完整智慧农业系统方案V30.docx

1、完整智慧农业系统方案V30(完整)智慧农业系统方案V3.0 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)智慧农业系统方案V3.0）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为(完整)智慧农业系统方案V3.0的全部内容。智慧宝林村技术方案一）设计说明（一）设计背景中国作为一个传统农业大国，在信息化技术在其它行业

2、已经取得丰硕成果的今天，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然普通存在，近年来随着可用耕地的逐步减少、劳动力成本逐步提高,靠物化投入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，农民从种养到产出、销售，没有完全形成产业链真正意义上的价值产品；力量分散，无法面对大市场信息,严重缺乏获取市场信息的能力，农村信息瓶颈，已经成为农村经济发展的严重障碍；因此，通过信息化技术,加速智慧农业的实施，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能力，加快传统农业产业升级；以信息技术推动农业产业化，以农业信息技术延伸和拓展政府服务为手段，转变基层政府

3、职能，提高基层政府监管和服务水平；将粗放的生产方式改变为农业科技升级，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、市场化运作的现代农业模式。智慧农业不同于现代农业，智慧农业是农业生产中一个比较高级的阶段，它集互联网、GPS、云计算以及物联网技术而一体，可以实现对农业生产的全方位管理与控制，对建设高水平现代农业有着以下重大意义： 智慧农业推动农业信息化 通过各种传感器和无线传输设备的使用,农田信息能够实时自动传输到农业管理人员的眼前,实现了农民和农田的有机互联，进一步通过标签技术的应用，还可以建立现代农业物流仓储和运输，实现食品安全的有效监控，实现食品安全，同时

4、农田信息的获取和联网还能够实现自然灾害监测预警，方便区域管理，实现高度的信息共享和农业自动化。智慧农业推动农业智能化充分应用现代信息技术，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识,实现农业产业链各关键环节的信息化、标准化，是云计算、物联网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制。智慧农业提高农业管理水平 物联网技术在农业中的应用显着提高了传统农业的管理水平，在农业生产环节，利用农业智能传感器实现农业环境信息的实时采集和利用自组织智能物联网对

5、采集数据进行远程实时报送，为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据,优化农作物生长环境，不仅可获得作物生长的最佳条件,提高产量和品质，同时可提高水资源、化肥等农业投入品的利用率和产出率。 智慧农业保障农产品和食品安全在农产品和食品流通领域，集成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网络等农产品和食品追溯系统，可实现农产品和食品质量跟踪、溯源和可视数字化管理，对农产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,可实现农产品和食品的数字化物流，同时也可大大提高农产品和食品的质量。 (二）项目概述宝林村智慧农业项目以云计算为核心,充分借助物联网,移动互联网,经网络通讯技术融入农业的

6、各个环节当中，为农业的所有参与者提供一个安全的,便捷的现代化,智慧化环境，从而形成基于信息化,智能化农业管理与服务的一种新的管理形态。在本次项目中,我们会设计提供示范区农作物种植试点现场环境监测物联网设备并完成设备的安装、部署和运维工作,在特定区域进行智能灌溉控制设备的安装部署，并将所有数据统一接入宝林村农业物联网数据采集及监控平台，和宝林村智慧城市大数据私有云，实现农产品质量追溯系统建设和自动化施肥灌溉种植农作物以及智慧仓储、智慧物流，提高生产效率,提高农产品质量，打造观光生态示范农业园区。（三）设计目的1.综合先进技术,提供便利使用(云计算,物联网，移动互联网），利用气象监测设备、土壤环境

7、监测设备、视频或图像监控设备，智能灌溉控制设备等实现多信息的获取和智能控制；2.依据相关物联网设备所实现的智慧化功能，提高农业管理技术，提升农业的价值和层次；3。依据云计算和互联网大数据功能，转向以市场为导向，合理优化调整农业结构；4.依据部署物联网设备采集信息，建立农产品质量追溯系统，提高农产品质量，建立良好的产销模式。主要包含三个子系统和一个示范区农作物种植试点物联网设备的部署:(1)宝林村智慧农业大数据采集、存储及分析平台（2）宝林村智慧农业物联网数据采集及监控平台(3）宝林村农产品质量追溯系统平台（4)宝林村示范区物联网设备部署工作（5）宝林村智慧仓储、智慧物流部署工作二）设计方案(一

8、）总体架构及平台设计物联网设备提供多种气象、墒情、视频信息,均接入系统中的宝林村农业物联网数据采集及监控平台，整个系统以云端为基础,提供强大的数据处理和分析能力，供不同终端访问。1。1 用户层1.2 设备层根据可以将上图分为：感知层：由气象站、网关系统、监控系统、GPRS等构成，实现农业生产过程信息的全面感知，是过程自动控制及食品溯源的基础，传输层：实现信息的可靠传输，感知层采集信息通过传输层传输到控制层控制层：由手机、控制器、调控设备及操控终端等组成;分析物联网农业生产智能控制过程及物联网结构特点,智能控制结构如下图所示。（1）物联网感知层感知层的主要任务是完成各项信息的快速、准确采集和传输

9、，为智能决策提供科学依据。感知层检测信息随检测场合及需求的不同差异很大，对于作物种植环境来说，需要检测的环境因子一般包括空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、风速、风向、雨量等。感知节点是感知层的基本功能单元，大量感知节点构成无缝感知网络实现信息的全面感知，并通过无线传输实现一定范围内信息的传输或汇聚.感知节点功能及特点：感知节点具有更敏感、更全面的感知能力,可全面感知和识别物体，采集和捕获更丰富的信息;多个感知节点可方便构成感知网络；感知节点感知信息的同时还可进行感知信息的逐级传送。（2）物联网传输层传输层主要完成信息的可靠传输。由于农业生产环境的复杂多样性，决定了信息传输形式的多样性。传输网络

10、结构需根据现场情形选择灵活的结构形式,一般采取多输入、多输出的多路径传输方式。传输节点是传输层的基本结构单元，传输节点除具有信息输入、输出转发功能外，还需具有信息暂存功能。传输节点功能及特点：实现检测信息及控制命令的可靠传输；多个传输节点配合可实现信息的跳传;可结合GPRS实现远距离传输；可方便把汇集信息传输给上位PC机。（3）物联网智能处理层控制层在分析全面感知信息的基础上，实现农业生产现场设备的自动控制.不同农业生产现场需实现的控制功能不同,相应控制设备的差异也很大。一般来说,控制层主要由控制系统、控制设备、计算机终端、手机等组成。控制设备虽然种类繁多，但从控制方式划分，可分为模拟量控制设

11、备及数字量控制设备及模拟、数字量控制兼有的控制设备。设备控制可由控制系统直接控制，也可通过控制系统人工操控,或可通过计算机终端实现远程控制，还可通过移动端等设备进行操控.（4）智慧仓储、智慧物流由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库输送机系统、穿梭车、机器人、AGV小车、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统(WCS）、计算机管理系统（WMS）以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化物流系统.运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯(无线、红外等)和信息技术（RFID等），通过以上设备的协调联动，由计算机控制而进行自动出

12、入库作业，可自动实现收货、组盘、入库、出库、拣选、盘点养护、发货、库存统计和报警、报表生成等功能。（二）大数据采集、存储及分析平台2。1 数据采集数据采集采用window服务形式,将采集人工上传数据，自动采集数据，和终端的历史数据.自动采集科学组配气象、土壤和地下水等各类传感器，研发地空一体传感器簇，构建作物生长过程环境信息智能化感知系统，实时采集传输各类数据，为后续数据分析、监控预警、决策服务提供全天候、立体化数据支撑.历史数据针对粮食生产过程中所需的自然、经济、社会因素数据和田块概况、土壤墒情及施肥、灌溉、管理等历史数据,向地方政府相关部门、示范区负责企业和个人收集,经分析整理后入库,与其

13、他采集数据共同作为预测预警的数据基础。遥感数据通过遥感技术,对项目区地区的区域、地貌、土壤、水利、植被等信息提取、判定、加工处理，快速监测和评估干旱和病虫害等灾害信息，估算区域范围的农作物产量,为粮食数量分析与预测预警提供信息,为掌握项目进展提供依据。2。2 数据分析通过对海量、多维、多源、离线及实时数据进行自动/半自动提取、分类、聚类、关联、主题监测,专题聚焦等操作，构建合理的数据应用模型。分析内容包含物联网实时数据分析,物联网数据统计分析，土壤墒情等.物联网实时数据分析用于实时显示物联网的数据,如温度，湿度,大气压力，风速等物联网数据统计分析对设备产生的数据进行追踪统计监控预警如干热风预警

14、，通过分析采样,建立空气温度，空气湿度和风速模型。来对当前区域进行干热风预警.（三）物联网数据采集及监控平台此系统位于应用层,方便用户的操作和监控。能实时在线显示采集到的数据信息。通过PC端可以对系统设备检测，数据分析，档案管理，系统配置等功能.通过APP用户可以进行远程控制，随时随地的监控设备运行状况和报警信息。智慧农业物联网数据采集及监控平台采用当前主流的技术框架，前端采用响应式的UI设计.后端采用分布式架构模式.整个系统分为如下系统：3.1 数据采集部分采用windows服务形式,提供物联网要求的设备接入，设备状态实时监控、生产现场环境数据实时监测及采集3。2 监控系统部分采用B/S形式

15、,用户可以通过浏览器对环境或设备异常智能告警、灌溉的远程或智能精准控制，查看历史记录,报表数据等。登陆主界面如下：主要系统如下：3。2.1设备监测设备监测主要对智能网关，智能墒情仪，智能阀门等终端进行远程控制，如远程开关泵，远程充值。（1)实时监测（2）自动灌溉（3)运维管理监测终端的运行状况3.2.2数据分析记录终端的历史数据，进行报表分析。（1）明细查询主要查询终端的历史数据。（2）报表分析平均水分报表平均水压报表空气湿度报表3。2。3 档案管理（1）组织架构管理县乡村的基本信息（2）基本信息管理终端信息基本3.2.4 设备管理（1）参数设置设置智能网关，智能阀门，智能墒情仪的基本参数.3

16、。2。5系统维护（1）权限设置主要根据角色和区域设置操作员的权限。(2）系统设置设置WCF以及查看日志3.3农产品质量追溯系统农产品质量安全追溯系统解决方案,利用二维码和RFID无线射频技术，针对农产品从生长到销售各环节的农产品质量安全数据进行及时采集上传，为消费者提供及时的农产品质量安全追溯查询服务，为农牧部门提供有效的农产品质量安全监督管理机制和手段。3。3。1。系统流程（系统流程图）（农产品质量安全追溯查询流程图）3。3.2.应用功能模块(1） 物料管理供应商管理(2) 生产控制管理工序管控报警机制电子看板（3） 仓储管理有效期管理先进先出机制(4） 发运管理 运输结算（5） 客户管理

17、客户关怀（6) 综合查询 追溯查询 产品流向3.3。3.技术原理（1)柠檬质量追溯系统原理介绍柠檬追溯系统功能是指从消费者向果园，获取柠檬的来源。为了确保柠檬的安全无公害，建立从果园到消费者的全程可追溯系统，集成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网络等农产品和食品追溯系统,可实现产品和食品质量跟踪、溯源和可视数字化管理，对产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,可实现产品和食品的数字化物流,同时也可大大提高农产品和食品的质量。幼苗期：农产品质量安全追溯系统，与农业温室智能环境监控系统深度集成，在温室内农作物长出幼苗后,在温室内选择有代表性的农作物(不低于3株），将电

18、子标签挂在农作物幼苗上，并在温室内安装无线RFID读写设备，农业温室智能环境监控系统会定期(如每隔一周)将采集的环境数据通过RFID读写设备保存到电子标签中；生长期：当操作员通过农业温室监控系统给农作物进行施肥、喷洒农药、灌溉操作时，系统会自动记录操作信息,并将该信息通过RFID读写设备主动发送给电子标签进行保存,同时系统主持由于线下作业的手动录入；初加工：当农作物结果并成熟以后，操作员会对其进行初加工，加工人员通过RFID扫描设备自动记录下初加工的时间及操作人，保存到RFID电子标签中；检测农药残留:进行初加工完毕后,检测人员会对蔬菜作物进行相应的农药残留检测（某批次随机抽样检测），检测后，

19、检测员会把检测信息保存到该系统;物流信息：当进行农作物蔬菜运送时，需要将RFID标签进行收回,并重置信息（重复使用），系统自动生成二维码,通过打印机打印后贴在该温室批次的农作物上，系统生成二维码的同时，自动将记录的生长环境数据、检测农药残留信息、初加工信息与该二维码自动绑定,物流信息系统管理员可以手工维护物流时间，同时也可以使用手机终端应用或扫描枪实现物流开始时间及达到时间的采集；消费者扫描：生成的二维码被贴于蔬菜的包装，消费者可以通过手机二维码程序（通用）直接扫描，手机会显示该蔬菜的详细追溯信息,包括生长环境数据、检测农药残留信息等。（二）黑猪质量追溯系统原理介绍黑猪追溯系统功能是指从消费者

20、向养猪场,获取黑猪或猪肉的来源。为了确保猪肉安全,建立从养猪场到消费者餐桌的全程可追溯系统在不久的将来是必须的,也是食品安全法的基本要求.为进一步提高商超“肉、菜”质量安全水平，食药监分局以通过培育一批“放心肉菜超市为目的，把好食品安全源头关，加强食品产地管控，实现食品安全“三个放心,让食品从田间到餐桌，全程源头可追溯，保障老百姓吃得安全、吃得放心!如何监控猪肉流通？利用猪肉流通追溯系统,进入追溯体系后，猪肉的批发、零售环节，任何交易信息都会记录上传至追溯平台。首先，屠宰场要进行严格“凭卡交易”，在屠宰场的检验点，每一辆黑猪养殖户开来的货车进入时，都要记录进场黑猪的检疫证号、屠宰企业.与此同时

21、，在屠宰场的另一端交易区，猪肉批发商挑选好猪肉后，也要记录产生追溯二维码才能付款出场,记录交易的重量、价格、批发商,而全部这些信息，都会上传至追溯体系的数据平台。在零售的环节，消费展只需要赢微信扫一扫二维码便可以清晰地看到所购买的瘦肉的信息和流通的过程。追踪环节养猪场、屠宰检疫或食品安全监管部门发现黑猪或猪肉存在安全风险，需要及时将此信息传递给消费者，即需要从源头追踪到消费者，必要时需要进行召回或赔偿。由于黑猪离开养猪场，经历了屠宰、储存、运输和销售等多个环节,目前一般采用传统的凭证、签章方式，常常难以实现全程可追踪。为了实现全程可追踪，管理将进一步细化，每头黑猪或每块白条猪肉在系统中都有一的

22、标识码，每个环节的管理数据都需要与标识码进行准确关联，追踪档案数据安全存储在可追溯系统中.消费者对购买的猪肉可以通过手机或网络进行查询，当出现猪肉安全风险时，可追溯系统通过手机或网络及时追踪到消费者.如果消费者没有进行查询,就只能通过广播、报纸或电视媒体等进行大范围覆盖，显然缺乏针对性。溯源环节当发生食用猪肉“瘦肉精中毒事件或发生传染性疾病，消费者需要查询自己购买的猪肉是否安全，政府监管部门需要查找有病黑猪或有毒猪肉的来源，为此需要从消费者或事件发生节点向养猪场方向追查。黑猪追溯系统功能的实现有助于精确定位源头,避免事件波及更大范围而造成更大的影响。溯源与追踪功能相辅相成实现全程可追溯系统，如

23、果全程各个环节数据混乱，那么不仅影响追踪，还影响溯源。那么二维码追溯在肉类食品质量安全监测上又具有哪些优势呢?主要包括以下三个方面:消费者:随时随地使用手机扫码查看产品详细信息;管理机构:促进消费者等对虚假信息进行举报，有效完善对食品质量、假冒伪劣商品的监测管理;企业:利用二维码对自身及产品进行更多的宣传活动。肉品企业能够建立一套食品全程追溯体系，肉品的安全性将会大大提升。猪肉是“菜篮子”中的重要商品，也是城乡居民的主要食肉来源。黑猪屠宰管理是国家实行严格市场准入的行业之一，承担着服务农村、满足消费、保障肉品质量安全的产业功能和社会责任。对此，各级政府历来十分重视这项工作.经过多年的努力，黑猪

24、屠宰管理和肉品质量安全工作已经奠定了较好的基础。但是，由于猪肉生产、加工、贮藏、运输、销售等流通环节信息断裂，造成肉品安全监管、信息追溯困难，以致目前在全国不少地方仍然存在病死猪,病害肉混入屠宰加工、市场流通和消费环节，对人民群众身体健康和生命安全构成了威胁。因此，建设肉品质量安全可追溯系统显得十分重要和紧迫。有了这样的追溯体系,一旦有猪肉出现问题，就可以通过这份“档案”查出问题根源,追溯体系有利于厘清责任,可以倒逼屠宰企业提供质量合格的产品，在根源上保障肉类的生产质量,进而保障食品安全。（四）宝林村示范区物联网设备部署4。1、田间供水阀门监测系统示范区域内暂定分为8区域，每个区域地块目前有一

25、处水源，安装有过滤系统，过滤系统后计划加装一套智能蝶阀监测系统，实现远程控制阀门开关，计量水量并实现远程抄表.该套设备蝶阀控制器采用太阳能供电，设备数据传输均为无线方式，无需额外提供电源线及数据线，降低施工成本，免除后期维护.4.2、田间灌溉自动控制系统田间灌溉自动控制系统中可以将灌溉分为两种：轮灌和补灌。轮灌是指预先在系统中将阀门编组，当需要轮灌灌溉时，直接启动轮灌，按照预算设定好的灌溉程序，系统自动按照编组开启或者关闭阀门进行系统灌溉。轮灌模式下软件管理平台可以管理阀门编组、灌溉时间、阀门开启关闭间隔时间、轮灌定时启动时间。补灌是指人工在阀门控制界面上点击控制阀门的开启关闭.补灌时软件管理

26、平台能实现阀门开启、关闭、状态查询等功能。田间阀控站,主要实现田间阀门的自动控制。田间阀门自动控制由智能灌溉决策软件、通信网关、阀控器、阀门和状态反馈组成。智能灌溉决策软件通过通信网络与网关实现无线数据传输。网关通过无线网络管理辖区内阀门控制器,实现网络漫游和分区管理。阀门控制器通过信号线直接控阀门,实现阀门启闭控制和状态监测。无线阀控器采用太阳能和电池双供电，能够支持控制三通球阀、接收阀门状态反馈,同时可根据需要接入流量和压力传感器。无线通讯系统采用LoRa扩频通讯,田间不铺设线路,通过分区管理，实现数据的远程传输。每一个三通阀都有1个专用地址，根据轮灌制度确定开启的三通阀,控制中心给开启的

27、三通阀的专用地址下命令，三通阀开启灌水。无线阀门控制器与三通阀和状态反馈形成无线灌溉控制节点，实现阀门的无线启闭，不再需要管理人员下地手动启闭阀门.轮灌时间如下表：轮灌轮灌组地块面积毛管同时工作滴灌时段时间编号（亩）条数滴头总数第一天A-110591111706:0011:00A211.5681278411：0016:00A312711334016：00-21:00A-412。05741339621：0002:00第二天B112651334006:0011:00B212711334011：0016：00B-312。05741339616:0021：00B411651222821:0002：00

28、第三天C-111。5681278406：0011:00C29531000511：00-16：00C-312。05741339616：0021:00C-411.5681278421：0002:00第四天D-112711334006：0011：00D212711334011：00-16：00D-312。05741339616：0021：00D-411.75681306221:0002:00第五天E112.05741339606：0011：00E-212711334011:00-16:00E311.5681278416:0021：00E410531111721：0002:004.3、墒情气象数据采集

29、系统墒情气象数据采集系统主要有采集设备管理功能、数据处理功能、数据发布功能。采集设备管理功能：软件管理平台可以随时添加或者删除管理平台中的墒情气象采集设备。数据处理功能:软件管理平台可以对数据库中的墒情气象数据进行简单的处理，形成图表，可以让用户更清晰直观的查看。数据发布功能：软件管理平台可以将数据库中的墒情、气象、管网压力、流量等数据导出和发布，供用户查看。根据项目区情况，每个轮灌组配置墒情监测站，安装在项目区内典型地形处,用来监测土壤温湿度。墒情监测站采用近程无线电，通过LoRa扩频通讯方式连接智能网关，进而通过GPRS方式与管理平台通信。土壤水分传感器安装位置如图所示，安装深度分三层10

30、cm、20cm、40cm， 安装位置的选择要有代表性.设备选用一体化土壤温湿度传感器，其中水分传感器为FDR原理该传感器具有测量准确性高、工作电压低、性价比高的显著优点，适合大面积的墒情布点监测。项目区内根据出地桩阀门安装位置及墒情仪安装情况，安装智能网关，用于项目区域内阀门及墒情仪的中继，使用GPRS方式与管理平台进行双向通讯。设计采用新天电子气象站，用于监测项目区的局部气象信息，提供风速、风向、空气温度、空气湿度、太阳辐射、降雨量、大气压强7个监测指标。自动气象站通过串行接口与GPRS 远传终端RTU连接,将数据通过GPRS无线通信网报送到管理平台。整个站点设备均采用太阳能和蓄电池双供电系统，蓄电池可保证气象站7天以上连续工作.新天气象站是一个面向公众、面向气象服务的数字化电子气象站。它采用一体化的集成方式,雨量收集器、温/湿度传感器和风传感器安装在一个集成的支架上，使得安装更容易更方便，同时也改善了系统的可靠程度。示范区域内安装新天电子气象站，用来监测整个示范区域内的气象信息。4.4、视频监控系统视频监控站配套采用200万像素红外夜视摄像头、交换机组合录像机的方式实现，将视频实时传输至管理平台，并进行录像保存，方