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1、现代农业信息化物联网系统平台建设方案编制：审核：审批：20xx年XX月目录1建设背景32建设目标与原则42.1 建设目标42.2 建设原则43需求分析63.1 开发环境及相关需求分析63.2 目标与范围73.3 智能化农业测控信息系统平台设计73.3.1 技术架构73.3.2 业务结构设计74解决方案941总体架构94.2生产指挥调度中心104.2.1 系统概述104. 3草莓温室大棚智能测控管理系统124.1.1 系统概述124.1.2 系统架构134.1.3 系统模块说明14.3.3.1温室环境监测数据在线显示模块141.1 3.2温室环境预警模块14433.3 温室环境调控设备远程控制模
2、块15433.4 温室环境监测及调控设备管理模块15433.5 5视频监控模块16433.6 温室环境监测数据及预警事件查询统计、决策分析模块17433.7 .7人员权限管理、信息维护、预警值设置等系统后台模块174.4视频监控应用系统184.4.1 系统概述184.4.2 系统架构184.4.3 实时记录194.4.4 远程操控194.4.5 网络观看194.4.6 视频监控设备组成194.5农产品质量安全监管系统204.5手机APP监管系统265项目预算291建设背景智能农业信息测控服务平台技术能够广泛应用于农业生产、流通、消费以及农村社会、经济、管理等环节，产生巨大的社会、经济与生态效益
3、。实现农业生产经营从粗放式、经验性管理到精细化、科学化管理的快速转换、提高农产品的产量与品质、降低农业生产成本、保护农业环境，加快推进现代农业建设的必然选择，对促进农业增效、农民增收、农村稳定具有重大推动作用。通过建立农业生产基地信息测控平台，促进农业信息服务网络化、农业资源管理数字化、农业生产过程管理精准化、农业装备智能化打造信息化、智能化、可视化、灾害可控化、虫害可量化支撑产品可追溯化。2建设目标与原则1. 1建设目标根据草莓种植信息化及露天水果基础建设情况和具体的业务需求，建设符合草莓及露天水果种植流通销售实际情况的农业智能化信息服务平台。农业智能化信息服务平台具体建设内容为：统一一个管
4、理平台对以下系统管理：草莓种植环境管理、生产农事管理、草库及水果流通可追溯综合应用；同时可接入有关系统到新的管理平台，从而实现全方位对农业生产进行高效管理，精细作业。2. 2建设原则智能农业信息及可追溯服务平台的设计和建设，需要遵循以下一些原则：1、易用性原则易用性是指系统使用的方便程度。由于平台的面向管理者较多：上到政府主管部门，下到应用示范企业的工作人员以及消费者。使用者的行业知识水平、对智能农业信息测控服务平台系统的了解程度都大不相同。这就要求系统界面需要尽量简洁易懂，使系统使用者能够在短期内接受、了解、熟知并应用智能农业信息测控服务平台系统。2、经济实用性原则系统使用的经济实用性是指系
5、统使用成本经济，并且在使用功能上能够满足实际工作要求。在系统开发时，需要对系统进行合理规划，确保系统在满足用户的业务要求的同时.，以简单、方便、快捷、经济实用为目标，面向具体的工作应用需求。在系统使用技术上，使用成熟、经济的技术，而不是单纯考虑技术的先进性；在系统数据显示深度上，根据实际需要确定，而不是越深越好，应该注重实用性。3、稳定性原则系统稳定性是指系统保持正常运行的能力。由于系统一旦建立，将嵌入到试点企业的日常农业生产活动中。一旦系统出现不稳定的情况，将会对企业正常的生产活动造成很大的影响。因此平台和各个软件系统和配置的各类硬件设备必须安全、稳定、可靠。系统应该采用容错性设计，使得系统
6、局部出现问题不会影响到整个系统的使用。4、安全性原则系统安全性是指保护系统内重要机密信息不泄露，防御外部恶意攻击的能力。此系统设计时需要考虑使用多重的安全体系，对于数据的安全和保密应该进行相应的处理，提高系统对于恶意攻击的防护能力，并保证与其它应用系统或异构系统间数据传输的安全可靠和一致性，确保不会有非授权操作和意外的非正常的操作，保证系统数据的安全完整。5、可扩展升级原则可扩展升级是指系统在使用过程中、随着实际的需要进行进一步功能扩展或升级的能力。一是随着系统覆盖面的扩大，参与企业数量增加，系统在信息存储计算能力上的扩展升级；二是随着农业物联网技术要求的发展，此工程可能会承担更多的管理功能，
7、因此在系统功能上需要进一步扩展。数据量的增加和服务功能的扩展，都需要硬件和系统软件的升级或增加，为了保证用户的原有系统平台在系统升级过程中能够平滑过渡，就要求系统在最初设计时就考虑系统软硬件的可扩展性。成熟可靠采用工业级、高可靠、高密度传感器，数据测量更精确、更具权安袋便捷成性；无线传输，安装更便捷，随用随装。结构灵活基于B/S系统结构，无论在何处，只要能上网即可无需安装任何程空间自由序直接访问系统。功能强大实施状况、实时数据、设备状况等重要内容均配以图标显示并支图表分析持打印输出，保障资料传阅上报。丰富数据多层次监测数据管理，支持从分钟、小时、每天、每周、每月数管理功能据管理、编辑、导出和自
8、动生成曲线图功能视频监控系统接入远程网络摄像机，可远程视频查看现场情况，身在监控直观便捷中心，如临现场。3需求分析3.1开发环境及相关需求分析(1)开发环境要求1、PC端系统使用B/S架构，用户可以浏览器根据权限访问平台应用;2、手机APP基于AndrOid系统开发符合客户需求的应用端；3、基于成熟产品定制化开发；4、后台数据库采用国际知名厂商的主流MySQL数据库产品。(2)项目实际需求分析1、可单独运行，也可通过与其它系统的接口和其它系统集成使用；2、提供导入、导出系统数据的功能；3、支持远程WEB查询和APP端在线查询；4、可根据需要提供开发接口程序所需的源代码和数据结构。3.2目标与范
9、围根据草莓生产环境管理、流通可追溯信息化及基础建设情况和具体的业务需求，建设符合实际情况的农业智能化农业测控信息管理平台。具体建设内容为： 一个生产管理调度中心。 场景应用点：一座联栋的联栋薄膜温室、多个露天水果种植基地。 系统要求：统一一个生产管理平台对以下项目管理实现指挥决策、综合应用；环境数据监测、预警、数据查询、分析、统计汇总；视频监控、远程控制、错误报警、日常农事管理记录、草莓二维码生成追溯管理等功能。3. 3智能化农业测控信息系统平台设计33.1 技术架构该系统采用LAMP的分布式面向服务的企业级软件架构，这套架构技术先进、层次清晰、搭配合理、标准统一、应用成熟、开发路线明确，并具
10、有较高的扩展性和可伸缩性,其中PHP作为目前企业级开发最成熟和先进的企业级软件开发技术体系，已经成为事实上的工业标准；AJAX是用于提升浏览器客户端的用户体验和性能的一种开发技术，已经成为Web开发的一种重要手段；前台同时采用成熟的jQuer框架，解决了传统JS不能兼容各大浏览器的问题。后台还采用了thinkphp框架，帮助实现定时控制和智能控制。技术架构如图所示：-,i 6r:心*槌isM技术架构图33.2 业务结构设计系统由传感器节点、数据采集节点、控制节点箱、无线传输网络、系统平台等组成,每个采集节点集数据采集和自组网路由功能于一体，不仅能对本节点下的传感器采集到的数据进行转发和收集，并
11、可对其他节点转发来的数据进行中继传输，与其他节点写作完成一些特定任务。并通过数据采集器，经过网络传输网数据上传至平台（基于系统功能实现）。如图所示：系统感知层系统感知层位于智能化农业测控信息系统的最底层，是智能化农业测控信息系统应用的基础，是数据收集的信息源，由部署在草莓大棚现场各区域的传感器/视频节点组成，并通过数据采集器将各种环境参数数据通过网络上传至系统平台。网络传输层结合草莓基地现场情况，处在乡镇偏远的郊区，无线通信网络覆盖存在盲区，并且存在多数农场存在电源短缺、传感器部署分散等诸多问题，研究设计有效能量控制的数据收集与路由协议，采用自组网、低功耗的WSN无线传感网络，采用菱形网格划分
12、方式,首先把传感器区域分成一个个的菱形网格，然后将每个传感器节点布置在菱形网格的顶点上。保证在传感器区域实现完全无缝覆盖。支撑层支撑层主要是基于TOP应用软件平台，运行于PC端或PDA端，主要负责对汇聚节点传过来的数据进行处理，包括采集、分析、存入数据库、查询等。网络环境下不受单个节点失效、通信链路失效和节点移动影响的查询处理技术。基于该技术的查询处理算法,可满足实时性要求、具有动态可扩充能力的新型传感器数据库管理系统。TOP软件系统,融合基于虚拟机中间件、基于Agent的中间件和采用声明性语言的中间件的思想，Agent逻辑上由两部分代码组成：应用代码和分发代码。系统应用层系统应用层主要由面向
13、工厂化生产领域的软件、云计算中间件等组成，实现共性技术的数据处理与存储，用户可以通过Web网页的方式直观的展现给用户，主要负责对采集到的数据进行汇总、存储、展现、分析、查询等，实现对智能化在线生产管控。展现层在展现层中，将设备监控信息、设备采集信息的统计与分析、生产过程的统计分析、设备的使用状态统计等等管理员需要查看的数据，以及各种管理功能（如智能呼叫、智能广播、视频监控等）统一规划在展示平台上，提高管理效率。4解决方案4.1 总体架构总体架构采用标准的分层架构，以TOP中间件平台为基础，以农业物联网标准规范和信息安全保障体系为两翼，共同保证农业物联网生产管理平台的实施，一共包含三个部分的内容
14、：中心：通过互联网将基地物联网应用的数据传输到管理中心进行统一展示；气象环境应用场景：草莓薄膜温室、露天水果基地病虫害监测应用场景：露天水果基地视频监测；草莓薄膜温室、露天水果基地草莓、水果追溯：从物资到生产到采摘销售全产业链系统对接：根据用户需求开发配套系统及数据库也可接入凯里市农业局已有系统4.2 生产指挥调度中心生产管理调度中心，可以为草莓及水果基地生产提供高效及时的服务和指导，根据基地实际情况配置符合生产管理，市场展示；如利用物联网传感技术指导农业生产、利用视频监控技术为农户提供农技培训和生产管理帮助农民增产、利用互联网技术为农民搭建营销网络帮助农民增收、利用汇总的监测到的农业生产数据
15、对农业生产病虫害进行远程会商指导等等，建设生产指挥调度中心将给农业生产带来全方位的服务提升。4.2.1系统概述从草寿及水果生产服务角度出发，将整个测控平台的服务监管及生产应用建设集中进行统一展现、统一调度、统一集成，建成“中心-基地”模式架构，管理调度中心统一展示出所有种植基地的信息系统，形成集中化展现，各区域也可自主进行系统管理和操作；中心服务包含：1）统一监测展示与信息综合服务平台对各个应用试点的生产现场的生产情况、环境数据/视频数据提供一个统一的展示平台，可以使管理决策者在指挥中心充分掌握农业生产的即时数据，为农业决策提供辅助。2）草莓追溯通过人为干预系统形成的各项农事活动数据，气象数据
16、，视频数据，投入品品数据,草莓生长期的指标数据，各项检查指标数据（无公害/绿色农产品）形成草莓集生产管理面向消费者的可数据化，视频化的全产业追溯应用。3）手机APP管理系统搭建统一的移动终端生产监控及管理几追溯系统，实现远程和移动统一标准管理、统一决策生产、统一指导服务。4.3草莓温室大棚智能测控管理系统43.1 系统概述温室环境监测和控制，基于物联网、传感、自动控制和新型网络传输等技术，为用户提供智能、便捷、可视化的种植管控软硬件一体化服务。玻璃温室智能测控生产管控解决方案分为五大模块：监测模块、传输模块、控制模块、视频监控模块和软件管理模块。如下图所示。f AB 监测模块该模块主要包含各种
17、传感监测设备，如空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等，监测模块能够实现对草莓大棚生长环境的连续不间断在线监测。 传输模块传输模块包括各种传输技术，系统支持GPRS传输、WIFl无线传输、3G/4G传输及ZigbCC传输，在不同场合选择不同传输技术，提高效率，节省成本。 控制模块控制模块实现对其他设备的启动和关闭，当环境监测出现异常时，控制模块一方面可以通过设置自动启动设备，另一方面可以将信息传输给电脑控制端，通过PC客户端发布控制命令，启动设备。 视频监控模块对整个草隹联栋大棚生产区建设视频监控，对草莓的生长过程进行有效的监控，对人员进行
18、实时观察录相或在以后的时间内方便调出图像取证；对采摘活动的不文明行为及时制止。同时可对监控系统远程进行浏览、实时的监看以及网上发布操作。 软件管理模块软件管理模块能够实现所有传感设备的检测信息可视化显示，能够对报警事件进行管理，实现设备的控制。相关设备配备为：本系统主要应用在智能温室生产常规六参数（空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳、光照、土壤温度、土壤湿度）、传感器智能采集终端、高清网络球机相关设备和系统软件。432系统架构.3G月络,WiFi网塔J温室测控应用架构图433系统模块说明.3.3.1温室环境监测数据在线显示模块该模块能够将空气温湿度、土壤传感器、二氧化碳、光照采集、传输而
19、来的实时空气温湿度、土壤传感器、二氧化碳、光照采集、等环境监测数据在系统中进行可视化显3智慧农业云平台 9* *SK4RTe 20te020) IKS43.3.2 温室环境预警模块当空气温度、空气湿度、等环境监测数据超过设定的预警值时，系统自动预警，生成预警事件，提示管理人员或工作人员进行管理和控制。该模块还可对系统产生的各个环境预警事件进行详细记录，便于事后查询和对工作人员工作质量进行跟踪监督。Ss4愫粒禽43.3.3 温室环境调控设备远程控制模块该功能模块采用智能化远程控制设计，温室环境调控设备远程控制分为无人值守自动控制、人工控制两种模式。当设定为无人值守自动控制模式时，若系统根据实时环
20、境情况产生环境预警事件，系统将自动发出后台指令，远程将温室内的风机、湿帘、卷帘等环境调控设备按照预先设定自动、智能、有序、依次开启，对温室进行排风、进水、遮阳等环境调控作业，当温室内的环境数据回到正常区间范围内，温室内风机、湿帘、卷帘等环境调控设备就会自动关闭。当设定为人工控制模式时，则由管理或工作人员根据实际需要通过系统远程控制（开/关）温室内风机、湿帘、喷灌、滴灌等环境调控设备，适时调节温室内空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度，使作物有个适应的生长环境。正反转&击Rr就余典中才长RH RRSff 毋较我FJ长 出* 妆瞭停最尢?I取.运行何景陵开状RttaSH 5 . W oo %：. 匚。
21、43.3.4 温室环境监测及调控设备管理模块该模块实现对空气温湿度传感器、二氧化碳传感器、等环境监测设备以及温室内风机、湿帘等环境调控设备的工作、运行状态进行定时自动或手动远程巡检，对设备的工作、运行状态进行统计管理，用于记录和查询每个设备的工作状态情况（正常/故障/损坏）、工作年限、检修、保养信息。(D()()(?)(Z)43.3.5 视频监控模块对草莓温室整个生产区建设视频监控，对作物的生长过程进行有效的监控，对牧场的人员进行实时观察录相或在以后的时间内方便调出图像取证；对非法入侵的行为及时制止。同时可对监控系统远程进行浏览、实时的监看操作。视频监控系统组成组成部分功能概述视频采集系统信号
22、传输系统视频采集系统主要由各观测点的摄像机组成，主要完成视频图像信号采 集。主要实现对每个采集点的视频采集。按照摄像机是否能移动等要求配置云 台装置，主耍可实现较广泛区域的监视。在本系统中信号传输系统主要包括电源信号的传输、视频信号的传输和控 制信号的传输线路三部分组成。本项目建设中，根据施工现场的实际情况，使用无线传输的方案来建设信号传输系统。将视频监控系统进行整合，使管理人员可以对生产区域进行生产实时监视频远程访问控、消费者也可以通过远程访问视频系统，为管理人员和消费者提供查看和监管农场生产环境的平台，可以进行农场基础信息查询、生产区环境视频监控。视频处理系统主要完成对视频信号的数字化处理
23、、图像信号的显示、图像视频处理系统信号的存储、及图像信号的远程传输。本系统中采用高容量硬盘录像及远程传输系统实现对所有采集点的坨示、录像和回放以及远程浏览。笳【温室环境谢曦据及预警事件查询统讦T快锭分析模块该模块提供温室空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光照等环境监测数据的历史数据查询功能。提供温室环境预警事件信息的查询功能。将温室内空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度等环境监测数据以及环境预警事件信息以图表形式或曲线图形式形成统计报表，支持管理人员做出适当的作物生长管理、分析与决策。HMXMCCX()二,牝浓度(PPI)(Klus)土湿度()flietft/*液电耳士电号O12/U/O
24、612:11:161T.1042.9049.0012.6014.0020.000000l2tl0613:11:1620.IO99.W449.0011.8115.0020.20000O1211O614:11:1621.1049.50449.009.20!?.3023.TO000012/11/0615:11:1620.2051.10449.005.7516.9022.00000012/11/0616:11:1618.3060.10449.00X3616.50HoO000012/U/0617:11:1614.?0T0.1049.000.1015.5021.TO000OI211O618:11:1612
25、.9090.009.00014.3021.300000l2ll0Idilliie12.0092809.00013.4021.SO000012/11/0620:11:1611.60M.30449.00012.6021.60000012il02llltl611.2095.40449.00012.0021.00000012/11/0622:11:1610.TO95.90449.00011.5021.20000012/11/0623:11:1610.0095.80449.00010.9021.10000012/H/0700:11:169.405.40449.00010.3021.20000012/11
26、/0701:11:168.9095.TO-60cm、-80Cm的土壤深度监测土壤温度和水分），气象墙情综合站会定时将监测到的气象数据通过无线网络（GPRS或3G）发送到监测平台或者管理人员的手机上，指导生产。1、可定时或实时自动采集相应参数，采集间隔可灵活设定；2、具有现场或远程编程能力，设备参数可通过手机短信指令设置、路径可改变、数据可读取；3、具有遥测和远程控制功能，设备可接收来自上级平台的指令，根据指令进行数据传输或输出开关控制信号；4、采用无线（GPRS/3G）,使用灵活；5、采用低功耗设备，在连续阴雨条件下也能使用15天；6、设备安装牢固，防雷、防盗措施到位，在设备周围安装防护栏杆。
27、苗情逼像头野外长Ia果各环康号数NL-GPRSI带督理云平台,无坨身在 何处只要上网均可通过 网员或手机查看实时数据手KlAPPGIS首页展示在地图中选择需要查看的某一个站点，点击可查看具本站点内的监测数据虫情监测可实时查看虫情监测图片，历史数据，病虫统计，报警信息，以及远程设置设备参数。可以远程实时拍取现场虫害情况。2017-03-15 20力8:56需飞&成虫OSe(iXtS)2017-03-15 21:08:56福飞虱或 OSk【田用2017-03-15 1909:032017-03-15 06:11:59再飞JR 3 0.“.代(82017-03-15 0522:32 出(WC 201
28、7-03-15 04:22:311So-pefi2017-03-15 03:22:31SO.的坳2017)3-15 0X231 OA 一2017-03-15 01:22:35懵飞至a o*坨82017-03-15 0022:35飞虱或生o:洋里报表统计可对各站点、各地区的病害和虫害进行统计与对比，以各种K线、GIS热力地图渲染图形方式展示，让管理人员直观分析各地区的墙情、病虫害情况发展趋势，及时采取应对措施。发生防治百积对比分析 M&田刚Ul30：评榜“.最近15H科纵卷H俣田间嫌黄专题分析100 SiM BKlifeR75父谕50头325 头 Hl。央g60失S40 jk20 4/。矢S各地
29、区各种病虫害历史分析图表监测站点管理本系统可对各站点的安装位置、安装时间、工作状态进行综合管理，如果某站点发生故障或被盗，系统会发出提示，管理员可以及时发现故障站点的位置，故障情况，并采取措施。远程通过internet网络监测相关信息（虫情数据、灾情、苗情、环境信息与管理信息），同时可以参与设备控制。利用手机短信或信件形式定制查看相关信息。4.6 园区高清显示终端草莓园种植基地入口设计规划安装一套2.5m*4m约10平方的P8室外全彩高清显示器对所有园区的实时数据，实时视频，农产品追溯实时展示；4.7 农产品质量安全监管系统按照草莓及水果种植和销售模式全产业链建立各质量安全监管，安全追溯系统将
30、实现基地资质管理、安全档案采集与管理、检测数据采集与分析、统计分析与安全预警管理、溯源监管和信息服务等主要功能。承担了农业局的监管，又承担生产企业、基地、产品信息的推介和引荐。做到在政府积极监管的大环境下，企业、基地、消费者能够在一个完整的平台中找到各自所需的信息。展示了监管平台对企业、基地的推介内容，每个企业、基地都有机会在平台中展示自己的风采和产品，做好政府宣传和推广工作。（如图）fi94K9m5O.HffW100fWHF三:可机SMMtIl75.1LO-13的.哼0a0%9W2Q7).B三29gIffiO2。M2O3一1Uo.127e.ftt8im0.事320QF*K55Bmg.并“0.
31、W.H.0Wt.W.MBNf.黄整卜ILlR1?5HKMM片M.?三eMBMMUA.6.MlQ-UH今*08-gSttl5*P4.*JkXFlWHNflS*那l2uMHdtC寸ST：M3亚。喜13Zad箝比SttiWM公民tt*5D定制化的农产品的品种发布品林产堆-取信库粕上5分MrrS10.6XmMM m *H11农产品生长过程的档案建立市场反慢品W国数幅蛔格ECRff2015X)2.122015-06.16农事活动管理生产全过程视频查看4.5手机APP监管系统本系统基于Android或其它系统开发。1）草莓大棚数据监测基本管理：主要包括实时环境信息、基地生产概况及相关预警的管理，通过对各基
32、地进行的全面信息化管理，提高管理水平2）生产计划管理（定制）：依据市场需求信息制定生产计划，通过各类计划管理确保适时生产和供需匹配，指导生产合理布局，提高农业生产资料的利用效率和农业生产力。3）过程管理：通过规范成长流程，及时记录成长过程中的数据，有利于监管过程，保证农产品的质量和产量，减少农资浪费，通过过程数据积累分析掌握农资使用与品质和产量的关系，使工艺流程得到不断优化，同时保证采集真实的生产数据，保障溯源信息准确可靠。4）视频监控：通过手机3G/4G/WIFI网络，开启手机客户端视频监控，可以在远程对基地生产的实时情况做完整动态了解。5）草莓追溯：通过APP实现销售完成的草莓进入逆向追溯
33、（含：农事活动、品种信息、成长过程、检测报告等）如图：315Iux9-6-2916星期三13:40:87I视频信息设品名称:球机2顼璃大设备类型：NVR大棚监控综合地块光照强度MWI3:308空气湿度201X)2021130.WVA土塌水分201W2C2131308茎杆增长1201M)20213300074.6%RH30.6%904mm墉情气象监测,茎杆增长2898mm201M)20213:3040八土埸温度0414.0C5项目预算序号名称建设内容单价（元）I8总投资（元）4农业局管理中心控制主机11200111200千兆交换机8501850显示器110022200操作控制机柜65001650
34、0中心展示大屏含安装支架、矩阵，VGA线15000460000农业基地信息化管理平台管理草莓温室基地和所有果园基地的物联网数据，视频，农产品追溯以及农事活动管理；1350001135000网络配套不小于20兆宽带或专线光纤客户配套小计215750二园区露天高清全彩显示屏P8全彩显示屏约10平方(2.5m*4m)室外防水全彩显示屏，显示园区信息化数据及视频信息，含安装立柱、边框、辅料、线材95000195000功能电脑650016500视频解码器350013500小计105000二2个草莓温室基地基地网络配套不低于10兆宽带/光纤客户配套安装辅料含线材、管道，插线板、交换机、水晶头、高清线200024000草莓环境检测控制系统3组空气温度传感器、湿度传感器1450687003组土壤温度、土壤湿度传感器26806160801组二氧化碳、光照传感器365027300传感器接入控制器集中接收传感
