茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉海鵬（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊050091）

?

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉海鵬
（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊050091）

摘要：物聯(lián)網(wǎng)屬于一種新型的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景較好，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)發(fā)展具有重要影響。茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的有效利用，促使傳統(tǒng)茶葉種植發(fā)生了重大的改變?，F(xiàn)對(duì)茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架、茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的平臺(tái)功能、茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶葉生產(chǎn)環(huán)境信息監(jiān)測(cè)等具體應(yīng)用以及茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行闡述，以此對(duì)茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景進(jìn)行有效的分析。

關(guān)鍵詞：茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

以每個(gè)茶業(yè)種植園區(qū)為基準(zhǔn)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)有效結(jié)合，可使傳統(tǒng)茶業(yè)種植銷(xiāo)售過(guò)程轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代的茶業(yè)發(fā)展，使茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在全國(guó)廣泛應(yīng)用。人們逐步重視茶葉質(zhì)量安全以及茶葉生產(chǎn)環(huán)境的改善。構(gòu)建現(xiàn)代化的茶葉產(chǎn)業(yè)服務(wù)商業(yè)模式，構(gòu)建在整個(gè)茶葉種植以及電子商務(wù)等眾多領(lǐng)域的智能化以及產(chǎn)業(yè)化的服務(wù)模式，形成公眾、農(nóng)民以及企業(yè)均受益的聚合式產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。

1　茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)屬于一個(gè)整體，主要分為三個(gè)部分：（1）感知層；（2）傳輸層；（3）應(yīng)用層。

1.1感知層

感知層主要由視頻采集設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備以及二維碼掃描設(shè)備等組成。視頻采集設(shè)備將前端視頻流的有效采集與編碼充分實(shí)現(xiàn)，功能為采集與壓縮視頻信息并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要有空氣溫濕度以及土壤酸堿度等傳感器與配套設(shè)備。RFID二維碼掃描設(shè)備可將種植過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程以及銷(xiāo)售過(guò)程中的管理等充分地實(shí)現(xiàn)。

1.2傳輸層

傳輸層主要是視頻流與傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的采集、對(duì)信息流傳輸通道的控制，以及傳輸網(wǎng)絡(luò)等方面：（1）運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)專(zhuān)線(xiàn)；（2）運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)VPN專(zhuān)網(wǎng)；（3）3G網(wǎng)絡(luò)；（4）前端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。

1.3應(yīng)用層

主要包含系統(tǒng)管理、茶業(yè)種植、物流追蹤以及視頻監(jiān)控等。系統(tǒng)管理的功能包括有效設(shè)置平臺(tái)有關(guān)參數(shù)、茶業(yè)生產(chǎn)流程以及用戶(hù)管理等多個(gè)方面；茶業(yè)種植主要是種植規(guī)劃、種植流程、病蟲(chóng)害預(yù)防以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等；生產(chǎn)加工主要有原料管理、加工管理以及包裝管理等相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)的添加、修改以及查詢(xún)功能；物流追蹤主要有出庫(kù)管理、入庫(kù)管理、倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存以及運(yùn)輸記錄等內(nèi)容的添加、修改以及查詢(xún)功能等；門(mén)店管理主要有對(duì)銷(xiāo)售信息的添加、修改以及查詢(xún)功能等；視頻監(jiān)控使茶園的種植過(guò)程、加工過(guò)程與門(mén)店銷(xiāo)售情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控充分的實(shí)現(xiàn)；溯源查詢(xún)使消費(fèi)者對(duì)茶葉生產(chǎn)的整個(gè)流程的有效查詢(xún)充分實(shí)現(xiàn)；專(zhuān)家診斷系統(tǒng)使遠(yuǎn)程專(zhuān)家診斷功能充分得以實(shí)現(xiàn)；GAP控制主要是按照GAP規(guī)范對(duì)危害情況進(jìn)行有效的分析以及對(duì)重要質(zhì)量的控制節(jié)點(diǎn)生成檢查報(bào)表。

2　茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)的具體功能

2.1溯源功能

根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及歷史統(tǒng)計(jì)對(duì)茶園種植如采摘以及施肥等相關(guān)工作流程實(shí)施提前的預(yù)告，主要以列表導(dǎo)航的方式表現(xiàn)，另外，企業(yè)對(duì)于種植的每一項(xiàng)工作實(shí)施一致的管理，根據(jù)傳感器對(duì)茶樹(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境給予實(shí)時(shí)的監(jiān)控。茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能主要有環(huán)境監(jiān)測(cè)管理、加工包裝管理以及收購(gòu)管理等多個(gè)方面。

2.2種植

對(duì)于茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，茶葉種植顯示近期作業(yè)與種植計(jì)劃相關(guān)信息，主要有作業(yè)茶園、面積、類(lèi)型、人員以及日期，另外，對(duì)此項(xiàng)作業(yè)的類(lèi)型的信息情況充分顯示，如鮮葉等級(jí)、鮮葉數(shù)量等。根據(jù)對(duì)種植計(jì)劃的有效查看，可對(duì)種植作業(yè)進(jìn)行合理安排，同時(shí)，記錄種植作業(yè)的具體信息。根據(jù)對(duì)茶園的病蟲(chóng)害情況的充分展現(xiàn)，將農(nóng)藥使用的申請(qǐng)以及審批情況有效實(shí)現(xiàn)。此外，對(duì)農(nóng)藥的使用情況進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，嚴(yán)格把關(guān)農(nóng)藥的使用情況。茶葉采收主要有兩種功能，一是采前檢測(cè)；二是茶青采收，對(duì)茶葉檢驗(yàn)的具體信息與茶葉的采收情況進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。

2.3環(huán)境數(shù)據(jù)中心

對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的每一項(xiàng)數(shù)據(jù)充分顯示，主要有數(shù)據(jù)查詢(xún)以及環(huán)境曲線(xiàn)功能，使對(duì)茶園信息監(jiān)測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù)以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的歷史信息的統(tǒng)計(jì)情況充分的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)順序選取茶園、設(shè)備、開(kāi)始與結(jié)束時(shí)間，點(diǎn)擊“查詢(xún)”按鈕，能夠?qū)Σ鑸@位置的風(fēng)速大小、降雨量多少、氣溫高低、土溫高低、數(shù)字氣壓大小、輻射強(qiáng)弱、風(fēng)向、土壤含水率以及采集時(shí)間進(jìn)行有效的查看。

2.4茶葉加工

技術(shù)員通過(guò)對(duì)茶葉的具體分類(lèi)情況的掌握，合理安排茶葉的加工操作，根據(jù)工藝的具體要求按照順序在生產(chǎn)流水線(xiàn)上給予有效加工，將加工流程、每個(gè)環(huán)節(jié)的操作時(shí)間以及主要的工藝與流程情況進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。企業(yè)包裝工作人員將加工的茶葉給予有效的包裝，另外，將包裝的數(shù)量多少、產(chǎn)品種類(lèi)、重量大小以及包裝時(shí)間等多種信息進(jìn)行有效的記錄。

2.5倉(cāng)儲(chǔ)管理

通過(guò)錄入門(mén)店進(jìn)貨的相關(guān)數(shù)據(jù)、出庫(kù)記錄、進(jìn)庫(kù)記錄以及銷(xiāo)售記錄情況，將店面的庫(kù)存量準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)。門(mén)店茶葉儲(chǔ)存顯示的信息主要有門(mén)店、產(chǎn)品名稱(chēng)、等級(jí)高低、數(shù)量多少以及入庫(kù)時(shí)間。倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存顯示的信息主要有倉(cāng)庫(kù)的名稱(chēng)、入庫(kù)批號(hào)、儲(chǔ)存類(lèi)型、產(chǎn)品種類(lèi)或者產(chǎn)品名稱(chēng)、數(shù)量多少、負(fù)責(zé)人以及核算時(shí)間。

2.6銷(xiāo)售管理

門(mén)店銷(xiāo)售員通過(guò)對(duì)具體情況的掌握，將銷(xiāo)售產(chǎn)品名稱(chēng)、銷(xiāo)售數(shù)量多少以及銷(xiāo)售單價(jià)等多種信息按照順序進(jìn)行準(zhǔn)確輸入，根據(jù)“保存”使銷(xiāo)售信息歸納到銷(xiāo)售列表中。

2.6.1門(mén)店管理

門(mén)店管理主要包括以下三個(gè)方面：（1）銷(xiāo)售記錄情況：將銷(xiāo)售信息準(zhǔn)確錄入，主要包含產(chǎn)品名稱(chēng)、等級(jí)高低、數(shù)量多少、銷(xiāo)售員人名以及備注等相關(guān)信息。單價(jià)以及門(mén)店管理員根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容調(diào)取充分顯示?？們r(jià)根據(jù)單價(jià)和數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算得出。對(duì)銷(xiāo)售記錄進(jìn)行有效的查詢(xún)，可以通過(guò)門(mén)店、產(chǎn)品名稱(chēng)、規(guī)格大小以及起止日期等進(jìn)行有效的查詢(xún)，將其默認(rèn)為所有銷(xiāo)售信息；（2）門(mén)店庫(kù)存情況：將門(mén)店的進(jìn)貨數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的錄入，主要包含產(chǎn)品名稱(chēng)、等級(jí)高低、數(shù)量大小以及記錄員等，單價(jià)以及門(mén)店管理員通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的調(diào)取充分的顯示。店面的庫(kù)存量主要是通過(guò)店面的進(jìn)貨記錄以及銷(xiāo)售記錄情況進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算得出來(lái)的，通過(guò)表格的方式充分顯示出來(lái)；（3）產(chǎn)品展示情況：對(duì)企業(yè)的茶產(chǎn)品進(jìn)行充分的展示，可以將各種茶產(chǎn)品的具體信息充分的顯示出來(lái)。

2.6.2視頻監(jiān)控

利用IE7以上的版本瀏覽器對(duì)視頻情況進(jìn)行有效的查看，同時(shí)，保證視頻監(jiān)控組件的正確安裝，在將視頻開(kāi)啟后，就能夠?qū)Υ送ǖ赖谋O(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行查看。（1）茶園內(nèi)的視頻：將“開(kāi)啟視頻”按鈕與“關(guān)閉視頻”按鈕充分的顯示出來(lái)，在點(diǎn)擊“開(kāi)啟視頻”按鈕后，茶園分布的衛(wèi)星圖就充分地顯示出來(lái)，作為視頻監(jiān)控的直接界面，對(duì)茶園的監(jiān)控視頻有效的顯示；（2）門(mén)店視頻：從左面的菜單欄中選取具體監(jiān)控位置，同時(shí)，進(jìn)入到專(zhuān)賣(mài)店的視頻監(jiān)控登錄界面，登錄完成后門(mén)店的監(jiān)控視頻顯示出來(lái)。

2.6.3系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）用戶(hù)管理：通過(guò)業(yè)務(wù)流程的掌握，對(duì)不同權(quán)限的用戶(hù)進(jìn)行合理設(shè)置；（2）人員管理：通過(guò)業(yè)務(wù)流程對(duì)參與茶葉種植以及生產(chǎn)等過(guò)程的人員信息進(jìn)行有效設(shè)置；（3）產(chǎn)品登記：通過(guò)業(yè)務(wù)流程對(duì)不同類(lèi)型的茶葉產(chǎn)品的有關(guān)信息進(jìn)行有效的設(shè)置；（4）茶園登記：管理員對(duì)自有以及合作的茶園信息進(jìn)行有效的登記，根據(jù)地理位置以及種植的品種等相關(guān)要素對(duì)茶園的地塊實(shí)施劃分與統(tǒng)一的編號(hào)，登記的具體信息主要有茶園的編號(hào)、茶園的具體名稱(chēng)、茶園的具體地址、茶園的實(shí)際面積、負(fù)責(zé)人的具體信息以及茶園的創(chuàng)建時(shí)間等；（5）門(mén)店登記：管理員對(duì)茶業(yè)銷(xiāo)售的門(mén)店信息情況進(jìn)行有效的登記，主要包含門(mén)店的具體名稱(chēng)、門(mén)店的具體地址、門(mén)店的電話(huà)以及負(fù)責(zé)人的相關(guān)信息；（6）品種登記：管理員對(duì)自身企業(yè)種植的茶葉品種信息情況進(jìn)行有效的維護(hù)，具體內(nèi)容包含種植的茶園、生產(chǎn)環(huán)境以及茶葉特點(diǎn)等，以此作為茶葉品種的根本數(shù)據(jù)庫(kù)信息。

3　茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的具體運(yùn)用，還存在一系列的問(wèn)題，具體情況有以下幾個(gè)方面：

3.1溯源標(biāo)準(zhǔn)方面

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中需要較多的傳感器對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸情況進(jìn)行密切的監(jiān)測(cè)，對(duì)于獲取傳感器信息、利用數(shù)據(jù)平臺(tái)以及人機(jī)交互的接口等多個(gè)方面都沒(méi)有形成一致的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)也沒(méi)有辦法根據(jù)一致的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施具有一定規(guī)模的運(yùn)用。

3.2終端方面

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端除了存在茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的基礎(chǔ)功能以外，還具備傳感器以及網(wǎng)絡(luò)接入等多種功能，同時(shí)，不同的商家與企業(yè)的要求也存在較多的差異，很難符合終端產(chǎn)品的多樣化需要。終端產(chǎn)品具有多種多樣的特點(diǎn)，終端成本的提高，對(duì)茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣與運(yùn)用存在嚴(yán)重的制約影響。

3.3信息安全與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)面臨較多信息的反復(fù)采集的現(xiàn)象，其中會(huì)涉及到數(shù)據(jù)安全方面的問(wèn)題，主要包含對(duì)商業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)信息泄露情況的防范等。在茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心方面指在TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上，但在信息接入方面，協(xié)議的類(lèi)別多種多樣，涵蓋GPRS手機(jī)、APP以及傳感器等不同信息接入手段，茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必須建立一致的協(xié)議棧。

3.4信息共享方面

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的廣泛推廣是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，具有采集的信息范圍較廣的特點(diǎn)，要有氣象、環(huán)境、種茶農(nóng)戶(hù)以及消費(fèi)者等傳遞大量的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行共享以及分析。茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在各個(gè)環(huán)節(jié)所建立的信息采集點(diǎn)也存在較大的差異，充分整合不同類(lèi)型的信息與功能，已成為現(xiàn)階段亟需解決的重要問(wèn)題。

4　總結(jié)

茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與茶業(yè)管理學(xué)科的重要組成部分，對(duì)于其中幾個(gè)核心技術(shù)均較成熟，同時(shí)，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及畜牧業(yè)等眾多領(lǐng)域中得以廣泛運(yùn)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效利用符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的具體需求，也是農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展的重要方向。把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用，可促使茶業(yè)管理科技的快速發(fā)展，為日后物聯(lián)網(wǎng)科技在農(nóng)業(yè)方面的發(fā)展與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]陽(yáng)瓊芳，江立庚.基于物聯(lián)網(wǎng)的茶業(yè)質(zhì)量溯源系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)路徑[J].農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用，2015，(4):62-65.

[2]木羽子，鄭孝，王慧莉等.茶產(chǎn)業(yè)鏈物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與技術(shù)應(yīng)用[J].安徽科技，2013，(2):45-47.

作者簡(jiǎn)介：劉海鵬（1965-），男，河北唐山人，大學(xué)本科，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。