农牧业物联网感知应用系统产业化项目申请报告.docx

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农牧业物联网感知应用系统产业化项目申请报告

专项资金

项目申请报告

项目名称：

农牧业感知应用

专项资金项目申请报告

一、项目申报单位概况

1.1公司基本情况

北京xxxxxxxxx股份有限公司（简称xxxx公司）是由xxxx集团发起控股的高科技股份制企业，于1993年6月正式成立，并成为北京市首批股份制改造试点单位之一。

公司注册资本5000万元，其中xxxx集团持有80%的股份，内部职工持有19%的股份，总公司持有1%的股份。

xxxx公司按照GJB9001A-2001标准策划建立质量管理体系，依照标准并结合实际制定了质量手册、程序文件和操作性文件，并成功通过GJB9001A-2001标准质量体系认证。

2011年9月顺利通过GJB9001B-2009标准质量体系换版认证复评审核，保持体系有效运转，并得以持续改进。

xxxx公司贯彻“产研分离”的政策，在清华科技园玉泉慧谷拥有建筑面积1642平方米的研发中心，在北京中关村上地电子信息产业基地内拥有占地5500平方米，建筑面积11000余平方米的公司电装生产中心、电源生产中心和江河工程侦察车专用装配、调试、存储厂房。

科技成果

xxxx公司在通信、电子、探测、测控技术、软件及系统集成等方面不断开拓创新，研究开发了包括智能交通、物联网、水资源管理、模块电源、测控设备、电装生产等系列高科技产品，赢得了广大用户的信任，得到业内的肯定，在军民两个市场创造了骄人的业绩。

公司致力于成为全球领先的物联网、智慧城市、应急通信解决方案供应商。

积极围绕客户需求，通过不断提升的研发技术水平，为客户提供优质的信息化升级服务，努力成为客户心中新一代信息技术的领导者。

主要研发项目包括：

视频电子警察系统、视频交通事件检测仪、高清卡口监控系统等智能交通项目；陆地固定站、机动站、船载、车载、机载移动通信站、可变单元、晶格化平板卫星通信天线等应急通信项目；安全防范系统、仓库管理系统、供应链库存管理系统、监狱智能化安全技术防范系统、农业物联网系统、视频监控系统、数字化会议系统、智慧物流系统、智能楼宇系统等物联网项目；便携式流速仪、河床断面测量仪、江河水文综合测试仪、库容测量仪、水陆两栖水文水质巡测车、水陆两栖应急抢险救援车、水陆两栖应急通讯指挥车等水资源管理和应急指挥项目等。

近几年，科研成果共获得2项发明专利、13项实用新型专利、3项软件著作权。

1.2相关资质奖励情况

1.高新技术企业批准证书

2.总装备部军工装备承制单位资格

3.GJB9001A-2001标准质量管理体系认证证书

4.通过GJB9001B-2009标准质量管理体系换版认证复评审核

5.武器装备科研生产单位保密资格认证

6.计算机信息系统集成资质证书

7.2010年度中关村自主创新示范区核心区100优企业

8.江河工程侦察车项目荣获北京军区科技进步三等奖

9.“多媒体会商系统”等多项计算机软件著作权

1.3人员和财务状况

xxxx公司的成立与发展继承了xxxx三十多年的科技成果和经验，并以院所的强大技术后盾为依托，拥有雄厚的技术实力和人才优势。

公司拥有一支充满智慧和创新力的科研团队，团队成员为博士后、博士、硕士等高层次人才，目前拥有员工255人，其中从事技术开发的101人，技术工人55人，销售15人员工，大专以上从事科技活动人员占职工总数比例为61%，大专以上研发人员占职工总数比例为40%，高端人才中博士后1人，博士9人，硕士49人，归国硕士1人。

截至2012年xxxx公司资产总额已达到7941.91万元，固定资产为3198.77万元，2010年度实现销售收入10870.13万元，2011年度实现销售收入14206.03万元，2012年度实现销售收入22408.39万元，保持了快速增长的发展势头，年利润率2.83%。

1.3.1技术力量与技术团队

xxxx公司在通信、电子、探测、测控技术、软件及系统集成等方面不断开拓创新，研究开发了包括智能交通、物联网、水资源管理、模块电源、测控设备、电装生产等系列高科技产品，赢得了广大用户的信任，得到业内的肯定，在军民两个市场创造了骄人的业绩。

充分发挥xxxx系统工程的经验和优势，着力打造综合测试系统的行业领军地位，以及水资源、智能交通、物联网的产业主导方向，为广大客户提供有竞争力的综合解决方案和服务，提升客户智慧体验和享受，为客户创造更大的价值空间。

技术团队介绍：

1.总工程师：

AB，北京航空xxxx大学博士，博士后，xxxx高级工程师。

科研经历：

Ø2001年9月至2006年3月，作为项目总工、核心技术人员参加了由总装备部立项的国防重点项目“某系列直升机机载设备综合自动测试系统”的研制工作。

在此项目中承担了系统建模、软件体系框架的构建、测试意图的描述、测试程序的编译转换以及测试程序的解释执行工作。

这部分工作是此项目的核心，本人完成了最初的概要设计到详细设计以及最终的软件实现。

这部分工作在各大评审会上得到了专家的一致好评。

Ø2005年9月至2006年8月，作为核心技术人员参加了北航与中国航空634所合作的国防“十一五”重点预研项目“先进战斗机综合自动测试系统”的研制工作。

在此项目中承担了通用测试适配器端口的自动设计和开关网络设计软件部分的工作。

Ø2005年4月，作为核心技术人员参加了国防科技工业民用专项科研技术研究项目“飞机状态监视与维护支持系统”的总体方案设计。

本人重点负责趋势预测部分的方案设计。

Ø2004年9月到2005年1月，作为主要负责人参加了“北航ATE实验室”的建设工作。

Ø2009年6月至今，参与了国防“十一五”重点项目《飞行数据仿真系统》的研究工作，具体工作包括系统软硬件的设计和具体实现。

Ø2009年3月至今，作为项目负责人主持横向项目一项“地铁隧道显示系统图像数据传输系统通信协议和控制软件设计与研制”，负责整个系统的研发工作。

Ø2011年8月至今，作为项目负责人主持了某型号大型测试系统的研制工作，负责整个项目的研发工作。

Ø2011年10月至今，作为项目负责人主持了通用化、平台化信号模拟器的研制工作；

Ø2012年2月至今，作为项目负责人主持了相控阵雷达T/R组件测试系统的研制工作。

发表论文：

ØANB,ResearchonTestProcessDescriptionLanguage[A],The2ndInternationalSymposiumonTestAutomation&Instrumentation,2008,4:

2015-2022．（ISTP）

ØAB，沈士团.通用ATE系统模型化设计[J].北京航空xxxx大学学报，2009,35（7）:

794-798．（EI）

ØAB，沈士团.基于UUT模型的测试描述语言的开发[J].大连海事大学学报,2008,34（4）:

19-22．（EI）

ØANB,liyazhen,OrientedGraphSignalDecompositionModelBasedonTSFanditsApplication[J].AppliedMechanicsandMaterials．（EI）

ØAB，沈士团.自动测试系统中的可互换仪器驱动研究[J].电子测量技术，2008，31（4）:

5-8

ØAB，沈士团.自动测试系统中信号通道自动配置技术研究[J].电子测量技术，2008,31（4）:

9-12

2.项目负责人：

vd，控制科学与工程专业，博士

技术特长：

基于多传感器信息融合技术和嵌入式技术的智能系统。

博士课题是基于传感器技术给手术电钻研发智能监控系统。

论文《耳科手术电钻的动态模型和智能监控方法的研究》，是北京市自然科学基金项目（项目编号：

4092027）（合作单位：

北京协和医院）。

成功地引入多传感器信息融合技术和嵌入式技术，研制了智能化手术电钻的样机。

在电钻上安装的传感器包括：

微型二维力学传感器、电流传感器、电压传感器、转速传感器，其中二维力学传感器是我们为测量钻头受力而专门研制的。

基于采集的多传感器信息，设计了专用的信息融合软件，该软件抗干扰能力强，能够准确提取手术过程中的特征信息、实时监测手术状态。

目前，科研成果已做到对手术异常准确报警（包括：

钻头磨穿骨质、钻头缠绕棉片、钻头打滑等），使颅内手术更安全。

参加的项目还包括：

1.智能化转子（浮子）流量计：

通过电感将转子（浮子）的高度转化为电信号输出，量程>100mm，误差1%。

2.磁编码器的倍频电路：

能够提高磁编码器的精度，将磁栅的输出脉冲倍频为原来的32倍。

3.量热仪的人机界面程序：

用Delphi编写的上位机程序，能够串口通信、实时显示数据、保存和打印实验信息。

已发表的文章和获得的专利包括：

1.《Automaticidentificationofotologicaldrillingfaults:

anintelligentrecognitionalgorithm》，外文期刊：

IntJMedRoboticsComputAssistSurg，第一作者（SCI检索）

2.《Amethodforidentifyingotologicaldrillmillingthroughbonetissuewall》，外文期刊：

IntJMedRoboticsComputAssistSurg，第一作者（SCI检索）

3.《Amethodforidentifyingotologicaldrillentanglingcottonswab》，外文期刊：

ComputerAidedSurgery，第一作者（SCI检索）

4.《Anintelligentmethodforidentifyingotologicaldrillslippage》外文期刊，ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartH,JournalofEngineeringinMedicine，第二作者（SCI检索）

5.《一种防止手术电钻磨穿颞骨的智能监控装置》，核心期刊：

计算机测量与控制，第一作者

6.《一种新型的光耦式电压传感器》，中文期刊：

传感器世界，第一作者

7.参加国际会议（ICIA2010），我们在会议上作报告、介绍了我们的科研工作，并发表文章：

《Anintelligentmonitorsystemofotologicdrilltopreventdrillbitentanglingwiththecotton》（EI检索），第一作者

8.获得专利《一种手术电钻的智能监控装置》

1.3.2财务管理状况

我公司财务部根据《会计法》、《企业财务会计报告条例》、《企业会计准则》、《企业会计制度》建立了完善的各项财务管理制度，包括:

《财务会计制度》、《会计档案管理制度》、《资金管理内控制度》、《发票管理制度》、《财产物资清查制度》、《产品定价政策》、“科技费用管理办法”、“出差人员差旅费开支及包销办法暂行规定”、“项目组管理及考核办法”、“市场营销管理办法”，并为每个项目单独建帐，专款专用，每月进行财务成本核算，在严格管理合同收款、项目经费预算及支出、费用控制方面取得了很好的成效。

1.3.3专利和软件知识产权

申请如下专利：

专利名称

专利类型

授权号

一种水文综合测量装置

发明专利

江河工程侦察车数据控制处理中心系统

软件著作权

基于RFID的资产库存管理系统

软件著作权

杂波模拟软件

软件著作权

水文综合测量操作控制装置

实用新型专利

水文综合测量探测装置

实用新型专利

通用硬件平台系统的RS232接口装置

实用新型专利

通用硬件平台系统的电源控制电路

实用新型专利

通用硬件平台的控制装置

实用新型专利

通用硬件平台系统的网卡接口装置

实用新型专利

通用硬件平台系统的复位电路

实用新型专利

通用硬件平台系统的RS422接口装置

实用新型专利

通用硬件平台系统的多功能输入输出接口装置

实用新型专利

紧凑型周边元件扩展接口模块化集成板箱

实用新型专利

二、项目概要、背景、目的和意义

2.1项目概要

农牧业物联网系统是一种以多传感器信息融合技术为基础，面向农牧业生产、经营、管理和服务的物联网技术。

系统通过多种传感器广泛采集农田种植、设施园艺、畜禽水产养殖、农产品物流等工作现场信息。

然后利用无线传感器网络、电信网、互联网等各种先进的通信方式实时上传农牧业信息。

在后端软件平台上通过多传感器信息融合技术对海量的现场数据进行处理，为用户提供各种信息服务，同时操控工作现场的智能终端完成对农牧业的监控、调节和管理。

农牧业物联网系统的应用会极大地促进农业产生。

首先，它可以实现农业的信息化和自动化，有利于节约人员成本、提高资源利用率。

在农作物的种植选择方面，可以通过安装在种植现场的传感器实时采集和分析土壤信息，结合当地的历史信息，向用户提供参考；在农作物的生长阶段，可以通过物联网技术采集温度、湿度、土壤水分等信息，对农业生产进行高效的自动化管理。

对于几千亩的农场大棚，日常工作（如浇水施肥、加温、卷帘）需要耗费大量的人员和时间。

若配备了本系统，通过物联网技术，农场的工作人员只需在计算机屏幕上点几下鼠标，几秒钟内就可以完成工作任务规划，指挥大棚内相关设备自动完成这些繁琐的日常工作，极大地提高效率、节省人工。

其次，本系统的应用还有助于提高食品的安全性。

通过物联网中的RFID技术为农作物贴上电子标签，可以实现从养殖（种植）到餐桌的可追溯，有利于对食品安全的监管。

除了上述优点之外，农牧业物联网系统还可以将采集到的农牧业第一线数据保存，通过内部网络上传给各级政府机关直至中央，作为各种决策和农业普查的重要依据。

2.2项目背景

农业物联网属于国家七大战略性新兴产业中物联网的研究范畴，涵盖了物联网的产业链的众多技术应用，包括的芯片/处理器、感知器件（如传感器、RFID等）、感知设备（如智能终端、标签读写器）、网络通信设备、应用软件、系统集成、服务提供等多个重要环节。

在农业科技发展“十二五”规划（2011-2015年）中，农业信息化相关技术属于农业科技创新重大关键技术研究。

本项目将在农业种植生产精细化管理和生产养殖环境监控两方面研究基于物联网技术的农业信息化，涵盖了动植物生长发育研究、农田精准作业导航与变量控制技术，研究农产品电子标识以及物流网络构建等多个方面。

近年来一系列的食品安全事件使得食品安全备受关注，我国已经颁布了《农产品冷链物流发展规划》，着重强调了的农产品溯源与质量安全。

本项目将在农业种植生产精细化管理和生产养殖环境监控两种物联网的研究基础上对农产品溯源与质量安全管理开展研究，实现从养殖（种植）到餐桌的可追溯。

2.3项目目的

社会的不断发展，促进各行业的竞争也越来越激烈，随着“数字化养殖和种植”概念的提出和可视化管理的推进，大型养殖和种植企业对数字化、信息化、统一化管理的需求越来越强烈。

本项目将结合我公司多年在物联网领域的经验，将从农业种植生产精细化管理、生产养殖环境监控、农产品溯源与质量安全管理三个方面开展应用研究，建立示范性的农业物联网平台，为未来建立全国性、区域性的农业物联网系统的建设提供研究途径。

2.4项目意义

本项目的开展将对农牧业产生极大地促进作用，包括：

科学化农业生产、能源节约、食品安全。

科学化农业生产：

农牧业物联网系统可以综合采集、分析生长环境的信息，选择最佳的控制决策，实现农作物、畜类生长最优与质量最优，并可以时监控病虫害和疫情的发生；

能源节约：

农牧业物联网系统可以通过多传感器信息融合技术进行智能控制，通过调节灌溉、温度、光照等参数，将能源的使用量与所带来的农牧业经济效益之比调节到最佳状态；

食品安全：

农牧业物联网系统的RFID技术可以对食品加工及养殖企业实施有效监控，实现从养殖（种植）到餐桌的可追溯。

三、项目前期开发情况及所具备的基础

3.1项目技术基础

北京xxxxxxxxx股份有限公司是中国xxxx集团所属企业、军民融合及民用产业的对外窗口。

本公司依托xxxx集团第二研究院及雄厚的科研实力，主要从事xxxx测控台、xxxx电源、卫星通信、物联网、智能交通等设备的研制、生产及市场推广，是一支善于积极探索、勇于挑战新高、年轻而富有活力的高新技术企业。

1）依托的技术背景

中国xxxx集团公司第二研究院秉承“专业立所、技术立业”的发展理念，主要专业包括无线电工程及红外光学系统工程总体技术、无线电接收与发射技术、信号与信息处理技术、自动控制技术、天馈系统与天线罩技术、通信工程技术、模块电源技术、特种器件与微组装技术、结构设计及制造技术、可靠性技术等，是毫米波/亚毫米波技术、红外成像技术国家级实验室的依托单位，是国家学位委员会授予的通信与信息系统专业硕士学位授权点。

同时，参与了部分城市的智能交通系统规划和项目建设，取得了大量的一手资料和宝贵经验，相关技术在这些智能交通系统建设项目中得到充分应用并反应良好。

Ø荣获部级以上奖励185项；

Ø荣获国家级科技进步奖和发明奖7项；

Ø获得部级科技进步一等奖12项；

Ø国家发明奖1项。

2）本公司的科研实力

xxxx公司拥有一批在信息处理和系统集成方面具有丰富经验的科研人员，可以承担此项课题。

Ø研究成果

xxxx公司在通信、电子、探测、测控技术、软件及系统集成等方面不断开拓创新，研究开发了包括智能交通、物联网、水资源管理、模块电源、测控设备、电装生产等系列高科技产品，赢得了广大用户的信任，得到业内的肯定，在军民两个市场创造了骄人的业绩。

公司致力于成为全球领先的物联网、智慧城市、应急通信解决方案供应商。

积极围绕客户需求，通过不断提升的研发技术水平，为客户提供优质的信息化升级服务，努力成为客户心中新一代信息技术的领导者。

主要研发项目包括：

视频电子警察系统、视频交通事件检测仪、高清卡口监控系统等智能交通项目；陆地固定站、机动站、船载、车载、机载移动通信站、可变单元、晶格化平板卫星通信天线等应急通信项目；安全防范系统、仓库管理系统、供应链库存管理系统、监狱智能化安全技术防范系统、农业物联网系统、视频监控系统、数字化会议系统、智慧物流系统、智能楼宇系统等物联网项目；便携式流速仪、河床断面测量仪、江河水文综合测试仪、库容测量仪、水陆两栖水文水质巡测车、水陆两栖应急抢险救援车、水陆两栖应急通讯指挥车等水资源管理和应急指挥项目等。

近几年，科研成果共获得2项发明专利、13项实用新型专利、3项软件著作权。

3）强大专家和高校力量

xxxx公司通过行业人才交流、展会分享、项目开拓等方式，结识了多位有丰富经验的行业专家，形成公司交通业务的专家库，这些专家能够为公司提供权威的业务咨询、方案审核、技术讲授，指引公司智能交通发展方向。

此外，公司还与多所知名高校合作，开展定期学术交流和人才交换培养，实现资源优势互补，这些资源是公司在农业物联网领域发展的强大支撑。

（四）项目实施方案

4.1项目目标

本项目的开发宗旨是从解决实际问题出发，通过农牧业物联网感知应用系统实现科技强农、惠农、富农。

首先将在农牧业部门的指导下以农牧业物联网系统为基础建立示范园区；然后向大型养殖和种植企业推广；最后普及到各个乡、镇和村庄。

通过本项促进农牧业产生，实现科学化农业生产、能源节约和食品安全。

4.2主要内容

4.2.1系统技术架构研究

本项目“农牧业物联网感知应用系统”按照三层结构进行设计，包括感知层、传输层、应用层，其系统架构如下图。

●感知层

感知层的主要任务是将农业生产过程的各种物理量通过传感器自动采集。

需要的关键技术包括：

多功能智能化传感器技术、射频识别技术（RFID）、实时摄像头图像识别技术。

●传输层

传输层的主要任务是将农业信息采集层采集到的农业信息通过各种网络技术进行汇总，将农业信息整合到一起以供应用层使用。

传输层是农业物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。

使用的关键技术是无线网络技术。

为了便于农业管理人员方便清晰了解农产品状况、提高后续应用层的信息处理效率，在信息送至无线网络节点时需要进行数据处理，通过多传感器信息融合技术对各种传感器上传的数据进行分析，综合评估传感器覆盖区域的动、植物状况和环境情况。

通过这一信息融合环节，还可以去除冗余、缓解应用层的信息处理和存储压力。

●应用层

应用层的主要任务是将信息汇总，把汇总而来的信息进行分析和处理，从而对农业生产过程形成数字化的认知。

应用层是农业物联网的“社会分工”与农业行业需求结合，可以实现广泛智能化。

对于本课题的三项研究工作（农业种植生产精细化管理系统、生产养殖环境监控系统、农产品溯源与质量安全管理系统）的应用层除了通用的信息处理、信息发布功能外，分别具备的功能还包括：

Ø农业种植生产精细化管理系统的应用层

位于应用层的监控中心可将土壤信息感知设备、空气环境监测感知设备、外部气象感知设备、视频信息感知设备等各种感知设备的各种数据进行统一存储、处理和挖掘，向农产管理人员提供合理化管理方案，并根据管理者的决策形成有效指令，通过声光电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境，为作物生长提供优良的生长环境。

Ø生产养殖环境监控系统的应用层

生长环境监测：

为了确保饲养室、分娩室和保育室的管理水平，保证牲畜生长环境、生育环境和幼畜的成长健康，对普通畜舍、分娩室和保育室安装CO2、NH3、H2S、温度、湿度传感器，进行环境的在线监测。

自动报警：

用户应能在应用层根据经验需求在智能养殖平台上设置阈值，当采集到的环境数据超过阈值的时候系统可以进行报警。

报警的方式根据需求可以设定为平台报警、手机短信报警等。

智能化调节畜（禽）舍环境：

对现有控制设备如红外、风机等进行集中控制，并且可以在智能养殖平台上实现远程控制；为了进一步提高环境调节的及时性，减少因人为疏忽而造成的管理不到位，当环境异常报警的时候，智能养殖平台可以对控制设备进行自动控制，根据设定参数值，对红外灯、风扇、湿帘等进行联动控制。

Ø农产品溯源与质量安全管理系统的应用层

农产品的信息记录：

信息记录需要对每件农作物、畜类产品的各个环节进行记录，包括播种（出生）、成长环境（水质、温度、施肥、阳光）、成熟、收获（宰割）、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费数据。

农产品质量评估：

管理平台对每件农产品的各个环节进行实施信息自动分析，并相互对比，寻找可能出现问题的农产品，并将其及时通知农场的检验员进行更加详细地分析。

问题的农产品溯源。

管理平台将问题产品与同一种类、同一批次的产品进行数据比对，通过对各个环节的分析，寻找农场生产管理的漏洞、及时弥补，杜绝再次发生、提高食品的安全性。

并形输入史资料库保存。

历史资料记录。

鉴于农产品数量巨大，长期逐个记录会累计为海量数据。

为了提高安全管理平台的运行效率，将只保留两类数据作为存入历史数据库永久保留：

同类、同批次产品的合格样本数据记录（该样本为随机选取3~10个），全部不合格产品的数据记录。

对于其它合格的农产品数据，当RFID经Internet传回“已被消费者食用”的信息后予以销毁。

信息查询。

因为应用层基于Internet进行信息交互，农产品溯源与质量安全管理系统可以做到信息开放：

为质检和执法部门提供检验信息；为消费者提供产品安全信息；为农产品提供溯源信息。

4.2.2系统创新点

1）创建IPv6微型传感路由器新型体系结构

传统的传感器网络体系结构不支持I