农业数字化转型升级方案Word文档下载推荐.docx

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本项目为农业物联网系统建设项目，主要建设内容为3000平方米的物联网信息服务中心、大型智能化育秧工厂、农田环境远程监控系统、农产品检测检验与质量追溯系统、农产品物流服务平台、农产品网上信息发布与交易平台等。

通过农业物联网系统的实施，能够实时收集农田温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息，监视农作物灌溉情况，监测土壤和空气状况的变更，根据用户需求，随时进行处理，为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据，提高农产品产量。

利用物联网技术建立农产品食品安全追溯系统，为农产品增加RFID标签，建立对农产品的种植、生产、加工、运输与销售的全过程跟踪和监控，实现“从农田到餐桌”的全过程质量追溯体系。

该项目的实施通过先进的物联网技术实现三个10%的目标。

即减少投入（包括生产资料、人工及管理）10%；

增加产量10%；

在提高农产品质量、安全性方面增收10%。

2.2项目建设背景

随着微电子、计算机和网络信息技术在各个领域的渗透和普及，以全球互联网为基础的“物联网”正在兴起，并被业界称之为第三次信息技术革命。

网络信息技术的提升对科学和社会经济的发展带来了巨大的机遇。

有关资料表明，过去三十年，网络信息科技对发达国家经济增长贡献率达到40%,而采用全新框架的“物联网”将会导致整个互联网和其他应用网络体系的重建，进而创造一个更大的市场需求，成为拉动科技创新，促进经济增长的强大动力，因此欧美等发达国家纷纷投入研究，“物联网”已经成为未来高科技领域国际竞争的热点。

我国农业正处于传统农业向现代农业的转型时期，全面实践这一新技术体系的转变，农业数字化转型将发挥独特而重要的作用，也为现代农业发展提供了前所未有的机遇。

充分利用智能化信息管理技术发展现代化农业，同样成为当今各个发达国家农业发展的热点之一。

以欧美为代表的世界发达国家，在农业信息网络建设、农业数字化转型技术开发、农业信息资源利用等方面，全方位推进农业数字化转型的步伐，利用“5S”技术（GPS,RS,GIS,ES,DSS）、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等，对农作物生产进行精细化管理和调控，有力地促进了农业整体水平的提高。

上个世纪90年代，在我国随着互联网技术的成熟和普及，计算机互联网络开始进入农业领域，从事农业人员甚至普通农民，即可以随时随地及时快捷的获得各种科技信息、管理信息、市场供求信息、气象与土壤信息、作物与病虫害信息等等。

互联网络和计算机信息技术的结合，正在改变因农业高度分散、生产规模小、时空变异大、量化与规模化程度差、稳定性和可控程度低等行业性弱点。

网络信息技术在农业领域的普及和应用，使“电脑上也能把地种”的愿望变为可能，使“运筹帷幢决胜千里”的管理调控理念梦想成真。

2009年8月，温家宝总理提出建立中国传感信息中心的战略设想，物联网再度成为热点，也为发展“农业物联网”或“物联网农业”提供了契机和动力，农业数字化建设似乎又迎来了新的春天。

随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽，通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，足不出户就可以监测到农田信息，实现科学种植、科学管理，促进了现代农业发展方式的转变.农业物联网技术的推广应用，也是农业现代化水平的一个重要标志.

物联网在农业和农村信息化领域中得到广泛应用，如:

精准农业、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统、食品安全追溯系统等.

2.3项目建设的目的和意义

2.3.1减少农业投入品消耗，减少农业污染

传统的农业作业靠大量使用化肥、农药，过量消耗水源来提高农业产量，已经造成水土流失、生态环境恶化、生物多样性损失等不良影响。

虽然我国用世界9%的耕地养活了世界21%的人口，但却使用了世界上35%的化肥。

我国化肥的生产量和施用量居世界首位，单位面积使用量是美国的2.6倍，但化肥利用率低，氮仅为30%-35%、磷仅为10%-20%，钾仅为35%-50%;

农药利用率也很低下，仅在30%左右。

化肥、农药的过量和不合理使用，造成化肥、农药残留，造成土质酸化、硬化、环境破坏等，也使农产品的农药残留、抗生素残留、激素残留、重金属残留超标，严重影响了农产品质量安全，对农业生产的可持续性和环境保护造成严重威胁。

另外，传统农业生产采用漫灌供水方式，不仅对水资源造成大量浪费，还使农川残留的农药、化肥流入江河，给水体生态带来严重的危害，是造成河网水质恶化的重要因素，严重威胁居民饮水安全。

在农作物生产管理中，针对不同的作物对象（如:

葡萄、草苟、蔬菜等），综合应用现代物联网技术，建立数字化、信息化技术和控制作业装备高度集成系统，从而形成从生物及环境信息实时获取、无线传输、数字化分析处理到科学管理决策、实施完整的智能管理系统，实现农业广域空间分布的资源、环境和生产管理信息的高效实时采集、监测、科学分析处理，优化资源配置和生产科学管理，提高农业生产的科学性、主动性，减少低效投入，改变传统农业用大量施肥、用药和漫灌水提高产量的方式，消除传统农业造成的资源浪费和环境污染等不良影响，从而达到减少投入、节约资源、改善环境的目的，从而提高农户亩产的经济效益。

2.3.2提高病虫害防治水平

进行农业生态环境监测能够提高病虫害防治水平。

通过部署相应的传感器对环境进行实时监测，获取相应的数据进行分析，以提前预防病虫害，并可迅速采取相应措施抑制病虫害的发病条件，控制农药使用，达到提高产品质量及降低生产成本的目的。

2.3.3提高农作物种植水平

农业物联网在现代农作物智能种植领域中的应用主要包括:

收集温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息，监视农作物灌溉情况，监测土壤和空气状况的变更，根据用户需求，随时进行处理，为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据，提高农作物种植水平。

在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区，采用不同的传感器节点构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件，同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点，为温室精准调控提供科学依据，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的

2.3.4提高农产品物流水平

通过在农产品运输车辆安装GPS定位、温度、湿度等传感器，利用GPRS,WCDMA等2G或3G技术，向调度中心实时传递车辆位置、载荷、温度及湿度等信息，实现高效调度，从而有效降低农产品运输损失率物联网在农产品流通中的另外一项主要应用是农产品运输车辆及货物的快速识别，通过RFID电子标签在农产品运输的“绿色通行证”的应用，可以起到有效防止伪造和涂改通行证的作用，并可实现远程扫描获取运输车辆及货物信息，实现快速放行。

2.3.5建立农产品质量安全监测系统，实现农产品安全溯源

食品安全己经成为当今社会的热点和焦点问题，如何利用信息技术为食品安全生产服务是现在而临的一个主要问题。

在农业物联网中使用RFID技术，以数据网格与RFID相结合的方式构建基于数据网格的RFID农产品质量跟踪与追溯系统，使用RFID电子标签、二维条码等技术建立生产和流通档案，并在仓储、销售等环节通过读取设备获取农产品产地和生产过程等相关信息，实现农产品溯源，能够有效提高加工环节质量安全可追溯系统数据采集与传输的准确性，进而提高质量安全可追溯系统求解的精度。

借助物联网技术来实现农产品可溯源，以增加农产品的安全性。

第3章项目前期开发情况及技术基础

3.1项目前期开发情况

本项目为与中国移动公司和武汉理工大学合作开发实施农业物联网系统，已签订合作开发协议。

3.2主要技术基础

3.2.1实施农田环境远程监控系统的相关技术

3.2.1.1信息感知技术

在现代农业领域，信息的感知包括土壤信息感知、农作物生命信息感知、环境信息感知、植物生长信息感知、农产品品质信息与流通溯源信息感知等。

核心技术包括:

信息快速采集光谱技术、计算机视觉技术、传感技术、3S技术等。

物联网信息感知技术可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量、有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等，从而进行科学预测，帮助农民抗灾、减灾、科学种植，提高农业综合效益。

如图1是一种常用的农业传感节点硬件构成图。

3.2.1.2综合应用技术

农业物联网技术的综合应用指获取的主要农业数据，开发应用于农业生产的智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、生物信息和诊断系统等。

如图2是一种农业生产智能化专家管理系统系统技术路线图。

3.2.2实施食品安全可追溯的相关技术

食品的可追溯系统就是食品供应体系中食品构成与流向的信息与文件记录系统。

这就意味着，要建立食品供应链各个环节上信息的标识、采集、传递和关联管理，实现信息的整合、共享，才能在整个供应链中实现可追溯能力。

因此，从本质上说，可追溯系统就是一套信息管理系统。

综合当前国内外的实践经验，实施可追溯系统主要涉及以下几个方面的技术。

3.2.2.1信息标识技术

可追溯系统实际上就是一套信息管理系统。

信息管理的前提是用能够广泛接受的标准进行信息的标识表示，然后才能进行信息的采集和传递。

随着全球化的发展，在实施可追溯的时候必须考虑到信息流动的全球性，必须采用全球通用的标准体系来进行可追溯信息的管理。

当前国际上普遍采用的是由国际物品编码协会GS1（GlobalStandard1，由欧洲物品编码协会EAN和美国统一代码委员会UCC联合而成）开发的全球统一标识系统EAN·

UCC系统来实施商品信息的标识、采集和传递。

EAN·

UCC系统是以对贸易项目、物流单元、位置、资产、服务关系等的编码为核心，集条码和射频等自动数据采集、电子数据交换、全球产品分类、全球数据同步、产品电子代码（EPC）等技术系统为一体的，服务于物流供应链的开放的标准体系。

目前，全球共有100多个国家和地区的、来自工业、商业、出版业、医疗卫生、物流、金融保险和服务业等行业超过100万家的企业，采用EAN·

UCC系统，对物品进行标识和供应链管理。

因此，该系统已经成为事实上的国际标准。

UCC系统包括三个方面的内容：

编码体系：

为贸易产品与服务（即贸易项目）、物流单元、资产、位置以及特殊应用领域等提供全球唯一的标识；

数据载体：

包括条码、RFID；

数据交换：

包括EDI和XML。

由于采用EAN·

UCC系统可以对食品供应链全过程中的产品及其属性信息、参与方信息等进行有效地标识，建立各个环节信息管理、传递和交换的方案，实现对供应链中食品原料、加工、包装、贮藏、运输、销售等环节进行跟踪和掌控，在出现问题时，能够快速、准确地找出问题所在，从而进行妥善处理。

因此，该系统也成为当前国际上普遍采用的实施可追溯的技术体系。

目前，欧盟等国已经采用EAN·

UCC系统成功地对牛肉、鱼、蔬菜等开展了食品跟踪，有效地对食品供应链全过程进行跟踪与追溯，建立了从“农场到餐桌”的食物供应链跟踪与追溯体系，取得了积极的效果。