastructure as a Service)。图 1：cloud-stack2） 开展物联网协议标准、中间件架构、RFID识别算法等方面的研究。物
18、联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。实验室将会对物联网协议标准展开研究。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。实验室主要将进行RFID识别算法的研究，旨在加快RFID的识别速度。实验室还将展开RFID标签防碰撞算法的研究。图 2：Schematic representation of RFID techn
19、ology3） 开展云存储、数据挖掘方面的研究。其中云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。图 3：cloud storage 存储方案价值：l 信息生命全周期的保护，应对未来五年内业务转变及企业成长带来的种种风险；l 为满足现实中混合工作负载及虚拟化和整合的需求，提供了足够的性能支持；l 十分有效，使得企业减少了存储设备的添置及其相关支持，并因此减少了环保成本；l 通过为大型数据中心提供可
20、扩展的模块化方案组合实现企业级的支持。l 保护数据安全，为您及时提供准确的数据 l 提供无与伦比的灵活性，以满足多元化的存储需求 l 包含功能丰富的管理软件，最大化利用率，最小化存储系统的总体拥有成本l 有效降低设备采购成本及IT运营成本4） 开展智能城市关键技术、广电网IPTV技术的研究IPTV是利用计算机或机顶盒+电视完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪等功能。它采用高效的视频压缩技术，使视频流传输带宽在800Kb/s时可以有接近DVD的收视效果(通常DVD的视频流传输带宽需要3Mb/s)，对今后开展视频类业务如因特网上视频直播、远距离真视频点播、节目源制作等来讲，有很强的优势，是一个
21、全新的技术概念。图 4：IPTV研究内容：l 固移宽带网络融合技术l WLAN自动迁移技术l 远程人机界面交互技术l 智能数据挖掘公共服务平台l 广电网IP兼容技术l 广电网智能交互技术l 广电网智能机顶盒技术4. 考核目标：1、实验室建设将建设以计算机科学与技术、信息与通信工程为一级学科点，计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用、数字通信与信息系统、通信网络与信息安全为二级学科点，以分布式并行计算、人工智能、计算机网络、广播电视通信网络、数据库技术等为研究方向的学科建设格局。以省级重点实验室为申报点，力争在10年左右时间申报国家级实验室。积极申报各一、二级学科的硕士点和博士点。研究人员
22、规模保持在30至40人左右，吸收一批有独立创新精神、热爱科研工作的高学历中、青年科研人员加入实验室研究团队。2、实验室的创新性考核实验室针对物联网和云计算平台做预研性、研发性科研项目，每两年至少承担一次科研项目。完成工程中心相关部门的研发委托任务，严格按照科研项目流程完成相关科研工作。并以实际专利、学术论文作为项目具体考核指标。3、成果转化配合工程中心其他部门完成科研成果转化工作。每两年至少有一项科研成果进行生产转化。5. 实验室软硬件设施1、基础设施:设备类型设备型号设备数量设备单价（万元）小计（万元）防火墙 H3C SecPath F100-C12.002.00路由器H3C MSR 30-
23、2023.006.00路由器H3C AR28-1141.305.20三层交换机H3C LS-S3610-28TP18.208.20服务器联想万金 R510G7服务器32.306.90存储系统110.0010.00台式机联想Thinkvorsion100.484.802、云管理实验系统云平台管理系统IBM TIVI系统120.0020.003、云搭建和接入实验系统工作站联想 Thinkstation15.05.0PowerPC工作站IBM Power 710 Express14.04.0嵌入式终端平板电脑30.82.4移动终端IBM笔记本20.81.6无线接入点（AP）Cisco WAP2001
24、0.120.12合计：76.226、子课题经费预算一、经费来源（合计）1、市应用技术研究与开发资金2、自筹经费（1）配套财政拨款（2）单位自有货币资金（3）其他资金序号开支科目名称市应用技术研究与开发资金自筹经费合 计1设备费76.22（1）购置设备费（2）试制（改造）设备费（3）设备租赁费2材料费5.000.005.003测试化验加工费5.005.0010.004燃料动力费5.005.0010.005差旅费2.502.505.006会议费 5.000.005.007合作/协作研究与交流费5.0010.0015.008出版/文献/信息传播/知识产权事务费5.005.0010.009人员费0.0020.0020.0010咨询服务费2.502.505.0011管理费5.000.005.0012其他相关费5.005.0010.00合 计4555100