智慧农业解决方案
智慧农业
规
划
设
计
西安信息科技有限公司
2017年8月
智慧农业规划设计
第一章基本概况
企业本身还在智慧政务、城市、交通、农业、物流等产业规划和行业应用有着丰富的经验和产品。企业在云计算、大数据和互联网金融等方面也有着长远的布局，做为一个在陕西本地的互联网企业积极响应国家和政府的号召，利用自身的技术、市场和资源等优势服务政府、服务三农。与政府共同探索具有地域特色和优势的“互联网+精细化产业农业”和“互联网+小镇”的双赢模式。
依托各级政府的支持领导，结合企业各项资源，建设以智慧农业平台为基础，发展集种植、供应链和销售一体产业模式，对带动本地农业经济和配套产业有着积极的意义。
一、智慧农业解决能力展示
智慧农业解决方案
1、农业物联网：物联网应用点进行集中展示和统一管控，实时掌握物联网的建设情况。
2、生态循环：对农业环境监控点进行不间断的进行实时监控、可视化管理和集中展示，掌握生态环境情况，实现异常预警。
3、农业产业化：整合并分析各特色和优势产业的分布、经营主体数量、全产业链年产值等产业数据，反映农业现代化整体水平。
4、种植业管理：主导产业的种植总面积、总产量、产业分布、市场行情、经营主体等整体发展状况和植物保护情况进行全方位分析和展示。
5、质量安全：将农业生产主体、农资经营的正向监管和逆向溯源。
6、农村经营：整合全省农村基层组织、人口、收益、负债、土地流转、专业合作社数据，直观地展示农村的过去、现状和趋势。
7、农业机械管理：整合农机相关业务和数据，为农机调度和决策管理提供科学依据。
8、畜牧业管理：整合全省畜牧生产、流通、屠宰加工和无害化处理等业务系统，实现畜牧业的资源整合、数据共享和业务协同。
9、应急预警：采用物联网技术，实时了解灾害或疫情发生情况和影响范围，实现灾变预警和应急处置。
10、农技推广政务管理：通过公共服务中心、科技示范基地、农技专家等数据，反映农技推广体系建设情况。
第二章设计依据
本次规划设计遵循以下规范标准：
1、《中华人民共和国食品安全法》主席令第二十一号令；
2、《中华人民共和国农产品质量安全法》主席令第四十九号令；
3、《中共中央国务院关于2009 年促进农业稳定发展农民持续增收的若干意见》 (2009 年中央1 号文件)；
4、《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步穷实农业农村发展
基础的若干意见》 (2010 年中央1 号文件)；
5、中共中央、国务院印发《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供
给保障能力的若干意见》 (2012 年中央1 号文件)；
6、《中共中央国务院关于加快发展现代农业，进一步增强农村发展活力的若干意见》 (2013 年中央1 号文件)；
7、《关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》(2014 年中央1 号文件)；
8、《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》(2015 年中央1 号文件)；
9、《中共中央国务院关于落实发展新理念加快农业现代化实现全面小康目标的若干意见》（2016 年中央1 号文件）；
10、《国务院关于加强食品安全工作的决定》 (国发[2012]20 号)；
11、《全国现代农业发展规划( 2011-2015 年) 》 (国发[2012]4 号)；
12、《关于统筹推进新一轮"菜篮子"工程建设的意见》 (国办发[2010]18 号)；
13、《国务院办公厅关于印发国家食品安全监管体系"十二五"规划的通知》
(国办发[2012]36 号)；
14、《国务院办公厅关于加强农产品质量安全监管工作的通知》(国办发[2013]106 号)；
15、《国家信息化领导小组关于推动国家政务网络技术的意见》(中办发
[2006]18 号)；
16、《全国蔬菜产业发展规划》 (发改农经[2012]49 号〕；
17、《国家发展改革委关于国家农产品质量安全追溯管理信息平台建设项目可行性研究报告的批复》 (发改农经【2015) 625 号)；
18、《国家电子政务工程建设项目管理暂行办法》 (国家发改委第55 号令)；
19、《畜禽标识和养殖档案管理办法》农业部令第67号；
20、《农产品包装和标识管理办法》农业部令第70号；
21、《农业部关于加强农产品质量安全全程监管的意见》农质发[2014]1号；
22、《全国农业和农村经济发展第十二个五年规划》 (农计发
[2011]9 号)；
23、《全国农产品质量安全检验检测体系建设规划(2011-2015 年) 》 (农计发[2012]34 号)；
24、《"十二五"农产品质量安全追溯体系建设规划》；
25、《农产品质量安全追溯操作规程通则》NY/T 1761-2009；
26、《农业部关于推进农业农村大数据发展的实施意见》
第三章本次智慧农业设计的思路
以无线网络覆盖和农业数据云平台为基础，遵循国际、国内现有标准体系，利用信息化技术，打造示范基地的物联网大数据云平台；结合智慧农业平台搭建种植环境监控系统、农业生产管理系统，实现种苗育种，品种试验栽培的生产数据、物联网数据的采集，通过相关数据的统计分析，为农户提供生产指导支撑，并通过基地的示范效应实现新品种种植的数字化、标准化、科学化、智能化的生产管理；结合地理信息系统和监控系统生动直观地呈现基地内不同品种种植单元的布局概况、物联网监控信息、预警提醒、历史统计和安全溯源等信息统计的结果。辅以大屏展示系统为政府搭建对内监管和对外培训系统、宣传的良好载体；
充分利用政府和企业的其他的优势资源与平台，分阶段完善基地休闲观光旅游小镇，开展现代创意农业技术、高效生产技术的展示示范基地，在农器械、农资和产品等多方面尝试供应链金融服务，综合解决农业发展中的技术和资金等疑难问题。
1.增强产品附加值，带动民众增收
农业是经济发展的重要基础产业，也是典型的弱质产业，更是具有巨大潜力的优势企业。挑战传统农业，建设现代农业，立足特殊的区域气候条件，积极破解瓶颈制约因素，大力推进现代种植业发展，是农业农村发展的必然选择。除了在农业生产上调整外，拓宽农特产品的销售渠道就变得尤为重要。通过农产品可视化溯源平台的搭建和专属电商平台的搭建，一是大力实施原生态农产品网络营销和品牌带动，二则将食品溯源纳入全流通环节中并打造专属的安全品牌，把绿色原生态农产品摆上全国各地老百姓的餐桌。这种销售方式可以使农产品在原来的市场基础上增加产品经济附加值，帮助农民增加收入，带动经济增长。
2.加强农产品品牌文化建设
种植业可谓是经济命脉，不仅种植面积广，而且种植品种优良，深受当地民众的喜爱，通过智慧农业应用提升品牌。
3.带动当地周边产业发展
在互联网加速发展的今天，互联网强大的作用还没真正的发挥出来。从现在很火的营销模式来看，采用产品出售附带营销效果不仅节约成本，并能长期充斥于市场，在产品包装上张贴定制标签，消费者购买产品扫码后会展示当地休闲农业作物生长环境、农庄生态环境、风土人情等，这样对于消费者而言，将农产品的种植环境展现在消费者们面前，更能增添消费者对于好奇及好感度，后期当农产品的休闲农业及休闲农庄大力发展的时候，农产品可视化溯源平台的前期推广为发展注入了活力及市场认知度，消费者更愿到农产品实地考察、实
地玩赏，带动当地休闲农业、休闲农庄发展。
4.有效改善农业生态环境
传统的农业生产，很多是以破坏环境来换取粮食产量的提升的，而现在实施智慧农业物联网解决方案，可以有效改善农业生态环境。通过对其物质交换和能量循环关系进行系统、精密运算，保障农业生产的生态环境在可承受范围内，比如定量施肥不会造成土壤板结，反而能培肥地力等，促进作物的生长，使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。
5.显著提高农业生产经营效率
解决方案基于精准的农业传感器进行实时监测，利用云计算、数据挖掘等技术进行多层次分析，并将分析指令与各种控制设备进行联动完成农业生产、管理，显著提高农业生产经营效率。
6.解决了农业劳动力日益紧缺的问题
目前农业劳动力不足是农业生产中面临的一个主要问题之一，通过解决方案，可以实现一个人管理多个大棚，一个人开展大面积的土壤施肥和灌溉，因此有效解决了农业劳动力日益紧缺的问题，同时也实现了农业生产高度规模化、集约化、工厂化。
7.彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构
解决方案改变了过去生产者单纯依靠经验进行农业生产经营的
模式，彻底转变了农业生产者和消费者对传统农业落后、科技含量低的观念。
第四章本次设计具体建设目标
1、基础网络的建设和无线网络的覆盖，构建信息通道。
2、技术设施系统：建设数据中心、培训展示中心，农产品生长、病虫害大数据中心。数据中心由云存储服务的方式建设。
3、建设智慧农业物联网系统：采集种植基地内环境气象数据，如温度、湿度、土壤水份、土壤温度、光照强度、风速、风向、雨量、视频等环境生产数据。
4、建设农产品溯源系统：实现种植区域生产信息（播种、施肥、施药、除草、采摘等）的实时数据采集及实时视频采集，为信息化管理和源头追溯提供实时数据化、可视化的支撑。
5、建设监测培训展示中心：在办公场所建设展示中心，用于视频监控、企业培训、宣传展示和远程农业专家的指导，通过建设拼接显示，无纸化会议等系统实现。
6、水肥一体化自动滴管、微喷灌溉系统和智能大棚（田）的应用
第五章智慧农业子系统介绍
（一）无线小镇网络覆盖
网络、交通、特色产业作为“智慧农业及互联网+小镇”同时也是智慧农业的基本要素。科技在基础网络资源运营和建设有着天然的优势也是公司在城市、城镇智慧化建设中布局的基础业务。公司在城域网、驻地网建设，区域无线覆盖等设计和建设业务也有着丰富的经验。支持微信认证，可通过微信号、二维码关注订阅号、服务号，登
陆。支持身份证认证，通过搭建认证服务系统，用户刷身份证即可接入网络。
本次无线小镇的设计包括两个方面：
1. 城镇居住区域无线覆盖
具体到城镇区域内的覆盖模式可以根据勘测和设计情况参考一下两种模式：
2. 特色产业大田、大棚（田）种植区域无线覆盖
（二）数据中心
数据中心的建设是为了解决各子系统间信息共享，实现系统之间的数据交换与数据共享，促进农业信息系统的发展。具体目标如下：建立数据中心的系统平台。完成相应的应用软件和数据管理系统建设，实现数据的交换、保存、更新、共享、备份、分发和存证等功能，并扩展容灾、备份、挖掘、分析等功能。构建智慧农业信息系统统一支撑的云计算平台海量数据存储中心。
云计算平台采用了具有动态架构的云计算操作系统，保证信息化的先进性、安全性、开放性、兼容性、共享性、可升级及扩充性，可确保系统实施和日后服务的效率和弹性。除以上提到的基本特色之外云计算平台还具备如下优点：
?简化管理
云计算平台物理设施的复杂度降低，能够最低限度的减少物理资源的直接调度，使维护管理的难度和成本大大降低。
?高效复用
使得物理资源可以按需调度，物理资源得以最大限度的重用，减少建设成本，提高使用效率。即能够实现总硬件资源占用量降低了，而每个业务得到的服务反而更有充分的资源保证了。
?绿色环保
节能降耗，最大限度节省电力消耗。
?数据保护
实现高级别的数据备份及恢复机制，针对高级应用则采用更高级别的数据保护机制。
建设内容
拟建农业数据存储中心及云计算服务平台。构建统一智慧农业数据中心，以服务的模式提供虚拟硬件资源，将基础设施资源（计算、存储、网络带宽等）进行虚拟化和池化管理，便于实现资源的动态分
配、再分配和回收。提高设备利用率，降低投资成本，采用云技术统一为智慧农业提供平台支撑服务。
（三）精致化种植环境监测系统
系统主要包含两部分功能:
1. 设施大棚（田）视频监测系统
主要是对各大棚（田）进行视频图像监测，一方面满足日常的大棚（田）监控需要，另一方面能够对接远程专家指挥系统，专家可实时在线查看大棚（田）蔬菜的长势及病虫害情况，进行远程诊断决策。通过旋转球机的角度，可查看大棚（田）内各区域的蔬菜长势，可查询历史存储的视频信息。
2. 作物生产综合环境监测管理系统
主要对各大棚（田）的多个环境参数进行传感器实时监测，并且对这些数据参数进行分析、预警，通过系统消息、手机短信等方式通知工作人员进行手动控制大棚（田）的自动化设备，或者通过在系统里设置自动化调节阈值，超过此阈值，将自动触发自动化设备进行相应调节，如: 超过设置的大棚（田）温度最高阈值，系统将自动启动风机进行通风降温。
种植环境数据监测：
信息系统对设施蔬菜大棚（田）采集到的蔬菜种植传感器数据进行汇总和分析，信息系统对现场实时采集的温室内空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、日照数参数进行分析处理，并以直观的图表和曲线的方式显示给用户。
种植预警：
通过在系统中设置各种传感器数据的阈值，如大棚（田）温度阈值，超过设置的阈值进行预警，并把预警信息通过短信、邮件等渠道发送给用户，同时现在还有声光报警。
种植视频监控：
在系统中可以实时查看大棚（田）的视频监控图像，通过手机APP可以控制高清球形摄像头旋转，拍摄多角度视频图像。
设备管理：
通过该信息系统，可查看当前所有自动化设备的运行状态，并可以进行远程自动化控制和管理。点击系统按钮、操作鼠标实现对种植设备的远程自动化控制，如打开风机通风降温、打开卷帘遮阳、打开保温膜、控制水肥一体机的工作等。
数据查询：
可查看大棚（田）的实时种植数据信息，包括大棚（田）编号、种植品种、空气温湿度、光照强度、土壤温湿度、日照数情况，可通过选择大棚（田）的名称、种植蔬菜的品种等进行数据查询筛选。
种植分析：
对获得的种植数据进行对比分析，对比相同作物，各大棚（田）的长势及生长情况(视频图像对比)、分析种植环境因素对蔬菜的长势和产量的影响，形成科学化、低成本种植，提高蔬菜的产量和品质。
统计汇总：
通过报表形式，根据不同的大棚（田）、不同的种植品种、不同的环境参数等多个维度对种植相关数据进行统计和导出 Excel。
系统包含了农业生产相关环境物联网数据，如大气温湿度、太阳光照、风力风向、视频信号采集采集。农业种养殖企业物联网数据通过无线采集和传输，不需人为干预。采集的物联网数据可以在PC端系统实时查看，也可以在手机端或Web端通过APP查看，很好的适应农业生产需要。
通过软件二次开发，将传感器采集的数据与视频数据在监控系统平台中融合，同时显示在大门入口处和视频画面中。具体功能描述如下：
?大气温湿度：通过传感器获取生产地块大气温度和大气湿度数据。
?太阳光照强度：通过传感器获取生产地块太阳光照强度数据。
?风力风向：通过传感器获取风力风向数据。
?视频信号采集：通过红外网络智能摄像机获取生产单元视频信号，并传递到存储器和播放终端。
物联网安装部署和信息展现示意图：
PC端物联网信息展现：
移动端物联网信息展现：
传感器和监控设备展示：