智慧农业规划设计概述.docx

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智慧农业规划设计概述

智慧农业

规

划

设

计

西安信息科技有限公司

2017年8月

智慧农业规划设计

第一章基本简况

企业本身还在智慧政务、城市、交通、农业、物流等产业规划和行业应用有着丰富的经验和产品。

企业在云计算、大数据和互联网金融等方面也有着长远的布局，做为一个在陕西本地的互联网企业积极响应国家和政府的号召，利用自身的技术、市场和资源等优势服务政府、服务三农。

与政府共同探索具有地域特色和优势的“互联网+精细化产业农业”和“互联网+小镇”的双赢模式。

依托各级政府的支持领导，结合企业各项资源，建设以智慧农业平台为基础，发展集种植、供应链和销售一体产业模式，对带动本地农业经济和配套产业有着积极的意义。

一、智慧农业解决能力展示

1、农业物联网：

物联网应用点进行集中展示和统一管控，实时掌握物联网的建设情况。

2、生态循环：

对农业环境监控点进行不间断的进行实时监控、可视化经管和集中展示，掌握生态环境情况，实现异常预警。

3、农业产业化：

整合并分析各特色和优势产业的分布、经营主体数量、全产业链年产值等产业数据，反映农业现代化整体水平。

4、种植业经管：

主导产业的种植总面积、总产量、产业分布、市场行情、经营主体等整体发展状况和植物保护情况进行全方位分析和展示。

5、质量安全：

将农业生产主体、农资经营的正向监管和逆向溯源。

6、农村经营：

整合全省农村基层组织、人口、收益、负债、土地流转、专业合作社数据，直观地展示农村的过去、现状和趋势。

7、农业机械经管：

整合农机相关业务和数据，为农机调度和决策经管提供科学依据。

8、畜牧业经管：

整合全省畜牧生产、流通、屠宰加工和无害化处理等业务系统，实现畜牧业的资源整合、数据共享和业务协同。

9、应急预警：

采用物联网技术，实时了解灾害或疫情发生情况和影响范围，实现灾变预警和应急处置。

10、农技推广政务经管：

通过公共服务中心、科技示范基地、农技专家等数据，反映农技推广体系建设情况。

第二章设计依据

本次规划设计遵循以下规范规范：

1、《中华人民共和国食品安全法》主席令第二十一号令；

2、《中华人民共和国农产品质量安全法》主席令第四十九号令；

3、《中共中央国务院关于2009年促进农业稳定发展农民持续增收的若干意见》（2009年中央1号文件）；

4、《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步穷实农业农村发展

基础的若干意见》（2010年中央1号文件）；

5、中共中央、国务院印发《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供

给保障能力的若干意见》（2012年中央1号文件）；

6、《中共中央国务院关于加快发展现代农业，进一步增强农村发展活力的若干意见》（2013年中央1号文件）；

7、《关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》（2014年中央1号文件）；

8、《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》（2015年中央1号文件）；

9、《中共中央国务院关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》（2016年中央1号文件）；

10、《国务院关于加强食品安全工作的决定》（国发[2012]20号）；

11、《全国现代农业发展规划（2011-2015年）》（国发[2012]4号）；

12、《关于统筹推进新一轮"菜篮子"工程建设的意见》（国办发[2010]18号）；

13、《国务院办公厅关于印发国家食品安全监管体系"十二五"规划的通知》

（国办发[2012]36号）；

14、《国务院办公厅关于加强农产品质量安全监管工作的通知》（国办发[2013]106号）；

15、《国家信息化领导小组关于推动国家政务网络技术的意见》（中办发

[2006]18号）；

16、《全国蔬菜产业发展规划》（发改农经[2012]49号〕；

17、《国家发展改革委关于国家农产品质量安全追溯经管信息平台建设工程可行性研究报告的批复》（发改农经【2015）625号）；

18、《国家电子政务工程建设工程经管暂行办法》（国家发改委第55号令）；

19、《畜禽标识和养殖档案经管办法》农业部令第67号；

20、《农产品包装和标识经管办法》农业部令第70号；

21、《农业部关于加强农产品质量安全全程监管的意见》农质发[2014]1号；

22、《全国农业和农村经济发展第十二个五年规划》（农计发[2011]9号）；

23、《全国农产品质量安全检验检测体系建设规划（2011-2015年）》（农计发[2012]34号）；

24、《"十二五"农产品质量安全追溯体系建设规划》；

25、《农产品质量安全追溯操作规程通则》NY/T1761-2009；

26、《农业部关于推进农业农村大数据发展的实施意见》

第三章本次智慧农业设计的思路

以无线网络覆盖和农业数据云平台为基础，遵循国际、国内现有规范体系，利用信息化技术，打造示范基地的物联网大数据云平台；结合智慧农业平台搭建种植环境监控系统、农业生产经管系统，实现种苗育种，品种实验栽培的生产数据、物联网数据的采集，通过相关数据的统计分析，为农户提供生产指导支撑，并通过基地的示范效应实现新品种种植的数字化、规范化、科学化、智能化的生产经管；结合地理信息系统和监控系统生动直观地呈现基地内不同品种种植单元的布局简况、物联网监控信息、预警提醒、历史统计和安全溯源等信息统计的结果。

辅以大屏展示系统为政府搭建对内监管和对外培训系统、宣传的良好载体；

充分利用政府和企业的其他的优势资源与平台，分阶段完善基地休闲观光旅游小镇，开展现代创意农业技术、高效生产技术的展示示范基地，在农器械、农资和产品等多方面尝试供应链金融服务，综合解决农业发展中的技术和资金等疑难问题。

1.增强产品附加值，带动民众增收

农业是经济发展的重要基础产业，也是典型的弱质产业，更是具有巨大潜力的优势企业。

挑战传统农业，建设现代农业，立足特殊的区域气候条件，积极破解瓶颈制约因素，大力推进现代种植业发展，是农业农村发展的必然选择。

除了在农业生产上调整外，拓宽农特产品的销售渠道就变得尤为重要。

通过农产品可视化溯源平台的搭建和专属电商平台的搭建，一是大力实施原生态农产品网络营销和品牌带动，二则将食品溯源纳入全流通环节中并打造专属的安全品牌，把绿色原生态农产品摆上全国各地老百姓的餐桌。

这种销售方式可以使农产品在原来的市场基础上增加产品经济附加值，帮助农民增加收入，带动经济增长。

2.加强农产品品牌文化建设

种植业可谓是经济命脉，不仅种植面积广，而且种植品种优良，深受当地民众的喜爱，通过智慧农业应用提升品牌。

3.带动当地周边产业发展

在互联网加速发展的今天，互联网强大的作用还没真正的发挥出来。

从现在很火的营销模式来看，采用产品出售附带营销效果不仅节约成本，并能长期充斥于市场，在产品包装上张贴定制标签，消费者购买产品扫码后会展示当地休闲农业作物生长环境、农庄生态环境、风土人情等，这样对于消费者而言，将农产品的种植环境展现在消费者们面前，更能增添消费者对于好奇及好感度，后期当农产品的休闲农业及休闲农庄大力发展的时候，农产品可视化溯源平台的前期推广为发展注入了活力及市场认知度，消费者更愿到农产品实地考察、实地玩赏，带动当地休闲农业、休闲农庄发展。

4.有效改善农业生态环境

传统的农业生产，很多是以破坏环境来换取粮食产量的提升的，而现在实施智慧农业物联网解决技术方案，可以有效改善农业生态环境。

通过对其物质交换和能量循环关系进行系统、精密运算，保障农业生产的生态环境在可承受范围内，比如定量施肥不会造成土壤板结，反而能培肥地力等，促进作物的生长，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。

5.显著提高农业生产经营效率

解决技术方案基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，并将分析指令与各种控制设备进行联动完成农业生产、经管，显著提高农业生产经营效率。

6.解决了农业劳动力日益紧缺的问题

目前农业劳动力不足是农业生产中面临的一个主要问题之一，通过解决技术方案，可以实现一个人经管多个大棚，一个人开展大面积的土壤施肥和灌溉，因此有效解决了农业劳动力日益紧缺的问题，同时也实现了农业生产高度规模化、集约化、工厂化。

7.彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构

解决技术方案改变了过去生产者单纯依靠经验进行农业生产经营的模式，彻底转变了农业生产者和消费者对传统农业落后、科技含量低的观念。

第四章本次设计具体建设目标

1、基础网络的建设和无线网络的覆盖，构建信息通道。

2、技术设施系统：

建设数据中心、培训展示中心，农产品生长、病虫害大数据中心。

数据中心由云存储服务的方式建设。

3、建设智慧农业物联网系统：

采集种植基地内环境气象数据，如温度、湿度、土壤水份、土壤温度、光照强度、风速、风向、雨量、视频等环境生产数据。

4、建设农产品溯源系统：

实现种植区域生产信息（播种、施肥、施药、除草、采摘等）的实时数据采集及实时视频采集，为信息化经管和源头追溯提供实时数据化、可视化的支撑。

5、建设监测培训展示中心：

在办公场所建设展示中心，用于视频监控、企业培训、宣传展示和远程农业专家的指导，通过建设拼接显示，无纸化会议等系统实现。

6、水肥一体化自动滴管、微喷灌溉系统和智能大棚（田）的应用

第五章智慧农业子系统介绍

（一）无线小镇网络覆盖

网络、交通、特色产业作为“智慧农业及互联网+小镇”同时也是智慧农业的基本要素。

科技在基础网络资源运营和建设有着天然的优势也是公司在城市、城镇智慧化建设中布局的基础业务。

公司在城域网、驻地网建设，区域无线覆盖等设计和建设业务也有着丰富的经验。

支持微信认证，可通过微信号、二维码关注订阅号、服务号，登陆。

支持身份证认证，通过搭建认证服务系统，用户刷身份证即可接入网络。

本次无线小镇的设计包括两个方面：

1.城镇居住区域无线覆盖

具体到城镇区域内的覆盖模式可以根据勘测和设计情况参考一下两种模式：

2.特色产业大田、大棚（田）种植区域无线覆盖

（二）数据中心

数据中心的建设是为了解决各子系统间信息共享，实现系统之间的数据交换与数据共享，促进农业信息系统的发展。

具体目标如下：

建立数据中心的系统平台。

完成相应的应用软件和数据经管系统建设，实现数据的交换、保存、更新、共享、备份、分发和存证等功能，并扩展容灾、备份、挖掘、分析等功能。

构建智慧农业信息系统统一支撑的云计算平台海量数据存储中心。

云计算平台采用了具有动态架构的云计算操作系统，保证信息化的先进性、安全性、开放性、兼容性、共享性、可升级及扩充性，可确保系统实施和日后服务的效率和弹性。

除以上提到的基本特色之外云计算平台还具备如下优点：

Ø简化经管

云计算平台物理设施的复杂度降低，能够最低限度的减少物理资源的直接调度，使维护经管的难度和成本大大降低。

Ø高效复用

使得物理资源可以按需调度，物理资源得以最大限度的重用，减少建设成本，提高使用效率。

即能够实现总硬件资源占用量降低了，而每个业务得到的服务反而更有充分的资源保证了。

Ø绿色环保

节能降耗，最大限度节省电力消耗。

Ø数据保护

实现高级别的数据备份及恢复机制，针对高级应用则采用更高级别的数据保护机制。

建设内容

拟建农业数据存储中心及云计算服务平台。

构建统一智慧农业数据中心，以服务的模式提供虚拟硬件资源，将基础设施资源（计算、存储、网络带宽等）进行虚拟化和池化经管，便于实现资源的动态分配、再分配和回收。

提高设备利用率，降低投资成本，采用云技术统一为智慧农业提供平台支撑服务。

（三）精致化种植环境监测系统

系统主要包含两部分功能:

1.设施大棚（田）视频监测系统

主要是对各大棚（田）进行视频图像监测，一方面满足日常的大棚（田）监控需要，另一方面能够对接远程专家指挥系统，专家可实时在线查看大棚（田）蔬菜的长势及病虫害情况，进行远程诊断决策。

通过旋转球机的角度，可查看大棚（田）内各区域的蔬菜长势，可查询历史存储的视频信息。

2.作物生产综合环境监测经管系统

主要对各大棚（田）的多个环境参数进行传感器实时监测，并且对这些数据参数进行分析、预警，通过系统消息、手机短信等方式通知工作人员进行手动控制大棚（田）的自动化设备，或者通过在系统里设置自动化调节阈值，超过此阈值，将自动触发自动化设备进行相应调节，如:

超过设置的大棚（田）温度最高阈值，系统将自动启动风机进行通风降温。

种植环境数据监测：

信息系统对设施蔬菜大棚（田）采集到的蔬菜种植传感器数据进行汇总和分析，信息系统对现场实时采集的温室内空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、日照数参数进行分析处理，并以直观的图表和曲线的方式显示给用户。

种植预警：

通过在系统中设置各种传感器数据的阈值，如大棚（田）温度阈值，超过设置的阈值进行预警，并把预警信息通过短信、邮件等渠道发送给用户，同时现在还有声光报警。

种植视频监控：

在系统中可以实时查看大棚（田）的视频监控图像，通过手机APP可以控制高清球形摄像头旋转，拍摄多角度视频图像。

设备经管：

通过该信息系统，可查看当前所有自动化设备的运行状态，并可以进行远程自动化控制和经管。

点击系统按钮、操作鼠标实现对种植设备的远程自动化控制，如打开风机通风降温、打开卷帘遮阳、打开保温膜、控制水肥一体机的工作等。

数据查询：

可查看大棚（田）的实时种植数据信息，包括大棚（田）编号、种植品种、空气温湿度、光照强度、土壤温湿度、日照数情况，可通过选择大棚（田）的名称、种植蔬菜的品种等进行数据查询筛选。

种植分析：

对获得的种植数据进行对比分析，对比相同作物，各大棚（田）的长势及生长情况（视频图像对比）、分析种植环境因素对蔬菜的长势和产量的影响，形成科学化、低成本种植，提高蔬菜的产量和品质。

统计汇总：

通过报表形式，根据不同的大棚（田）、不同的种植品种、不同的环境参数等多个维度对种植相关数据进行统计和导出Excel。

系统包含了农业生产相关环境物联网数据，如大气温湿度、太阳光照、风力风向、视频信号采集采集。

农业种养殖企业物联网数据通过无线采集和传输，不需人为干预。

采集的物联网数据可以在PC端系统实时查看，也可以在手机端或Web端通过APP查看，很好的适应农业生产需要。

通过软件二次开发，将传感器采集的数据与视频数据在监控系统平台中融合，同时显示在大门入口处和视频画面中。

具体功能描述如下：

Ø大气温湿度：

通过传感器获取生产地块大气温度和大气湿度数据。

Ø太阳光照强度：

通过传感器获取生产地块太阳光照强度数据。

Ø风力风向：

通过传感器获取风力风向数据。

Ø视频信号采集：

通过红外网络智能摄像机获取生产单元视频信号，并传递到存储器和播放终端。

物联网安装部署和信息展现示意图：

PC端物联网信息展现：

移动端物联网信息展现：

传感器和监控设备展示：

传感器和监控设备安装应用展示：

（四）农产品溯源系统

农产品生产追溯经管主要用于帮助企业进行种养殖的生产经管、投入品经管以及销售经管。

可以提升品牌知名度，打造高附加值农产品品牌。

在生产追溯经管方面，信息经管人员根据农业生产专家的建议和本地土壤、气候的实际情况，制定符合本地产品种养殖的有效技术方案，根据技术方案制定生产计划，即而形成生产的规范化；在投入品经管方面，信息经管人员对日常投入品的采购和领用进行经管与维护；在销售经管方面，信息经管人员可以对客户订单进行处理，从而生成销售记录，也可以直接按照批次进行销售。

本系统包括作业信息经管系统、检测信息登记经管、包装赋码系统。

1、农产品生产过程信息经管

作业信息经管系统是一期建设的核心，主要用来帮助生产经管人员经管生产技术方案配置、生产计划制定和监管工作。

经管人员根据农业生产专家建议和本地土壤、气候的实际情况，制定符合本地产品种养殖的有效技术方案，用于制定生产计划，即形成了生产的规范化。

信息经管人员记录生产作业信息。

本系统包含基础信息经管、种养殖阶段经管、分拣包装经管、出场经管、订单经管、投入品经管和数据维护等，具体功能介绍如下：

基础信息经管：

本模块包含了企业基本信息、基地环境信息、认证情况、区域信息、地块信息、人员信息、投入品信息、品种信息、产品信息、供应商信息和客户信息的维护功能。

种植阶段经管：

本模块包含了种养殖技术方案制定和生产档案经管功能，信息经管员基于基础信息经管模块生成数据，在此模块维护作物生长、畜禽养殖相关数据。

其中涉及到规范化种养殖技术方案制定过程，需要农业专家的支持和指导，需要农场经管人员的因地制宜，也需要使用中不断持续改进，形成适用、能用、好用的生产规范，并付诸实施。

分拣包装经管：

分拣包装环节衔接了种植阶段，是收获农产品和形成产品的过程，分拣功能包含农产品采收、称重、赋批次码和打印批次标签；包装环节可将分拣形成的散装农产品形成预包装或大礼包产品，并给其赋追溯码，最终打印追溯码标签，粘贴于产品外包装上。

库存经管：

根据采收批次开展入库经管、出库经管、库存损耗经管、库存统计经管。

出场经管：

经包装形成的产品可以根据订单或者批次出货，为产品绑定销售去向。

订单经管：

销售企业或者客户可以通过系统下采购订单，生产企业可根据订单情况向采购单位发货。

投入品经管：

包含投入品的采购和领用两个功能。

采购来的投入品需要被记录，包括来源企业和批次号等信息；农业工人进行农事操作需要领用投入品，投入品仓库经管员可根据生产档案情况给地块负责人分配对应品种和数量的投入品。

数据维护：

为企业信息员提供密码修改和操作规范维护等功能。

工作台首页面：

企业信息经管：

生产技术方案配置：

生产档案经管：

投入品经管：

订单经管：

2、农产品检测检疫信息经管

检测信息登记经管是农产品安全追溯的关键一环，政府监管的重要抓手。

依靠农产品安全检验检疫系统对农产品进行检验检疫信息登记，所有农产品必须检验检疫合格后才可以进行销售，为农产品质量安全提供保障。

1、农残检测

依托政府快速农残检测设备，对每批次产品农残品进行抽检，系统登记检测信息并上报给农业主管部门，具体流程如下所示：

2、检验检疫

通过动检部门对生猪开展检疫工作，检疫合格后，可在生猪出场环节开具检疫证明，本技术方案中，检验检疫方面主要通过动检部门的系统获取动物检疫检验信息。

包装赋码经管

包装赋码经管系统是整个追溯体系的链条和钥匙，通过批次码、单品码、箱码和最终的追溯码来查找、关联到全部的追溯信息，本系统包括收获赋码、包装赋码、销售赋码，具体功能介绍如下：

收获赋码：

为收获的农产品赋予批次二维码。

包装赋码：

为经过包装的农产品赋予单品码和箱码。

销售赋码:

主要面向散装零售农产品，通过追溯电子称直接打印赋码。

包装赋码展示：

应用支撑系统

追溯码查询

为了消费者查询追溯信息更加便捷，采用多种渠道对追溯码进行查询，包括网上查询、自助终端查询、手机终端（android/ios）查询、微信公众号查询。

网上查询：

在网页版的追溯查询系统中输入追溯码查询相关追溯信息。

自助终端查询：

在自助终端中输入或扫描追溯码查询相关追溯信息。

手机终端（android/ios）查询：

在手机终端中输入或扫描追溯码查询相关追溯信息。

微信公众号查询:

通过微信输入追溯码查询相关追溯信息。

图中的查询信息包括：

基本信息、物联网生产环境信息、生产信息、流通信息、环境视频、追溯信息完整度、分享给朋友、留言、生产企业信息。

手机终端查询展示：

3、弄产品视频信息经管

该系统主要由高清摄像头、交换机、液晶显示墙等部分组成，可以实时了解现场情况，为安全生产提供保障，同时通过视频监控系统可以实现远程专家诊断，通过视频图像以及环境数据，提供远程诊断依据，视频监控系统提供的相关信息以及传感数据也是全程溯源的重要依据。

（五）监测培训展示中心

培训展示中心是信息化监控和展现的核心区域，也是农业生产指挥调度的监管平台，同时通过信息化平台在此全面监管当地农业生产状况，通过物联网数据监视生产环境。

同时，也可通过大屏显示设备，为企业宣讲和农业生产人员培训提供场所。

1.构建拼接显示系统

总控中心系统分布图，由6块49（2*3）4k屏无缝连接而成设有3台本地电脑和一台定制的控制柜（控制柜主要是用于手动控制园区大棚（田）里面的视屏设备）。

如图：

本技术技术方案提供的液晶拼接幕墙显示系统是根据用户需求专门设计的。

它采用的是49寸超窄边框LCD拼接屏，VGA矩阵等组成整个拼接幕墙显示系统，实现了多路视频信号和VGA信号的统一处理，解决了VGA信号输入和视频信号在显示墙同时叠加显示难的问题。

形成一个拥有高亮度、高清晰度、低功耗、高寿命，先进的拼接幕墙显示系统。

能够实现如下功能：

整个大屏能够显示各路视频信号，随时掌握前方监控点发生的问题，及时进行预防、处理。

②整套大屏系统可以同时支持多路视频信号和VGA信号输入，同时用户可在大屏上打开多个活动窗口，支持单屏、整屏。

显示各个环境的监测结果和设备控制情况。

2.构建无纸化会议培训专家系统

，我们准备建立一套综合的无纸化会议培训系统来丰富展示中西你的功能。

更好的为农民朋友们进行服务。

由于我们这个地方有很多乡镇是处于比较偏远的地方,由于交通的不便利，农民朋友们遇到农业技术问题，不能及时有效的得到很好的农业技术支持，致使造成很大的经济损失。

在这种情况下我们准备建立来实现远程农业视频诊断的效果。

同时建立好的系统可以用来召开会议、开展远程农业业务培训、实现各物资农业专卖店的及时沟通等。

召开会议

农资中心与各个农技站或农资专卖店需要经常召开各类会议，有效地进行沟通与经管。

利用这套远程视频系统，可以方便地随时在线和各农技站或各农资专卖店进行召开开会，利用投影机、电视机、电脑显示器、笔记本电脑等显示设备可以很清晰地看到各地的会场参会人员，开会音视频同步，就如同面对面交流一样。

开展农业业务培训

由于可用于农作物产品的种类繁多，很多农民朋友们以及连锁专卖店的技术人员对产品技术不够了解，我们可以利用这套系统来针对性的进行一些定期的农业知识培训讲座。

我们的宗旨是：

加强农业产加销以及农业社会化服务领域从业人员培训，强化现代农业发展人才支撑；结合农时广泛开展农业技术培训，帮助农民解决生产中的技术难题，提高农民科学种养能力；对产业基础好、文化水平较高、有创业愿望的农民开展系统的创业培训，通过技术指导、政策扶持和跟踪服务，加快培养一大批农业大户和农业企业，促进农业的规模化生产和产业化经营，为现代农业发展打造一支高素质的职业农民队伍

及时沟通

农资中心与各个农技站或农资专卖店之间需要进行及时有效的沟通，以加强经管与控制。

比如农资的物流经管、农业技术人员与专家之间的即时沟通，农资中心领导和各专卖店负责人的沟通、后勤部门和销售一线的沟通等。

通过这套系统进行沟通，不仅有声音，而且有图像，很直接也很直观，可以面对面地实时充分交流。

通过及时充分地交流来随时解决问题，实现产供销和农业服务畅通无阻。

专家系统可以像农业专家一样来解决农业生产者的各种问题，随时为农业生产者提供各种建议和指导，使农业生产者可以进行更为有效的农业生产。

同时农业专家系统可以执行常规性的日常任务并减少解决农业生产领域中问题的时间，不受时间、空间的限制。

农业专家系统汇集高水平的农业知识，克服农村地区交通信息不便的障碍，实地指导农业生产，缓解农技人员不足以及水平参差不齐的矛盾。

农业专家系统汇集当地的农业知识，固化农业专家和种田能手的宝贵经验，构成本地农业生产技