中國聯(lián)通江蘇省分公司 董明

感知農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精準農(nóng)業(yè)管控追溯項目介紹

中國聯(lián)通江蘇省分公司 董明

近年來，我國進入食品安全事件頻發(fā)期,“問題食品”之多，涉及范圍之廣，造成惡果之重，已到了令人談“食”色變的地步。如何找到有效的跟蹤、管理、追溯與評估方法保證安全，是中國目前在食品安全問題上急待解決的重要課題。鑒于此，江蘇聯(lián)通聯(lián)合無錫大來互動網(wǎng)絡有限公司，與無錫市某生態(tài)農(nóng)莊發(fā)展有限公司三方聯(lián)手打造針對有機農(nóng)產(chǎn)品（蔬菜）的智能信息化項目。

物聯(lián)網(wǎng)；食品追溯；農(nóng)業(yè)

項目背景

近年來，我國進入食品安全事件頻發(fā)期。食品安全問題被列為中國商業(yè)十大熱點問題之一?！皢栴}食品”之多，涉及范圍之廣，造成惡果之重，已到了令人談“食”色變的地步。明天我們還能吃什么？如何找到有效的跟蹤、管理、追溯與評估方法保證安全，是中國目前在食品安全問題上急待解決的重要課題。

鑒于此，在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)發(fā)展的大環(huán)境下，江蘇聯(lián)通聯(lián)合無錫大來互動網(wǎng)絡有限公司，與無錫市某生態(tài)農(nóng)莊發(fā)展有限公司簽訂了投資額超千萬元的項目協(xié)議，三方聯(lián)手打造我省首個針對有機農(nóng)產(chǎn)品（蔬菜）的智能信息化項目。

項目實現(xiàn)方案

1、項目介紹

感知農(nóng)業(yè)——物聯(lián)網(wǎng)精準農(nóng)業(yè)管控系統(tǒng)通過現(xiàn)代傳感技術及通信技術對有機蔬菜從來源、生產(chǎn)、檢測體系及現(xiàn)代物流等環(huán)節(jié)進行全過程可視數(shù)字化管理，并為消費者提供全過程可視追溯查詢平臺，通過對種植不同品種農(nóng)作物的農(nóng)業(yè)設施大棚部署基于無線智能傳感網(wǎng)絡而開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)終端，系統(tǒng)可全面自動采集農(nóng)作物生長環(huán)境信息，透過傳感器網(wǎng)絡將實時數(shù)據(jù)連接到通訊模塊，并通過聯(lián)通公司2G/3G無線傳輸發(fā)送至智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)平臺；從而實現(xiàn)對設施大棚通風系統(tǒng)、內(nèi)外遮陽系統(tǒng)、濕簾水泵、滴灌噴淋等設備進行遠程操控；也可以通過智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)平臺將監(jiān)測結果和控制設備實現(xiàn)聯(lián)動，用戶只需要輸入相關農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)即可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)設施大棚農(nóng)作物生長環(huán)境的全自動控制，為設施大棚內(nèi)所種植的農(nóng)作物提供最佳的生長環(huán)境、實現(xiàn)增產(chǎn)增效；智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)平臺可以實現(xiàn)界面提示、聲音告警和短信聯(lián)動報警等多方面提醒方式，確保工作人員在第一時間收到相關告警信息，使之響應速度達到最高。相關農(nóng)業(yè)科技人員及涉農(nóng)科研院所根據(jù)各自職責分工，將被授予不同的管理和查看權限，根據(jù)各自系統(tǒng)登錄賬號，可以隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)或聯(lián)通智能終端方式登錄系統(tǒng)平臺，實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)設施大棚內(nèi)相關傳感器動態(tài)信息、監(jiān)控視頻信息、進行遠程技術指導、農(nóng)產(chǎn)品生長數(shù)據(jù)模型庫建立、農(nóng)產(chǎn)品生長數(shù)據(jù)調(diào)用查詢、農(nóng)產(chǎn)品食品安全級生產(chǎn)過程全程溯源等功能。對江蘇省內(nèi)或者其他地區(qū)相關物流企業(yè)或個人開通網(wǎng)上信息發(fā)布平臺和有授權的查詢功能，使其可以快速便捷的在物聯(lián)網(wǎng)精準農(nóng)業(yè)管控系統(tǒng)查找第三方物流信息，使其能保證將農(nóng)作物24小時內(nèi)送至貨主手中。

2、網(wǎng)絡架構圖

3、系統(tǒng)功能：

（1）、RFID電子標簽

在蔬菜身上安裝電子標簽，并代表該蔬菜的ID代碼。當蔬菜進入RFID固定式閱讀器的識別范圍，或者工作人員拿著手持式閱讀器靠近蔬菜時，閱讀器就會自動將蔬菜的數(shù)據(jù)信息識別出來。如果將閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)示范應用平臺，便可以實現(xiàn)對蔬菜的跟蹤。通過使用RFID等無線技術的管理監(jiān)測設備自動記錄影像與土壤酸堿度、溫濕度、日照量乃至風速、雨量等微氣象，詳細記錄農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成長記錄。采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中被監(jiān)測對象的信息并發(fā)送給觀察者。

（3）、智能溫室控制

智能溫室控制主要是根據(jù)外界環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光照以及風速、風向、雨量等氣候因素，來控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風、光照，創(chuàng)造出適合作物生長的最佳環(huán)境，同時還需對影響作物生長的各種營養(yǎng)元素進行動態(tài)的配方管理。在這種控制中，溫度、濕度、二氧化碳含量、光照等被控量之間存在著強烈的相互關系，某個被控量的改變，會影響到其他被控量的變化。

（2）、無線傳感器節(jié)點（WSN）

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中。人們獲取農(nóng)田信息的方式都很有限，主要是通過人工測量，獲取過程需要消耗大量的人力，而通過使用無線傳感器網(wǎng)絡可以有效降低人力消耗和對農(nóng)田環(huán)境的影響，獲取精確的作物環(huán)境和作物信息。

無線傳感器網(wǎng)絡是一種無中心節(jié)點的全分布系統(tǒng)。通過隨機投放的方式，眾多傳感器節(jié)點被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。這些傳感器節(jié)點集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、通信模塊和能源單元，它們通過無線信道相連，自組織地構成網(wǎng)絡系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、

針對智能溫室的特點，智能溫室控制系統(tǒng)應是一種具有良好控制精度、較好的動態(tài)品質和良好穩(wěn)定性的系統(tǒng)。對植物生長不同階段的需求制定出監(jiān)測的標準，對溫室環(huán)境監(jiān)測，將測得的參數(shù)進行比較后進行調(diào)整。

溫室生態(tài)環(huán)境控制系統(tǒng)的由三個部分組成：信息采集信號輸入部分，它包括室內(nèi)、室外溫度、濕度、二氧化碳濃度及光照信息采集等；信息轉換與處理部分，主要功能是將采集的信息轉換成計算機可識別的標準量信息進行處理，輸出決策的指令；輸出及控制部分，控制風機、噴霧系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)及窗的開關等系統(tǒng)，使植物的生長實現(xiàn)工廠化的生產(chǎn)控制過程。

可控制的設備：根據(jù)采集到的各種信息與溫室內(nèi)栽培作物的專家系統(tǒng)知識，對排風扇、濕簾降溫系統(tǒng)、噴滴滲等灌溉系統(tǒng)、內(nèi)外遮陽網(wǎng)系統(tǒng)、加溫系統(tǒng)、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及補光系統(tǒng)等各種設備進行控制，以創(chuàng)造適合植物生長發(fā)育的適宜條件。

本系統(tǒng)由聯(lián)通WCDMA-3G實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。同時溫室監(jiān)控系統(tǒng)中添加手機短信發(fā)送功能，可以在監(jiān)控軟件中設定緊急狀況的短信通知功能，實現(xiàn)大棚管理的數(shù)字化、智能化。

（4）、現(xiàn)場圖像傳送

為了便于過程追溯，本項目建立農(nóng)莊蔬菜大棚圖像傳輸系統(tǒng)，根據(jù)需要，每小時對監(jiān)控的大棚菜地進行拍照存檔，并通過聯(lián)通3G網(wǎng)絡進行圖像實時傳送。下圖為實時監(jiān)控畫面。

案例意義

1、經(jīng)濟效益：

經(jīng)濟效益可觀，每畝地成本8000元，收益：蔬菜成活率提供40%-60%，每畝有機肥使用量下降30%，人力成本下降50%，系統(tǒng)投產(chǎn)一年后可以收回成本?？梢詮V泛采集植物生長數(shù)據(jù)特征庫，實現(xiàn)大部分品種的跨地域種植。

建立準確農(nóng)業(yè)信息服務技術體系，并進行試驗，形成“科研機構+公司+農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社+農(nóng)戶”的低成本、傻瓜化綠色農(nóng)業(yè)信息服務新模式。形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模后，工程有望成功復制到全國。從中可獲得可觀的經(jīng)濟效益。通過應用示范，廣大農(nóng)戶將獲得顯著的經(jīng)濟與社會效益，從信息服務中嘗到了甜頭,可采取收取少量服務費的方式維持項目的持續(xù)運行。信息的使用，必將會引進通信服務集成商的興趣，通信中會給服務集成商帶來一定的市場空間，無論是設備、信息流量、相關產(chǎn)業(yè)的帶動都會出現(xiàn)一些新的利潤增長。通過農(nóng)業(yè)信息通信服務的形式，以及建立網(wǎng)上銷售平臺等業(yè)務，從而獲取一些基本費用。最終發(fā)展為依靠信息增值服務自行解決運行費用問題，形成可以良性的綠色農(nóng)業(yè)信息服務的長期運行模式。

該物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)示范區(qū)項目完成后，經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在通過技術轉化與擴散為企業(yè)帶來的效益。近期（3年內(nèi)）通過技術擴散，預計能夠為相關企業(yè)增加產(chǎn)值約5000萬元，中期（4—6年）增加產(chǎn)值達2億元。力爭實現(xiàn)經(jīng)濟能力不斷增強，保持良好持續(xù)的發(fā)展能力，較長時間內(nèi)處于良性循環(huán)狀態(tài)。

2、社會效益：

項目將通過農(nóng)村信息化技術的突破，將從根本上改變農(nóng)業(yè)管理與發(fā)展模式，實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的綠色化改造，轉變農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長模式，提高農(nóng)業(yè)的整體管理水平，促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，通過示范區(qū)應用，輻射與帶動周邊區(qū)域經(jīng)濟增長，加快實現(xiàn)農(nóng)村跨越發(fā)展模式探索。

項目將有利于提升農(nóng)民的信息能力，提高農(nóng)民科技文化素質，改變農(nóng)民的傳統(tǒng)生產(chǎn)觀念、生產(chǎn)方式、有利于農(nóng)民做出生產(chǎn)決策，并且激發(fā)農(nóng)民學習科技技術知識的積極性、培養(yǎng)造就懂科學、會管理、善經(jīng)營的新型農(nóng)民，充分體現(xiàn)科技進步對農(nóng)村社會發(fā)展的作用。

3、聯(lián)通項目中的收益

聯(lián)通積極參與物聯(lián)網(wǎng)示范應用項目，除基本的數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量費用外，通過項目實施，讓更多的人了解聯(lián)通3G網(wǎng)絡的品質，使用聯(lián)通3G手機。按生態(tài)農(nóng)莊試驗田1000畝計，平均1畝設置一個傳輸點，需要3G無線模塊1000臺套，按50元計算，可獲通信收入5萬。