XX县智慧农业项目方案
（一）南陵县农业物联网工程建设项目（应用软件部分）
一、项目背景
2012年4月17日，省政府党组成员、省长助理邵国荷，省农委副巡视员陈文浩、特产处处长赵熙玲等一行在市农委主任刘家林的陪同下来南陵县调研指导农业物联网示范工程建设。县政府县长徐晓明、副县长潘怀中及县政府办、县农委负责同志参加了调研活动。
邵国荷等一行来到国家现代农业示范区核心区--—大浦试验区，实地察看了现代农业技术中心、e-农场、育苗工厂、物联网展示大厅和机房，听取了有关人员的工作汇报。他强调物联网是通过现代信息传感设备，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。他指出，加强农业物联网示范工程建设既能改变粗放的农业经营管理方式，又能帮助管理部门全面、准确、及时掌握农业信息，对促进现代农业示范区建设具有极为重要的意义。他要求南陵县要以大浦试验区农业物联网示范工程建设为平台，加大投入，整合资源，创新工作方式，注重实效，全力推进南陵县农业物联网示范工程建设。
南陵县农业信息化建设虽然在近几年取得了可喜的进步但是仍存在整体水平不高信息资源数量与质量不能满足农业生产、科学管理的需求，广大农民缺乏有效的信息做生产指导。云计算在解决农业生产的分散性、封闭性及滞后性等方面具备优势不仅能够解决农业生产环境的分散和生产者知识局限性带来的还能够大量节省硬件、软件、维护人员的成本。
根据《南陵县人民政府办公室关于印发“南陵县农业物联网试验示范工程建设实施方案”的通知（南政办秘〔2012〕38号）》精神，为衔接安徽省农业物联网工程建设，积极开展试验示范，加快农业物联网技术推广与应用，促进南陵县现代农业发展，实现从传统农业向现代农业的顺利过渡，以农业信息化发展带动农业产业发展。
二、业务需求
按照“市场主导、企业主体、政府推动、社会参与、注重实效、共同发展”的原则，围绕大宗粮油、蓝莓、水产、肉禽四大主导产业，通过农业物联网关键技术的突破、综合服务平台和应用示范工程建设，建成支撑南陵县现代农业发展的三大农业物联网服务体系：政府快速决策指挥体系（物联网综合服务云平台）；农产品生产、加工、流通、交易、消费全程供应链管理体系；农产品质量安全溯源体系。
应用传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、农业专家智能数字化技术、农业资源数据库技术等，建立基于物联网的农业智能化综合服务云平台，面向全县开展综合服务和推广应用，引领南陵县农业生产方式的转变和现代农业发展，推进农业产业化，促进农业增效、农民增收。
1.实现农业规模化生产
结合政府农业扶持政策，建立合理制度组织零散农户参与规模化生产模式，实现科学的统一标准话管理目标，也能形成区域农业产业效应，促进市场销售。
2.实现农业自动化生产
采用农作物生产标准管理模块，生产设施自动化，远程化管理模式，减少管理人员数量，解决农业劳动力持续短缺问题。
3.实现精准农业管理模式
在线监测农业生产环境的气候因子、土壤理化性质因子，结合作物生理生态特点，精准把握农药和肥料施用时机，施用量；以及灌溉时机和灌溉量。减少农药施用量，控制农药残留；减少肥料施用量，避免环境污染；减少无效灌溉量，节约农业用水。
4.建立农业灾害预警系统，减少农业灾害损失
在线监测农业生产环境的气候因子，加强冻害、涝害，病虫害灾害预警功能，及时采取应对措施，减少农业灾害损失。
2.1建设农业物联网综合服务云平台
按照“统一标准、重点研发、互联互通、资源共享”的原则，利用大浦现代农业物联网数据处理中心，在县农委建立农业物联网综合服务云平台，实现农业病情、虫情、灾情、墒情等信息快速掌握，并实施科学、高效的决策与部署。
应用物联网、互联网技术联接界山蓝莓种植基地、龙潭袁隆平超级稻高科技示范区、大浦新农村股份有限公司现代化种苗育种中心，建设现代农业物联网信息管理、成果展示和决策指挥调度的综合服务云平台。实现农业物联网展示、科技服务、农业咨询、专家决策、远程教育等为一体，成为南陵县现代农业产业化服务窗口和综合服务平台。
2.2建设蓝莓精细化种植应用系统
通过光照、温度、湿度等无线传感器，对蓝莓生长区内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等环境参数进行实时采集；实现苗情实时监管，保苗、提苗和防病抗灾预警，及病虫害防治；可通过综合服务平台统一管理相应的设备，实现指定设备的自动开启或者关闭；同时在蓝莓生长现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号，对蓝莓的生长做到实时监测。
2.3建设水稻大田监测调度系统
对水稻的苗情、墒情、病虫草鼠、灾情以及各阶段长势进行动态监测和趋势分析，对水稻生产、管理和抗灾救灾进行快捷高效的调度指挥。实现精细化农业生产与宏观监管，有效降低化肥、农药投入量，保障粮食生产安全。
2.4建设肉禽精细化养殖应用系统
从肉禽养殖环节着手，通过不同形式的RFID标签和产业链相关人员电子身份卡的实时信息绑定，通过移动无线通信技术分别向上游养殖、下游批发和零售环节自动链接信息，进行数据上传下载，实现从肉禽养殖到肉品零售终端相关信息的正向跟踪和肉品零售终端到肉禽养殖相关信息的逆向溯源。
按照统一的信息采集标准和数据传输协议，汇总各流通节点追溯信息，并上传至肉禽产品追溯系统。实现对流通节点工作考核管理，市内应急管理、统计分析管理以及公共服务信息管理、市场移动监督、数据可视化等管理功能。
2.5建设农业生产指挥调度中心
围绕南陵县农业宏观决策管理需求，基于物联网综合服务平台，部署农业生产指挥调度中心。聚合农业生产、加工、物流、交易、消费各环节信息，集成各种宏观与微观农情监测数据，调度强大的分布式计算与存储资源，实现农业病情、虫情、灾情、墒情等信息快速掌握，并实施科学、高效的决策与部署。
专家利用采集、处理的数据，对蓝莓、水稻大田农业生产、疫病发生趋势、农产品质量等进行分析、会商、研判，得出结论，提出建议，供政府决策指挥调
度参考；政府部门运用专家会商结论和建议，对农业生产进行决策指挥调度。2.6建设农产品供应链管理体系
农产品质量安全问题已经成为广大消费者共同关注的问题。消费者需求了解安全农产品知识的信息，农产品生产经营者有提高农产品安全生产的意识，二管理者有把握农产品风险状况和控制农产品质量安全的责任。
农产品供应链管理信息系统可以让消费者获得农产品质量安全的相关知识，实现农产品质量溯源和获取相关信息；生产经营者规范其生产流程和实现优质优价并增加收入；管理者可及时准确的掌握农产品质量安全状况，实现农产品质量安全从生产、加工、流通、交易到消费的全程控制和质量溯源。
三、建设原则
南陵县农业物联网工程项目是个复杂的综合信息管理平台，根据总的指导思想确定以下几个原则：
3.1稳定性
系统运行稳定、可靠是衡量一个系统优劣的关键指标。要求系统具有不间断的运行能力。
3.2实用性
系统建设目的为符合现实需求，使用简单，操作方便，使用鼠标就能够操作，易学易用。
3.3安全性
系统设计时要充分考虑系统与数据的安全性，整个系统要严格遵循安全性原则，以保证系统的整体安全性。
3.4先进性
在平台的选用、方法设计方面均要采用当前的先进技术，以保证系统功能的可靠发挥，其整体水平达到国内同行业领先水平。
3.5标准性
整个信息化平台符合国家相关标准、工业标准和行业标准，以适应今后业务需求的发展和扩充。
3.6灵活性
系统要提供灵活的基础数据定义及维护、工作流定制、表单自定义等功能。
3.7开放性
系统设计时充分考虑系统的开放性。
3.8可扩展性
要求在设计阶段从体系、设备、拓扑、功能等各个方面对系统的可扩展性加以考虑。
四、建设内容
目前，信息技术被广泛应用于农业各个领域，农业物联网或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的新的农业形态，其显著特征是在农业生产产业链的各个关键环节，充分应用现代化信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程，大幅度提高物质流与能量流的投入效率。
4.1蓝莓精细化种植应用系统
利用蓝莓信息采集、标识、记录技术，在具有一定代表性的种植区域部署低功耗智能感知、信息标识与存储设备，实现蓝莓生长环境信息动态监测，水、肥、
药的精量控制和病虫危害行为的预防，提高蓝莓产量和品质、降低生产成本。
（1）应用农业传感技术，实现田间土壤温湿度、空气温湿度、光照强度等生产种植环境参数的快速监测。
（2）利用视频感知技术，实现病虫害的智能识别和防治检测。
1.蓝莓生产全过程物联网监管
将最新物联网技术与数据库技术、地理信息技术、计算机视觉技术等有机地结合起来，建成蓝莓生产全过程的物联网监管子系统。
2.蓝莓苗情、预警、病虫害防治自动监管
对蓝莓生长的全过程各个阶段进行监管，包括苗情、预警、病虫害防治等。
3.蓝莓生产移动智能终端
在蓝莓生产过程中，最关键的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤温度、土壤含水率等信息的实时采集，利用短信息、WEB、WAP等手段，实时掌握蓝莓生产的各环节信息。包括：专家咨询、在线诊断、综合信息（作物栽培、管理、销售）服务。
4.蓝莓基地实景监测
系统具有对基地内蓝莓的实时监测功能。可进行不同分辨率的视频流实时采集；可设置定点定时摄像（拍照），通过云台预置点功能设定不同点位的摄像（拍照）；可全方位采集，实现360度全范围监测。
5.可视化云分析
可调用历年同期的蓝莓生长图像，同当前生长情势进行比对，将比对、分析结果以图文一体化报表的方式通过移动PDA设备输出给用户，为管理决策提供参考。
6.数据分析
将各传感器收集来的蓝莓田信息数据资源统一管理和调度，构成一个计算资源，进行云计算，提取有用信息和形成结论。包括对蓝莓田数据所包含的内容进行数据分析，基础地理要素、土地利用要素和基本农田要素分析，各类数据之间的继承和包含关系进分析等。
7.风险管理
包括对风险的量度、评估和应变策略。通过一连串排好优先次序的过程，使当中的可以引致最大损失及最可能发生的事情优先处理、而相对风险较低的事情则押后处理。
平时通过风险管理模块制定切实可行的应急方案，编制多个备选的方案，最大限度地对蓝莓生产所面临的风险做好充分的准备。当风险发生后，按照预先的方案实施，将损失控制在最低限度。
4.2水稻大田监测调度系统
建立物联网自动采集点，采集作物长相，田间光照强度、日照时数、风速、风向、降雨量、空气温度和湿度、土壤温度、土壤含水量等数据。对水稻大田环境参数进行实时的监测并报警，可远程控制不同的农业设。技术人员在办公室就能对大田的环境进行监测控制。
通过这些数据对农作物的苗情、墒情、病虫草情、灾情等“四情”以及各阶段长势进行动态监测和趋势分析，对农作物生产、管理和抗灾救灾进行快捷高效的调度指挥，实现精细化农业生产与宏观监管，有效降低化肥、农药投入量，保障粮食生产安全。
1.水稻生产资源管理
水稻生产基础信息管理，对影响水稻产量的基本要素，通过传感器设备进行数据采集、并对数据做分析，为决策提供依据。
2.水稻生产环境因子监测
水稻生产环境因子监测主要实现对示范基地配备的小型气候检测仪、各种传感器的实时数据和视频数据进行采集。
3.远程农业设施智能控制
基于水稻生产地环境因子数据，远程控制机井、灌溉阀门、温室设施等设施功能。用户可以基于警报系统，对某些设备进行联动控制。
4.视频监控管理
通过在水稻种植现场部署的摄像头等监控设备将示范基地的现场实时视频图像和农作物生产过程监控视频传输至监控中心，对整个水稻生产过程实行可视化管理，实现农业自动化、智能化、网络化管理跟踪。
5.可视化云分析
可调用历年同期的水稻生长图像，同当前生长情势进行比对，将比对、分析结果以图文一体化报表的方式通过移动PDA设备输出给用户，为管理决策提供参考。
6.精准农药管理
由专家根据水稻生长和病虫害防治科学依据，制定喷施农药时间、种类、剂量的周期表。用于指导生产过程中农药的精准使用，减少农药的滥用现象，减少农药残留，达到健康绿色食品的生产要求。
7.生产过程管理
农田精耕细作、设施农业、健康养殖等信息管理。
8.农产品与食品安全
产地环境，产后、贮藏加工、物流运输、供应链可追溯系统等信息管理。
9.农业装备与设施
工况监测、远程诊断、服务调度等信息管理。
10.灾害预警管理
征对任意监测指标，以及基于监测指标计算的二级指标，进行条件设置，当
一个或多个条件达到时，系统发出警报。
11.科学决策管理
依托云技术，综合运用各种优化理论，根据南陵县自然资源和社会经济资源等的具体配置，在充分考虑水稻产量和品质的前提下，对水稻生产过程的管理措施提出经济的、生态的优化决策，使水稻生产活动按最优化的道路进行。在水稻生产中起着辅助决策的功能，帮助专家或专业人员处理实际问题，以期达到最优的作物产品和最佳的经济和生态效益，最后向用户推荐优化的决策方案。
4.3肉禽精细化养殖应用系统
从肉禽养殖环节着手，通过不同形式的RFID标签和产业链相关人员电子身份卡的实时信息绑定，通过移动无线通信技术分别向上游养殖、下游批发和零售环节自动链接信息，进行数据上传下载，实现从肉禽养殖到肉品零售终端相关信息的正向跟踪和肉品零售终端到肉禽养殖相关信息的逆向溯源。
1.数据采集
对温度、湿度、CO2浓度以及NH3等有害气体含量数据通过有线或无线网络传递给数据处理系统，如果传感器上报的参数超标，系统出现阈值告警，并可以自动控制相关设备进行智能调节。
2.视频监控
随时随地通过3G手机或电脑可以观看到养殖场所内的实际影像，对畜禽生长进程进行远程监控。
3.远程控制
在任何时间、任何地点通过任意网络终端，均可实现对温室内各种设备进行远程控制，可以提供自动开启风扇等操作。
4.云示警服务
系统允许制定自定义的数据范围，超出范围的错误情况会在系统中进行标注；通过网络云实时向各级领导的手持移动终端发送示警提示，各级领导的指示、决策也将通过网络云汇总到生产指挥调度中心，同时也直接发送到生产现场工作人员的移动PDA设备上，达到实时反映、迅速解决的目的。
5.GIS/GPS应用服务
利用各个联动单位的基础空间数据和各种专业空间数据，结合资源库中的属性数据，利用WEBGIS的方式为领导提供直观、可视的应用操作环境；利用相关的GPS（卫星定位导航系统）后台通讯处理系统或接口服务系统，为应急联动指挥提供各种移动或固定目标的指挥、监控和调度。
6.基于RFID的追溯监测管理
根据移动终端提供的信息、地理方位等数据，监督有关流通、销售站点，并通过上传维护后的信息，管理人员可通过电脑或移动PDA查看现场维护情况，全方位监测整个体系的正常运作。
4.4农业物联网综合服务云平台
农业物联网综合服务云平台可支持200多种传感器的灵活接入，实现对任意传感器接入和替换的支持和自动控制。云平台不仅可以实时监测空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照情况、CO2含量等多种环境参量，精确了解温室内、蓝莓田、水稻大田以及肉禽养殖中心的环境状况，还可据收集上来的数据的分析处理时限对温室的风机、加湿器、空调、水泵等装置，对蓝莓田、水稻大田的水泵等装置进行控制，以达到植物的最佳生长环境或人为设定环境。
通过分布式数据库系统实现农业生产、农业标准、动物疫情、病虫草害、土壤、气象、水情、农民远程教育等数据的集中管理、分类存储和分级共享。为县农业企业、农业主管部门、消费者等最终用户提供应用服务，将各种农业应用软件系统统一部署在服务器上，用户只需拥有能够接入互联网的服务终端，即可随时随地使用服务。
1.农业环境监控管理
农业环境监控管理可实现农业园区信息数据的高效采集、传输和处理，集成网络地理信息系统、视频监控管理系统，可实现数据共享和动态数据服务，适用于精准农业分布式数据采集。可独立运行、能实现智能决策分析，并且可以视频、图片可视化的信息提供给用户和专家。
2.云管理
普通PC电脑和移动PDA设备通过网络云访问平台并进行操作，具有同时管理多个地点，多个类型农业生产监测点的功能。
3.实时数据
具有展示实时数据的功能，以满足生产单位大屏幕信息展示的需求。
4.远程控制
实时对蓝莓田、水稻大田、肉禽养殖中心等各个生产区域环境参数的测量，可以精确了解温室内以及农田的环境状况，据此对温室的风机、加湿器、空调、水泵等装置进行控制，以达到植物的最佳生长环境或人为设定环境。
5.可视化管理
将先进的多媒体视频、图像监测技术引入到现代农业监测中，实现农作物长势、病虫害、入侵监测的远程无线监测。
6.在线分析
具有数据在线分析的功能，以满足生产技术指导员基于数据做出措施决策。在线分析数据段的最大值、最小值、平均值，累计值，提供更为复杂的分析功能。
7.知识服务
依托农业物联网综合服务平台开展基于知识管理的农村社区（村）信息服务，围绕“产前引导、产中服务、产后销售”的服务理念，发挥信息中介作用。
8.语音电话、手机短信服务
集中在平台的一个统一的对外联系“窗口”，采用统一的标准服务界面，为用户提供系统化、智能化、个性化、人性化服务。
9.远程教育培训
运用先进的数字化技术，将正在生产上应用推广的新品种、实用新技术成果制作成集视频、音频、图片、文字等为一体、符合流媒体标准，可用因特网传送、下载、点播的多媒体课件，包括专家讲授类与情景电视类等培训教育节目。
10.云咨询
通过农业物联网综合服务云平台，推广应用水稻、蓝莓等主要农作物的病虫害诊断与防治，农产品安全检测和诊断，肉禽畜牧养殖智能管理，查询服务等，面向广大农民和基层技术推广人员，提供农村信息智能化服务。
各级各类专家、农业技术人员通过云平台，可实时为生产现场的工作人员答疑解惑；可通过网络云查看现场工作人员移动PDA设备记录下得生产现场农作物、肉禽等的现场实时图像、图片，直观的面对问题，实时处理。
11.风险管理
风险管理包括了对风险的量度、评估和应变策略。通过一连串排好优先次序