范開勇 陳偉 谷國棟

摘 要：傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式已經(jīng)不能適應進一步發(fā)展的需要，農(nóng)業(yè)的信息化發(fā)展需要依賴新的技術應用和服務模式。物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術在農(nóng)業(yè)的廣泛應用，不但可以提升農(nóng)業(yè)的經(jīng)營管理能力，還可以提升政府監(jiān)管服務效率，有助于打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新的核心競爭能力。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；信息化；服務模式；物聯(lián)網(wǎng)技術

一、智慧農(nóng)業(yè)介紹

（一）概念

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，是集物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代信息技術與一體，依托部署在生產(chǎn)現(xiàn)場的各種節(jié)點傳感器，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、預警、分析和診斷，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精細化培養(yǎng)、可視化管理以及智慧化決策服務。

（二）優(yōu)勢

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)采用人工管理，缺乏有效的技術手段采集農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)，在耗費人力與時間的同時，出錯率還比較高?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)傳感數(shù)據(jù)獲取比較單一，需要手動統(tǒng)計分析采集到的數(shù)據(jù)，缺乏智能化的數(shù)據(jù)管理和分析平臺，不能做到災害預警和緊急聯(lián)動功能。

而智慧農(nóng)業(yè)集傳感、存儲、分析、聯(lián)動等功能，不僅可以獲取多種傳感器數(shù)據(jù)，而且可實現(xiàn)遠程控制與監(jiān)測。在面臨農(nóng)業(yè)勞動力日益短缺的同時，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度規(guī)?；⒓s化、工廠化；在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率的同時，加強了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境對自然風險的應對能力。

二、建設目標與內(nèi)容

（一）建設目標

智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術為導向，在終端覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)與服務平臺的交互，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、農(nóng)資提供商、農(nóng)業(yè)協(xié)會組織、政府等提供專業(yè)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息服務。我國的農(nóng)業(yè)前進道路在物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展基礎上逐漸走上了信息化的生產(chǎn)之路，在向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、智能化、精細化發(fā)展的同時，也引領著農(nóng)業(yè)服務向標準化對接。

（二）建設內(nèi)容

溫室大棚自動控制系統(tǒng)通過建立在大棚內(nèi)外的小型氣象站、各種傳感器和基礎設施，實時監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)變化，并通過遠程遙控等措施自動調(diào)節(jié)控制，使農(nóng)作物在最佳的環(huán)境下生長。

遠程自動灌溉系統(tǒng)根據(jù)地區(qū)的地貌環(huán)境及農(nóng)作物的類型不同，實現(xiàn)分區(qū)種植、遠程控制、自動灌溉等高效管理方法。在避免人為因素誤差的同時，能夠執(zhí)行嚴格的灌溉制度，是精準農(nóng)業(yè)的重要技術保障。

遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過安裝在種植現(xiàn)場的高清攝像裝置，實現(xiàn)生產(chǎn)管理的遠程監(jiān)控，確保生產(chǎn)種植的標準化、精準化。

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng)在解決農(nóng)產(chǎn)品、畜禽產(chǎn)品、水產(chǎn)品的種植、養(yǎng)殖、銷售環(huán)節(jié)發(fā)揮重大作用，為農(nóng)業(yè)執(zhí)法的實時監(jiān)管提供質(zhì)量管控。

三、子系統(tǒng)功能介紹

（一）溫室大棚自動控制系統(tǒng)

系統(tǒng)整體設備采用無線網(wǎng)絡傳輸，通過傳感設備采集溫室內(nèi)各種環(huán)境數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱笈飪?nèi)唯一的數(shù)據(jù)控制箱?？刂葡鋵⒕C合的環(huán)境數(shù)據(jù)與設備狀態(tài)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡上傳至服務控制平臺的數(shù)據(jù)庫，通過該平臺可以觀測到每個大棚的環(huán)境數(shù)據(jù)，并選擇相應的設備控制模式執(zhí)行對應的環(huán)境調(diào)節(jié)功能。

在溫室大棚的首尾和中間位置分別安裝空氣溫濕度傳感器，并在種植區(qū)域安裝特定功能的傳感器，實時采集溫室的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、風速、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)。服務控制平臺結(jié)合農(nóng)作物生產(chǎn)周期和溫室內(nèi)實時空氣溫濕度數(shù)據(jù)，向控制箱發(fā)送信號實現(xiàn)對保溫棉簾的自動卷放、通風口的自動開關、光照燈的啟停等控制，使作物始終處于系統(tǒng)設定的最優(yōu)溫濕度環(huán)境，從而節(jié)約人力、提升管理、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

（二）遠程自動灌溉系統(tǒng)

系統(tǒng)融合最新的物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術，包括云數(shù)據(jù)中心、現(xiàn)場無線網(wǎng)絡及灌溉設備、監(jiān)控中心與移動管理三部分。

云數(shù)據(jù)中心作為自動化灌溉系統(tǒng)的核心，輔助接收與發(fā)送各個監(jiān)測點控制箱的數(shù)據(jù)采集、命令傳達。并可通過灌溉管理軟件，實施灌溉計劃、預警、遠程自動化控制管理等功能?，F(xiàn)場無線網(wǎng)絡及灌溉設備由無線采集節(jié)點、無線閥控節(jié)點及機井智能控制站組成，機井智能控制站既是一臺遠程智能控制器，也是無線網(wǎng)關節(jié)點。采集節(jié)點負責采集各種環(huán)境數(shù)據(jù)，閥控節(jié)點實現(xiàn)閥控和狀態(tài)監(jiān)測等功能，同時利用自身的短距離通訊模塊實現(xiàn)與機井智能控制站的通訊。監(jiān)控中心和移動管理可通過互聯(lián)網(wǎng)遠程通訊控制，實現(xiàn)灌溉管理系統(tǒng)機井和閥門的啟閉。

（三）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)通過有線與無線網(wǎng)絡相結(jié)合的方式，在關鍵區(qū)域和位置安置高清紅外攝像頭和球形攝像機。視頻監(jiān)控信號統(tǒng)一傳輸?shù)綌?shù)據(jù)控制中心，并經(jīng)過視頻服務器處理平臺進行管理。經(jīng)過授權的用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)終端設備進行遠程訪問，控制攝像機、查看監(jiān)控影像。

攝像機可實現(xiàn)高清夜視，球形攝像機可水平360度旋轉(zhuǎn)及焦距調(diào)整，實現(xiàn)遠近景查看農(nóng)作物生產(chǎn)情況。監(jiān)控系統(tǒng)可遠程設置錄像規(guī)則，實現(xiàn)手動、計劃、告警觸發(fā)、移動監(jiān)測等多種錄像模式。系統(tǒng)采用分布式存儲管理模式，對主控制中心、分控制點、前端采集設備等監(jiān)控視頻分別進行存儲，并對監(jiān)控點實現(xiàn)報警前后的錄像存儲等。

（四）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)

安全溯源系統(tǒng)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口標準，采用云計算、信息處理、物聯(lián)網(wǎng)等技術，構(gòu)建以農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯平臺為核心的集群化云數(shù)據(jù)中心。

追溯系統(tǒng)針對規(guī)?；卟松a(chǎn)基、水產(chǎn)養(yǎng)殖、家禽養(yǎng)殖，通過登記品種、地塊數(shù)據(jù)等實現(xiàn)基本信息的維護與管理；通過溫室大棚用藥、除蟲、飼料投放等日常管理實現(xiàn)農(nóng)資數(shù)據(jù)管理與維護；通過農(nóng)藥檢測管理實現(xiàn)采摘包裝過程中，農(nóng)作物農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)上報與維護管理；通過溯源碼生產(chǎn)與打印管理實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品包裝后流向信息的查詢與管理。消費者可通過溯源碼在公眾信息查詢系統(tǒng)進行農(nóng)產(chǎn)品溯源查詢與原產(chǎn)地甄別。

四、結(jié)語：

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務中的具體應用。面向種植、水產(chǎn)、家禽養(yǎng)殖業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術的需求，研發(fā)多功能融合的新型集成化感知層產(chǎn)品。通過智能化操作終端實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控、科學管理、即時服務，進而實現(xiàn)集約、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、安全和可追溯的產(chǎn)品，促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向智能化的發(fā)展。

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