多利農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地建設(shè)的實踐

趙 杰 （上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201）張宏偉 （上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，上海市浦東新區(qū) 201311）

多利農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地建設(shè)的實踐

趙 杰 （上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201）張宏偉 （上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，上海市浦東新區(qū) 201311）

為促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，給相關(guān)地區(qū)建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供參考借鑒，分析了上海多利農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地的實施情況，并總結(jié)和分析了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)取得的成果和效益。

多利農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；示范基地；建設(shè)；實踐

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正朝著可靠性、節(jié)能型、環(huán)境適應(yīng)性、低成本、信息化、智能化方向發(fā)展。上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司根據(jù)農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗建設(shè)工程工作方案》、上海市農(nóng)委《關(guān)于上海農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的實施意見》等文件精神，在上海市科技興農(nóng)項目的支持下，開展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地建設(shè)的實踐?，F(xiàn)將基地建設(shè)相關(guān)情況總結(jié)介紹如下。

1 基地建設(shè)目標(biāo)

采用基于物聯(lián)網(wǎng)核心的二維碼和彩碼技術(shù)、RFID技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對有機(jī)蔬菜從種植到銷售到物流配送到客戶手中的整個周期，進(jìn)行電子化、信息化、智能化管理，建立一套完整的有機(jī)蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)。

2 基地建設(shè)內(nèi)容

從有機(jī)蔬菜種子、農(nóng)藥、化肥等采購開始，采用RFID信息入庫管理；蔬菜的田間播種、施肥、灌溉和噴藥等都通過RFID予以記錄，并和具體的大棚信息綁定；在蔬菜生長期間，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集環(huán)境信息，建立作物生長履歷；農(nóng)產(chǎn)品收獲后的包裝采用二維碼、次世代彩碼和RFID進(jìn)行標(biāo)識；市民購買農(nóng)產(chǎn)品后，可通過彩碼對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息進(jìn)行查找溯源。若市民發(fā)現(xiàn)問題產(chǎn)品，可向食品安全管理部門反映。

農(nóng)產(chǎn)品的追溯信息內(nèi)容可根據(jù)追溯權(quán)限不同分為用戶、質(zhì)量監(jiān)督部門和農(nóng)業(yè)企業(yè)三級，其中用戶權(quán)限較低，質(zhì)量監(jiān)督部門和農(nóng)業(yè)企業(yè)的權(quán)限稍高，三者查詢內(nèi)容不同，如農(nóng)業(yè)企業(yè)為加強(qiáng)生產(chǎn)管理，追溯內(nèi)容需詳細(xì)到某一次農(nóng)藥配比是何人、何時、何地所配；質(zhì)量監(jiān)督部門則需了解有關(guān)種子、農(nóng)藥的品種名稱、來源等詳細(xì)信息。

3 基地建設(shè)取得的成果

目前，上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司完成了管線鋪設(shè)及硬件設(shè)備的安裝及系統(tǒng)開發(fā)，完成了有機(jī)農(nóng)業(yè)農(nóng)資管理系統(tǒng)、RFID標(biāo)簽讀寫系統(tǒng)、有機(jī)蔬菜生產(chǎn)管理系統(tǒng)、多利冷鏈物流體系模塊的開發(fā)，完成了有機(jī)蔬菜質(zhì)量追溯與彩碼技術(shù)的結(jié)合等工作。

3.1 有機(jī)農(nóng)業(yè)農(nóng)資管理系統(tǒng)

3.1.1 基礎(chǔ)信息模塊

基本信息管理主要分為供應(yīng)商管理、農(nóng)資類別管理、農(nóng)資信息管理等3個模塊。供應(yīng)商管理主要分為植保供應(yīng)商、農(nóng)資供應(yīng)商、種子供應(yīng)商、肥料供應(yīng)商等4類；農(nóng)資類別管理主要包括種子、植保、農(nóng)資、肥料等4類；農(nóng)資信息管理主要包括農(nóng)資ID、農(nóng)資名稱、農(nóng)資類別、所屬供應(yīng)商、單價、單位、規(guī)格、穴數(shù)等內(nèi)容。

3.1.2 農(nóng)資管理模塊

農(nóng)資管理即對各種農(nóng)業(yè)物質(zhì)進(jìn)行信息化管理。農(nóng)資管理子系統(tǒng)主要分為二維碼管理、農(nóng)資出入庫管理、農(nóng)資庫存管理等3個模塊。主要目的是對于消耗性農(nóng)資（如肥料、種子、各種物料）的入庫、出庫、庫存、有效期、品質(zhì)、等級進(jìn)行管理和監(jiān)控；對于非消耗性農(nóng)資（如地塊、大棚）的信息進(jìn)行維護(hù)、查詢、跟蹤、監(jiān)控。

具體內(nèi)容為：二維碼管理是對農(nóng)資倉庫使用的二維碼進(jìn)行管理；出入庫管理是對農(nóng)資出入庫進(jìn)行管理，主要記錄農(nóng)資名稱、類別、規(guī)格、數(shù)量、單位、批號、單價、金額、狀態(tài)、領(lǐng)用人、日期等信息；庫存管理是對當(dāng)前農(nóng)資倉庫進(jìn)行管理，其中包括批號、農(nóng)資名稱、農(nóng)資類別、規(guī)模、單位、庫存數(shù)量、單價、金額等信息。

3.2 RFID標(biāo)簽讀寫系統(tǒng)

通過在田間大棚設(shè)置RFID無線讀寫器與觸發(fā)器，實時監(jiān)控佩戴RFID人員卡的生產(chǎn)工人在田間大棚的勞作情況，主要記錄工人在各個大棚內(nèi)的生產(chǎn)活動情況。同時與田間檔案記錄連接，詳細(xì)記錄生產(chǎn)活動的具體內(nèi)容，如除草、施肥、灌溉等。

3.3 有機(jī)蔬菜生產(chǎn)管理系統(tǒng)

建立RFID標(biāo)簽讀寫硬件系統(tǒng)和有機(jī)蔬菜生產(chǎn)管理軟件系統(tǒng)，完成生產(chǎn)時所采用的各種原料信息的讀取，以及與特定大棚生產(chǎn)信息的寫入，完成農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)履歷建設(shè)；建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以完成各農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)大棚內(nèi)RFID標(biāo)簽讀寫信息與后臺服務(wù)系統(tǒng)的信息交換。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)批次大棚管理、育苗活動管理、大棚狀態(tài)管理、育苗記錄管理、批次計劃管理、大棚活動管理、訂單計劃查詢等7個模塊。

批次計劃管理是制定生產(chǎn)批次。大棚狀態(tài)管理是對當(dāng)前

大棚的信息進(jìn)行管理，主要包括大棚名稱、場區(qū)名稱、基地名稱、生產(chǎn)批次ID、產(chǎn)品名稱、種植日期、狀態(tài)、采摘日期、負(fù)責(zé)人、在場人數(shù)、趨勢等。育苗記錄管理是對育苗期間生產(chǎn)活動進(jìn)行記錄，主要記錄生產(chǎn)批次ID、育苗日期、批號、農(nóng)資名稱、穴盤規(guī)格、穴盤數(shù)、農(nóng)資包數(shù)、預(yù)估包數(shù)、種植日期、領(lǐng)用穴盤數(shù)、領(lǐng)用人、育苗天數(shù)等信息。育苗活動管理是指實時查看工作情況，包括工作人員、農(nóng)資信息、時間等。大棚活動管理是對大棚活動信息進(jìn)行管理，包括大棚名稱、生產(chǎn)批次ID、產(chǎn)品名稱、活動日期、作業(yè)名稱、采摘數(shù)量、采摘處置、植保名稱、用量、備注、負(fù)責(zé)人等。批次大棚管理是對當(dāng)前大棚生產(chǎn)批次進(jìn)行記錄，包括生產(chǎn)批次、大棚名稱、產(chǎn)品名稱、移栽日期、采摘日期、實際產(chǎn)量、狀態(tài)等。

3.4 多利冷鏈物流體系

多利冷鏈物流是指有機(jī)蔬菜從產(chǎn)地采收后，在產(chǎn)品加工、貯藏、運輸、分銷、零售等環(huán)節(jié)始終處于適宜的低溫環(huán)境下，最大程度地保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全與品質(zhì)，減少損耗、防止污染的特殊供應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品從倉儲、包裝、運輸?shù)戒N售的整個過程，直至多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品到達(dá)消費者手中。多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)實現(xiàn)實時定位，保證數(shù)據(jù)的實時更新與多用戶之間的共享，實現(xiàn)多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流作業(yè)中的實時定位，確保農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中的質(zhì)量。多利冷鏈物流系統(tǒng)主要包括以下功能。

3.4.1 首 頁

主要利用WebGIS技術(shù)顯示多利公司配送區(qū)域的地理信息圖層，包括電子地圖、衛(wèi)星地圖和三維地圖，地理信息圖層數(shù)據(jù)主要利用百度地圖API獲取百度地圖資源數(shù)據(jù)。同時，在首頁上也呈現(xiàn)了多利公司每個配送區(qū)域的配送車輛信息（車牌號），并提供各個功能的鏈接接口。

3.4.2 會員標(biāo)注

主要根據(jù)配送路線對會員進(jìn)行分類，并將該配送路線上的會員信息用表格的形式顯示在頁面上。其中，配送路線主要是利用GIS空間分析和網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，對多利公司當(dāng)日配送會員清單進(jìn)行分析，并合理制定配送路線。系統(tǒng)同時將會員位置信息顯示在電子地圖上，系統(tǒng)用戶可通過切換電子地圖、衛(wèi)星地圖和三維地圖查看周邊的地理信息。

3.4.3 路徑優(yōu)化

主要是對配送路線的路徑進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)系統(tǒng)用戶選擇某一條配送線路并點擊“優(yōu)化”時，利用GIS空間分析和網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)計算得到該配送線路上最優(yōu)的會員配送順序，并將這些會員的相關(guān)信息顯示在頁面上的表格中。系統(tǒng)用戶可從上而下依次雙擊表格中的每個會員，系統(tǒng)可計算出下一個配送會員的位置和最優(yōu)的車輛行駛路徑，并用紅色線條在電子地圖上可視化地顯示出具體的行車路徑。

3.4.4 車輛實時定位

在每輛配送車上安裝車載GPS傳感器，將實時測得的車輛經(jīng)緯度、速度等數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗬麑崟r數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)用戶可在首頁上，選擇需實時定位的車輛的車牌號，點擊“實時定位”按鈕，即從實時數(shù)據(jù)庫中將車輛的當(dāng)前經(jīng)緯度、行車速度等數(shù)據(jù)查詢出來，并結(jié)合百度地圖API技術(shù)，將車輛的實時位置可視化地顯示在電子地圖上。

3.4.5 車輛軌跡查詢

主要根據(jù)多利實時數(shù)據(jù)庫中記錄的車輛歷史經(jīng)緯度數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)用戶選擇需要查詢的車輛的車牌號以及車輛行駛軌跡的時間范圍后，即可從多利實時數(shù)據(jù)庫中查詢到該時間范圍內(nèi)，該車牌號車輛的所有經(jīng)緯度數(shù)據(jù)及其記錄時間，然后通過對時間進(jìn)行排序，即可獲得車輛的行駛軌跡點。同時，還可利用百度地圖API技術(shù)，將這些行駛軌跡點在百度地圖中生成車輛的行駛軌跡，并可視化。

3.4.6 車輛預(yù)警

在每輛配送車上安裝溫濕度傳感器，將實時測得的配送車輛車廂內(nèi)的溫度和濕度等數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗬麑崟r數(shù)據(jù)庫中。本系統(tǒng)實時監(jiān)控多利實時數(shù)據(jù)庫中的車廂溫度和濕度等數(shù)據(jù)，并自動報警，同時根據(jù)溫度、濕度傳感器的編號定位到問題配送車輛，在地圖上自動定位到該車輛的位置。

3.4.7 清除標(biāo)記

主要清除首頁電子地圖上車輛實時定位、車輛行駛軌跡查詢、車輛預(yù)警運行的結(jié)果。當(dāng)系統(tǒng)用戶運行清除標(biāo)記后，首頁電子地圖初始化為系統(tǒng)剛運行時的效果。

3.4.8 退出系統(tǒng)

用戶可通過退出系統(tǒng)關(guān)閉多利冷鏈物流智能管控系統(tǒng)。

3.5 有機(jī)蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)

3.5.1 彩碼引擎系統(tǒng)開發(fā)

為確保農(nóng)產(chǎn)品食用安全和實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的追溯，多利引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行了多利彩碼體系的研發(fā)。通過掃描多利彩碼，可獲得多利有機(jī)蔬菜的認(rèn)證信息。追溯信息包含有機(jī)蔬菜的生產(chǎn)批次、采摘時間、種子信息、田間農(nóng)作信息、質(zhì)檢信息、生長環(huán)境信息、有機(jī)蔬菜的食療食譜、有機(jī)蔬菜小知識等。多利彩碼直接貼在多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的包裝上，其不僅成為多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的標(biāo)志，有利于不僅為企業(yè)進(jìn)行品牌宣傳，還保證多利有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

3.5.2 質(zhì)量追溯系統(tǒng)開發(fā)

質(zhì)量追溯是關(guān)系到有機(jī)蔬菜貨真價實和食用安全的頭等大事，為此，結(jié)合生產(chǎn)管理、倉儲管理、物流管理，建立了質(zhì)量追溯管理系統(tǒng)，主要包括基礎(chǔ)信息管理、農(nóng)資管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)檢管理、倉儲管理、物流管理、系統(tǒng)管理、追溯碼管理等，確保消費者能夠全流程監(jiān)控多利有機(jī)蔬菜的生產(chǎn)情況，然后得到放心、安全、健康、美味的食品。

4 取得的效益

4.1 提高了工作管理效率

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地建成后，多利的生產(chǎn)經(jīng)理可在線實時統(tǒng)籌安排制定和調(diào)整生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)工人可根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)計劃申領(lǐng)和使用農(nóng)資，進(jìn)行農(nóng)事管理操作，農(nóng)資倉庫的庫存情況及出入庫記錄也將實時被錄入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中；同時，系統(tǒng)還依靠RFID設(shè)備實時記錄生產(chǎn)工人的具體農(nóng)事操作情況，自動形成電子田間檔案。這樣，生產(chǎn)計劃的制定及生產(chǎn)工人調(diào)配更加合理，省去了生產(chǎn)組長記錄和編制田間檔案等環(huán)節(jié)，大大提高了勞動生產(chǎn)率。質(zhì)檢部門和包裝部門同樣可優(yōu)化人員調(diào)配和記錄整理環(huán)節(jié)的工作，在降低人工成本的同時，提高了工作效率。

4.2 降低了人工成本

多利農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)運行后，生產(chǎn)部每2 hm2節(jié)省1名生產(chǎn)工人，1年可降低人工成本2.16萬元。

4.3 提高了產(chǎn)品附加值

在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實踐中，通過土壤性狀智能監(jiān)測、大棚環(huán)境參數(shù)自動調(diào)控等，實現(xiàn)了合理灌溉、合理施肥、環(huán)境可控，為蔬菜植株提供了最適宜的生長環(huán)境，進(jìn)而增加了蔬菜產(chǎn)量，提高了蔬菜品質(zhì)及附加值。

4.4 提升了企業(yè)的品牌形象

多利農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，使質(zhì)檢部工作效率和質(zhì)檢質(zhì)量得到了提升，其中根莖類蔬菜的出庫不合格率控制在0.5%以下、葉菜類蔬菜的出庫不合格率在1%以下，客戶投訴明顯減少。同時，多利物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，使消費者知道了有機(jī)蔬菜的生產(chǎn)種植過程，增加了對有機(jī)蔬菜的信任度。此外，消費者還可向客戶部門提出看法和建議，增加了消費者對產(chǎn)品質(zhì)量管理控制的參與度和成就感，在一定程度上提升了企業(yè)的品牌形象。

2016-05-23

上海市科技興農(nóng)項目“農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范基地建設(shè)”[滬農(nóng)科字（2013）第5-8號]。