淺議茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建

周 萍

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淺議茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建

周 萍

福建第三方點(diǎn)評(píng)信息咨詢有限公司

該文探討了構(gòu)建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)的現(xiàn)實(shí)意義、技術(shù)路線、平臺(tái)內(nèi)容及應(yīng)用，通過該平臺(tái)推廣和示范，實(shí)現(xiàn)福建省茶產(chǎn)業(yè)鏈的智能監(jiān)測(cè)與管理。

茶產(chǎn)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng) 示范社 公共服務(wù)平臺(tái)

福建是我國產(chǎn)茶大省，制茶、飲茶、販茶歷史悠久，源于漢、興于唐、盛于宋。福建也是著名的特種茶產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)制烏龍茶、綠茶、紅茶、白茶四大茶類及再加工類的花茶，種類繁多。近年來，IPv6、云計(jì)算、云服務(wù)、網(wǎng)格技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，移動(dòng)通訊技術(shù)與移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)技術(shù)的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)的普及與三網(wǎng)融合，正滲透到廣大茶產(chǎn)業(yè)與農(nóng)村領(lǐng)域，結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、智能信息系統(tǒng)的開發(fā)，對(duì)現(xiàn)有茶業(yè)信息應(yīng)用手段產(chǎn)生了巨大變革。

1 構(gòu)建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)的現(xiàn)實(shí)意義

1.1 促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)與3G移動(dòng)通訊技術(shù)的普及應(yīng)用及其與茶業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的專業(yè)應(yīng)用正成為各大通信運(yùn)營商的推進(jìn)熱點(diǎn)，構(gòu)建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)將推進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)專用傳感器、無線傳感網(wǎng)（WSN）、移動(dòng)通信、自動(dòng)化控制、茶業(yè)專用軟件等新興信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.2 促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

建設(shè)“茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)”,不僅對(duì)促進(jìn)茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展意義重大，而且能為規(guī)模化茶業(yè)生產(chǎn)企業(yè)提供低成本、高效能的綜合性物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，有效促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化發(fā)展，還對(duì)茶業(yè)智能化、自動(dòng)化和信息化改造和提升起著重大作用，有助于實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)減人化的精益管理模式的探索，實(shí)現(xiàn)低耗環(huán)保和增產(chǎn)增收，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源和質(zhì)量安全監(jiān)控。

平臺(tái)的建設(shè)有力促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式、管理方式和發(fā)展方式升級(jí)和轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)對(duì)茶園生產(chǎn)基地、茶葉加工、包裝、儲(chǔ)運(yùn)、流通、銷售、追溯的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位、跟蹤和管理，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)茶葉種植向現(xiàn)代茶葉精細(xì)化種植轉(zhuǎn)變的重要支撐，是未來現(xiàn)代茶葉種植發(fā)展的基本方向，促進(jìn)了茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.3 促進(jìn)農(nóng)民增收

通過本平臺(tái)的建設(shè)，將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于茶葉生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，以工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化來管理茶業(yè)，有利于提高茶葉產(chǎn)業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收。

1.4 推進(jìn)示范社標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

本平臺(tái)旨在通過物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，不斷優(yōu)化企業(yè)科技創(chuàng)新環(huán)境，確立企業(yè)科技創(chuàng)新的主體地位，提升龍頭企業(yè)的輻射帶動(dòng)作用和可持續(xù)發(fā)展能力，推進(jìn)福建茶葉又好又快發(fā)展，推進(jìn)示范社標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。

2 構(gòu)建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)的技術(shù)路線及內(nèi)容

2.1 傳感與智能決策系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件主體框架采用B/S模式，通過采用無線控制的方式來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)由主站和子站組成。主站向子站下達(dá)命令，子站接收命令后，采集信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制電磁閥的工作狀態(tài)，并把信號(hào)向主站發(fā)送，主站接收數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，上位機(jī)發(fā)送控制指令后，跟當(dāng)前的系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，一旦指令不沖突就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。該系統(tǒng)是一個(gè)具有獨(dú)立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、模型計(jì)算程序庫和簡潔的人機(jī)交互界面以及一定的推理功能和最終結(jié)果圖文輸出功能的軟件系統(tǒng)。通過集成信息技術(shù)領(lǐng)域已有共性關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品和市場上茶業(yè)領(lǐng)域多年來積累的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究成果，構(gòu)建節(jié)水控制推廣應(yīng)用新模式。

本項(xiàng)目在茶園的內(nèi)部安裝可旋轉(zhuǎn)變焦式半球形攝像機(jī)器人及行走導(dǎo)軌；若干溫濕度、土壤酸堿度、壓感式傳感器立體式分布在田間與溫室茶園，前端設(shè)備通過有線（網(wǎng)線）或無線（WiFi&3G&ZigBee）傳輸方式連接至SMS采集設(shè)備，通過該設(shè)備將視頻信號(hào)與傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)一壓縮編碼（可將數(shù)據(jù)信息疊加至監(jiān)控畫面，也可分離上傳）上傳至服務(wù)器集群，可供用戶以B/S架構(gòu)隨時(shí)隨地以廣域網(wǎng)方式登錄、連接及調(diào)用，實(shí)時(shí)觀看田間作物的生長情況與各種歷史操作信息；同時(shí)SMS采集設(shè)備可將編碼數(shù)據(jù)輸出至本地農(nóng)場接收設(shè)備。加以后臺(tái)分析系統(tǒng)，可以時(shí)刻監(jiān)控田間溫度、濕度等數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)值高于設(shè)定濕度值時(shí)，專家系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)送指令傳導(dǎo)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，自動(dòng)連接至澆灌終端，打開噴頭，自動(dòng)澆灌；當(dāng)專家系統(tǒng)采集到的濕度信息低于額定數(shù)值的時(shí)候，則通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制自動(dòng)停止?jié)补啵划?dāng)有人闖入時(shí)，攝像機(jī)的自動(dòng)報(bào)警功能將發(fā)送報(bào)警信號(hào)至SMS設(shè)備，SMS設(shè)備將傳送至終端同時(shí)發(fā)送聲光電報(bào)警信息至相關(guān)人員。散布于茶園外的壓感式傳感器，采用第三代以目標(biāo)驅(qū)動(dòng)為特征的防入侵技術(shù)，可以輕松鑒別是一般動(dòng)物還是人，從而避免誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)、漏報(bào)等現(xiàn)象的發(fā)生。這大大減輕了農(nóng)場管理人員配備與巡查工作負(fù)擔(dān)，減少了操作出錯(cuò)率，增加了生產(chǎn)、管理的效率，以達(dá)到精益茶業(yè)的目的。

針對(duì)茶葉種植環(huán)境，本項(xiàng)目通過監(jiān)控空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強(qiáng)度等參數(shù)，科學(xué)調(diào)節(jié)溫、濕、光、水等環(huán)境參數(shù)控制設(shè)備，為茶葉生產(chǎn)創(chuàng)造一個(gè)最適宜的生長環(huán)境，為建設(shè)精準(zhǔn)茶業(yè)提供重要的技術(shù)支撐，大大提高了農(nóng)場規(guī)?；a(chǎn)的科技水平。

2.2 公共茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)體系

公共物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)體系以數(shù)據(jù)倉庫為核心，通過信息采集界面與接口收錄匯總各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和茶業(yè)技術(shù)、茶業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)和傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，根據(jù)來自界面與接口的信息提取請(qǐng)求提供相關(guān)的服務(wù)數(shù)據(jù)如信息查詢、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制數(shù)據(jù)集等。當(dāng)數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)積累到一定程度之后，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，尋找對(duì)茶業(yè)生產(chǎn)決策系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的線索。

2.3 建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接口

以為農(nóng)民提供咨詢和服務(wù)的信息系統(tǒng)為核心的農(nóng)村信息化是推進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)信息化的關(guān)鍵，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是國家信息化建設(shè)的重要領(lǐng)域。因此，標(biāo)準(zhǔn)化作為支撐農(nóng)村信息化建設(shè)的重要手段，是農(nóng)村信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、安全可靠的前提。我國農(nóng)村信息化系統(tǒng)各式各樣，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化的重要性愈來愈明顯。設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化支持工具并實(shí)現(xiàn)其原型，該工具是一個(gè)基于XML的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中間件，按照SPDL編寫的轉(zhuǎn)換規(guī)則和轉(zhuǎn)換規(guī)則的執(zhí)行解釋方法，實(shí)現(xiàn)了XML模式與關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)接口和不同數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，有利于農(nóng)村信息化標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行。

應(yīng)用系統(tǒng)需符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，支持基于Internet的三層架構(gòu)，支持多種主流關(guān)系數(shù)據(jù)庫，提供XML標(biāo)準(zhǔn)接口支持，適合不同規(guī)模用戶的需求。

2.4 建立統(tǒng)一架構(gòu)

隨著信息時(shí)代的到來，人們獲得了方便的信息提取手段，也面臨著復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)處理問題，尤其是在面對(duì)模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的海量數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)往往都呈現(xiàn)出高維數(shù)、高增長率、難以被人感知等特點(diǎn)，如何從這些數(shù)據(jù)中合理有效地找到對(duì)人們有用的信息，成為亟待解決的問題。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)統(tǒng)一架構(gòu)體系，具備保持基本功能統(tǒng)一的前提下，能靈活開發(fā)擴(kuò)展功能，并采用統(tǒng)一的接口技術(shù)和接口規(guī)范，保證后臺(tái)信息和各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集成。提供相關(guān)檢索接口，有利于使用者在大量的數(shù)據(jù)面前獲得自己想獲取的資料。

2.5 關(guān)鍵技術(shù)

JCR SYSTEM物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)是一種可擴(kuò)展的開放性物聯(lián)網(wǎng)中間件軟件平臺(tái)，支持“不同廠家、不同型號(hào)、不同通信方式、不同通信協(xié)議、不同數(shù)據(jù)格式”的物聯(lián)網(wǎng)RFID終端設(shè)備，為應(yīng)用軟件提供基于SQL標(biāo)準(zhǔn)的的表數(shù)據(jù)調(diào)用，徹底擺脫讀寫器非標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議帶來的開發(fā)、維護(hù)和擴(kuò)展的限制。其技術(shù)特點(diǎn)是：（1）獨(dú)特的智能故障處理技術(shù)；（2）獨(dú)特的開放式設(shè)備管理技術(shù)；（3）獨(dú)特的數(shù)據(jù)分析技術(shù)；（4）強(qiáng)大的多任務(wù)并發(fā)處理技術(shù)；（5）標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)輸出技術(shù)。

3 茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)專家的主要作用

通過建立茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)，集結(jié)省內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥_展專家咨詢?cè)\斷服務(wù)，實(shí)現(xiàn)操作規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。建立以下類別專家?guī)欤阂活愂怯新毞Q的官方認(rèn)可專家，一類是有勞動(dòng)技能證的評(píng)茶師、制茶師、茶藝師等活躍人群。茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)專家的主要作用體現(xiàn)在：

（1）品種培育。依托省茶葉研究所，對(duì)新品種培育推廣跟蹤服務(wù)，讓專家深入田間地頭指導(dǎo)生產(chǎn)。

（2）工藝改進(jìn)。通過每月線下主題茶事活動(dòng)征集樣品，統(tǒng)一由平臺(tái)專家組織感官審評(píng)，并發(fā)布評(píng)價(jià)報(bào)告，幫助茶葉生產(chǎn)者改進(jìn)生產(chǎn)工藝缺陷，提升品質(zhì)。通過專家講解，同時(shí)也提高品茶人鑒賞能力。

（3）技藝傳承。由非遺傳承人組成，有利于開展制茶技藝傳幫帶工作，讓年輕一代茶師傳承精湛制茶工藝，并得到良好的創(chuàng)新。

（4）感官審評(píng)。依托省農(nóng)業(yè)廳專家組、高校、茶葉局，對(duì)樣品進(jìn)行審評(píng)，并提出工藝改進(jìn)建議。在茶事活動(dòng)中通過現(xiàn)場直播講解，為廣大茶葉愛好者提供更好的學(xué)習(xí)和交流平臺(tái)。

（5）生化檢驗(yàn)。依托省茶葉檢驗(yàn)站的技術(shù)和設(shè)備力量，保障農(nóng)殘安全，并做有效成分利用研究，促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)精深加工。

（6）電商服務(wù)。本平臺(tái)可為茶葉電商提供第三方評(píng)價(jià)服務(wù)，使平臺(tái)出具的品鑒報(bào)告成為網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者的購買參考與依據(jù)。

（7）大宗商品采購。為福建龍頭企業(yè)提供更多的生產(chǎn)資源，通過龍頭企業(yè)產(chǎn)品名優(yōu)化提升行業(yè)品質(zhì)。

（8）為精準(zhǔn)扶貧服務(wù)。貫徹落實(shí)黨中央金融支持精準(zhǔn)扶貧政策，對(duì)福建邊遠(yuǎn)高山地區(qū)的茶農(nóng)加強(qiáng)小額貸政策落實(shí)推廣，宣傳到戶。以扶貧免息貼息方式讓農(nóng)民得到優(yōu)惠的資金，利用本平臺(tái)提供技術(shù)支撐，指導(dǎo)茶葉生產(chǎn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、名優(yōu)化，最終在平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一銷售。這樣既幫助邊遠(yuǎn)地區(qū)茶農(nóng)有效脫貧，也有利于發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，培育特色茶產(chǎn)業(yè)。

4 結(jié)論與展望

構(gòu)建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了茶葉基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，通過各種增值服務(wù)（包含電商服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、金融服務(wù)等））幫助企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。平臺(tái)的最終全面實(shí)施將為整個(gè)農(nóng)業(yè)提供全面的信息服務(wù)，有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)的信息化、現(xiàn)代化，為全面推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

平臺(tái)建成后，核心示范應(yīng)用規(guī)模面積達(dá)10000畝以上，建立科技示范戶500戶，培訓(xùn)各類茶業(yè)應(yīng)用人員5000人次，一年內(nèi)吸引規(guī)?；铇I(yè)生產(chǎn)企業(yè)50家以上加入到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)中，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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