農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

李瀚文

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)是國家五大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)革命的必由之路。我國目前有日光溫室和塑料大棚百萬公頃以上，而且每年以10%-30%的速度增長，不難看出，我國農(nóng)業(yè)市場的潛在性和巨大性。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高產(chǎn)高效，農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)安全。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)園區(qū)通過進(jìn)行現(xiàn)代信息智能化農(nóng)業(yè)核心技術(shù)集成示范，不僅提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)還可以降低生產(chǎn)成本，從而增加農(nóng)民收入。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的特征是種養(yǎng)裝備化、經(jīng)營集約化、操作自動(dòng)化、作業(yè)數(shù)字化、物流智能化、技術(shù)集成化，需要現(xiàn)代智能技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的全面感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測、自動(dòng)操作、智能追溯。

二、項(xiàng)目建設(shè)背景

（一）現(xiàn)狀與差距

我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)階段生產(chǎn)方式落后，與美、歐等發(fā)達(dá)國家相比，存在產(chǎn)品產(chǎn)量不穩(wěn)、抗災(zāi)能力差、農(nóng)民付出多、經(jīng)濟(jì)收入低的現(xiàn)象?！翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”?？茖W(xué)技術(shù)改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)方式，能夠極大地提高生產(chǎn)效率。智能化發(fā)展是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

（二）發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)今是信息高度發(fā)達(dá)的時(shí)代，能夠及時(shí)了解市場供需關(guān)系，產(chǎn)品的格變化，對(duì)準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品需求起到關(guān)鍵作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化可以從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的時(shí)時(shí)傳輸與控制，可以有效的組織產(chǎn)生。更好實(shí)現(xiàn)高效的資源配置，提高了農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）建設(shè)的必要性

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)借助先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、決策分析技術(shù)、智能信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)的管理和經(jīng)營將從分散向集約化轉(zhuǎn)變，基于信息化、智能化的大平臺(tái)集約，數(shù)據(jù)的集中共享，是園區(qū)智能化管理系統(tǒng)的發(fā)展方向。

三、建設(shè)方案

1、平臺(tái)涵蓋內(nèi)容：環(huán)境數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)。平臺(tái)留有足夠的接口，做好以后擴(kuò)容的準(zhǔn)備。

2、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能：遠(yuǎn)程智能環(huán)境控制：實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的溫度、濕度、光照、二氧化碳等生產(chǎn)參數(shù)的精準(zhǔn)獲取，并通過自動(dòng)控制卷簾、風(fēng)口、內(nèi)外遮陽網(wǎng)等為作物創(chuàng)造最佳生長條件，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控：不僅可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物長勢(shì)的遠(yuǎn)程觀察，還可以實(shí)時(shí)進(jìn)行安防監(jiān)控、安防告警、遠(yuǎn)程監(jiān)控訪問等功能。

生產(chǎn)管理：包括生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、播種計(jì)劃，種植管理，收獲和加工管理。

建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)，將特色農(nóng)產(chǎn)品作為質(zhì)量安全監(jiān)測的重點(diǎn)，建成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。

決策管理：該系統(tǒng)可以提供相關(guān)的數(shù)據(jù)和趨勢(shì)圖，方便決策者和管理者進(jìn)行園區(qū)管理。

具體介紹如下：

（1）環(huán)境數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

首先構(gòu)建一個(gè)以無線局域網(wǎng)。主要由無線感知節(jié)點(diǎn)、智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備、控制柜及環(huán)境數(shù)據(jù)管理平臺(tái)軟件等三部分組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)諸如環(huán)境溫度、空氣相對(duì)濕度、光照強(qiáng)度、土壤濕度、土壤溫度、二氧化碳濃度等環(huán)境關(guān)鍵參數(shù)信息獲取，將數(shù)據(jù)通過無線局域網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳至綜合控制中心。綜合控制中心接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，控制中心將發(fā)布決策指令至指定無線溫室智能控制器，可自動(dòng)打開內(nèi)遮陽、內(nèi)保溫、外保溫等設(shè)備，對(duì)溫室的小氣候環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括園區(qū)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)及安防監(jiān)控系統(tǒng)。

安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控選擇安裝的攝像頭可拉伸、可旋轉(zhuǎn)變焦，能精確觀察到特定植株所發(fā)生的病蟲害及生長狀況，便于管理員進(jìn)行生產(chǎn)管理操作及對(duì)病蟲害組織專家會(huì)診。安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由紅外報(bào)警模塊、智能識(shí)別視頻監(jiān)控模塊、車輛出入管理系統(tǒng)模塊、倉庫管理系統(tǒng)模塊組成。

（3）農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)

幫助消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)全程追溯，包括產(chǎn)地環(huán)境、種苗選擇、農(nóng)資配給、植保檢疫、冷鏈運(yùn)輸?shù)龋谡麄€(gè)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、流通、銷售過程中，最大程度的提供產(chǎn)品信息的廣度、實(shí)現(xiàn)從土地到餐桌的無縫對(duì)接。

（4）決策管理功能

決策者利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對(duì)未來生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行預(yù)判，提前的做出決策，預(yù)防不利因素發(fā)生。

3、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用國際、國家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)、外部結(jié)合，在得到授權(quán)后，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的部分信息可以對(duì)外開放，實(shí)現(xiàn)適度的開放。在網(wǎng)線制作、結(jié)構(gòu)化布線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備協(xié)議支持等方面。采用開放的標(biāo)準(zhǔn)，方便后續(xù)維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)的了解和維護(hù)。

4、系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中部署病毒防護(hù)系統(tǒng)、防火墻隔離系統(tǒng)、入侵檢測、木馬查殺等系統(tǒng)、物理隔離系統(tǒng)等。并根據(jù)客戶的需求進(jìn)行相應(yīng)配置，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

四、結(jié)論

符合國家產(chǎn)業(yè)政策，符合我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及發(fā)展規(guī)劃。設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想正確，建設(shè)目標(biāo)明確。適應(yīng)了國家發(fā)展都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和科技需求，充分發(fā)揮了當(dāng)?shù)刈匀毁Y源優(yōu)勢(shì)和區(qū)位優(yōu)勢(shì)。具有顯著的社會(huì)、生態(tài)效益。有利于提升農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，依靠先進(jìn)農(nóng)業(yè)科技帶動(dòng)農(nóng)民增收致富。推動(dòng)農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展，可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)園區(qū)成本的降低和實(shí)現(xiàn)管理集約化和智能化、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量、增加自身收入。同時(shí)可為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品