范開勇 陳偉 谷國(guó)棟

摘 要：傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式已經(jīng)不能適應(yīng)進(jìn)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(shù)應(yīng)用和服務(wù)模式。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)在農(nóng)業(yè)的廣泛應(yīng)用，不但可以提升農(nóng)業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理能力，還可以提升政府監(jiān)管服務(wù)效率，有助于打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新的核心競(jìng)爭(zhēng)能力。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；信息化；服務(wù)模式；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

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(jí)階段，是集物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)與一體，依托部署在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種節(jié)點(diǎn)傳感器，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、預(yù)警、分析和診斷，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精細(xì)化培養(yǎng)、可視化管理以及智慧化決策服務(wù)。

（二）優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)采用人工管理，缺乏有效的技術(shù)手段采集農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)，在耗費(fèi)人力與時(shí)間的同時(shí)，出錯(cuò)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(dòng)統(tǒng)計(jì)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(tái)，不能做到災(zāi)害預(yù)警和緊急聯(lián)動(dòng)功能。

而智慧農(nóng)業(yè)集傳感、存儲(chǔ)、分析、聯(lián)動(dòng)等功能，不僅可以獲取多種傳感器數(shù)據(jù)，而且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)。在面臨農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日益短缺的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度規(guī)模化、集約化、工廠化；在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率的同時(shí)，加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境對(duì)自然風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)能力。

二、建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容

（一）建設(shè)目標(biāo)

智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為導(dǎo)向，在終端覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)與服務(wù)平臺(tái)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(huì)組織、政府等提供專業(yè)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息服務(wù)。我國(guó)的農(nóng)業(yè)前進(jìn)道路在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)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(xì)化發(fā)展的同時(shí)，也引領(lǐng)著農(nóng)業(yè)服務(wù)向標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)接。

（二）建設(shè)內(nèi)容

溫室大棚自動(dòng)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(chǔ)設(shè)施，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)變化，并通過遠(yuǎn)程遙控等措施自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，使農(nóng)作物在最佳的環(huán)境下生長(zhǎng)。

遠(yuǎn)程自動(dòng)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(shí)現(xiàn)分區(qū)種植、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)灌溉等高效管理方法。在避免人為因素誤差的同時(shí)，能夠執(zhí)行嚴(yán)格的灌溉制度，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)保障。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過安裝在種植現(xiàn)場(chǎng)的高清攝像裝置，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保生產(chǎn)種植的標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)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(shí)時(shí)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(dòng)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)整體設(shè)備采用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，通過傳感設(shè)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(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)控制平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過該平臺(tái)可以觀測(cè)到每個(gè)大棚的環(huán)境數(shù)據(jù)，并選擇相應(yīng)的設(shè)備控制模式執(zhí)行對(duì)應(yīng)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(shí)時(shí)采集溫室的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)。服務(wù)控制平臺(tái)結(jié)合農(nóng)作物生產(chǎn)周期和溫室內(nèi)實(shí)時(shí)空氣溫濕度數(shù)據(jù)，向控制箱發(fā)送信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)保溫棉簾的自動(dòng)卷放、通風(fēng)口的自動(dòng)開關(guān)、光照燈的啟停等控制，使作物始終處于系統(tǒng)設(shè)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(yuǎn)程自動(dòng)灌溉系統(tǒng)

系統(tǒng)融合最新的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)，包括云數(shù)據(jù)中心、現(xiàn)場(chǎng)無線網(wǎng)絡(luò)及灌溉設(shè)備、監(jiān)控中心與移動(dòng)管理三部分。

云數(shù)據(jù)中心作為自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)的核心，輔助接收與發(fā)送各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)控制箱的數(shù)據(jù)采集、命令傳達(dá)。并可通過灌溉管理軟件，實(shí)施灌溉計(jì)劃、預(yù)警、遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制管理等功能?，F(xiàn)場(chǎng)無線網(wǎng)絡(luò)及灌溉設(shè)備由無線采集節(jié)點(diǎn)、無線閥控節(jié)點(diǎn)及機(jī)井智能控制站組成，機(jī)井智能控制站既是一臺(tái)遠(yuǎn)程智能控制器，也是無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集各種環(huán)境數(shù)據(jù)，閥控節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)閥控和狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能，同時(shí)利用自身的短距離通訊模塊實(shí)現(xiàn)與機(jī)井智能控制站的通訊。監(jiān)控中心和移動(dòng)管理可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程通訊控制，實(shí)現(xiàn)灌溉管理系統(tǒng)機(jī)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(luò)相結(jié)合的方式，在關(guān)鍵區(qū)域和位置安置高清紅外攝像頭和球形攝像機(jī)。視頻監(jiān)控信號(hào)統(tǒng)一傳輸?shù)綌?shù)據(jù)控制中心，并經(jīng)過視頻服務(wù)器處理平臺(tái)進(jìn)行管理。經(jīng)過授權(quán)的用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，控制攝像機(jī)、查看監(jiān)控影像。

攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)高清夜視，球形攝像機(jī)可水平360度旋轉(zhuǎn)及焦距調(diào)整，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近景查看農(nóng)作物生產(chǎn)情況。監(jiān)控系統(tǒng)可遠(yuǎn)程設(shè)置錄像規(guī)則，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、計(jì)劃、告警觸發(fā)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)等多種錄像模式。系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)管理模式，對(duì)主控制中心、分控制點(diǎn)、前端采集設(shè)備等監(jiān)控視頻分別進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)報(bào)警前后的錄像存儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)，采用云計(jì)算、信息處理、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建以農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯平臺(tái)為核心的集群化云數(shù)據(jù)中心。

追溯系統(tǒng)針對(duì)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(shí)現(xiàn)基本信息的維護(hù)與管理；通過溫室大棚用藥、除蟲、飼料投放等日常管理實(shí)現(xiàn)農(nóng)資數(shù)據(jù)管理與維護(hù)；通過農(nóng)藥檢測(cè)管理實(shí)現(xiàn)采摘包裝過程中，農(nóng)作物農(nóng)藥殘留檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)上報(bào)與維護(hù)管理；通過溯源碼生產(chǎn)與打印管理實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品包裝后流向信息的查詢與管理。消費(fèi)者可通過溯源碼在公眾信息查詢系統(tǒng)進(jìn)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(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)中的具體應(yīng)用。面向種植、水產(chǎn)、家禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控、科學(xué)管理、即時(shí)服務(wù)，進(jìn)而實(shí)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(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向智能化的發(fā)展。

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