智慧农业技术解决方案

1. 技术方案
   1. 设计思路
      1. 构建一体化业务支撑平台，形成农业产业体系

国家“十二五”规划中明确提出，将完善现代农业产业体系作为“十二五”的重点建设任务，因此，智慧农业的建设也应以建设一体化的农业产业体系作为目标，在完善与提高农业生产过程中各个环节的信息化水平的基础上，构建统一业务支撑与信息管理平台，完成对科学育种、科学生产、数字物流、精准销售等各个环节的有效管控，并逐步形成现代农业产业体系，同时，依据业务协同的需求，整合了科研、农委、企业等相关机构的应用系统，实现了跨部门、跨区域的数据共享利用与应用协同，从而真正形成了一体化的产业体系。

1. 1. 1. 制定并完善农业产业体系标准，促进农业信息标准化

本着标准先行的原则，在应用系统的建设过程中，依据以往建设的经验，结合用户实际业务需求，系统制定的机动车信息数据管理标准，不仅满足了本系统应用整合、数据共享利用的需要，同时，也为各级主管部门进行信息汇总、审查、分析、决策提供了基础，对于未来新建系统与数据共享交换也有“统一规范、统一设计”的指导作用。

在智慧农业的信息化建设中，规范与外部系统数据交换标准的功能，并制定相应的技术标准、技术要求和检测机制。需要建立农产品科研、生产、检测、运输、销售等相关的数据标准，同时，针对各个相关应用系统数据共享交换的要求，建立了相关信息的数据交换标准及应用接口的标准，为未来的系统扩展和数据利用，提供了坚实的标准依据。

1. 1. 1. 注重信息数据共享，促进农业协同化

结合农业产业体系业务建设需求，依托统一数据标准，基于相关应用系统的建设，构建农业统一数据共享中心，实现农业数据统一存储、统一管理，为协同应用与科学决策提供数据基础，并以数据统一管理，应用统一整合为基础，使跨部门、跨应用的协同成为可能。本系统的建设在保证信息安全的前提下，注重跨部门、跨应用的数据共享和应用互联互通，加强数据整合与存储的技术创新，实现局域、广域、异构操作系统和数据库环境下的信息集成，进一步满足了跨部门、多行业的协同作战工作要求，提升了整体工作效率。

1. 1. 1. 加强并引入信息化技术，推动农业生产智能化

通过物联网技术实现对温室的控制，并达到最优化，实现随时随地通过网络远程获取温室状态并控制温室各种环境，使作物处于适宜的生长环境，提高设施蔬菜平均产量；提高温室单位面积的劳动生产率和资源产出率。

基于物联网技术，建立农田土壤检测与分析、农产品残留检测、农产品溯源追踪，提高农业生产的科技含量，提高农业生产的生产效率，保障农产品的安全性。

1. 1. 1. 针对不同类用户，提供人性化服务

农业产业体系涉及多类用户，不同用户群体差异较大，因此，在应用系统的建设过程中，需要针对不同的用户水平，结合用户的业务需求与使用习惯，在考虑统筹规划和顶层设计的同时，兼顾人性化的设计，满足各级业务单位和不同用户不断扩展的应用需求，贴近工作人员的操作习惯，并考虑到工作环境的特殊性，使人员与计算机的交流变得更便捷、更顺畅和更安全，有利于提高工作科技含量、改进管理方式和提高信息服务水平。

1. 1. 1. 关注用户使用体验，增加系统的可视化效果

系统的建设充分发挥可视化的作用，借助图形化手段，将繁杂枯燥的各类数据，通过曲线图、折线图、饼状图等方式清晰、有效、形象地展现出来，从而使用户更直观、更便利。

1. 1. 效果展望

智慧农业的建设将为各类农业相关用户提供一个安全可靠、方便使用的数字化环境，提供不受时空限制的资源共享和个性化服务等，从而各类用户提供有效的技术支持和服务功能，促进农业产业体系信息化上升到一个更高的层次。为此，通过智慧农业的建设，期望可以实现以下几点效果：

1. 1. 1. 以人为本的用户环境

智慧农业必须以用户为核心组织信息资源与服务，需要建立个性化的用户环境，建立按需访问的用户界面，为用户提供个性化的贴切服务，使用户登录进入业务支撑与信息服务平台后，展现在他面前的是他希望看到的和有权看到的信息与服务。

1. 1. 1. 关联的应用环境

关联的应用环境是智慧农业的核心，是实现跨系统的流程整合、信息整合的关键所在。通过对业务系统进行合理划分，规范系统间的调用接口，以实现业务系统间的信息畅通。并通过信息整合与流程优化，支持跨业务系统的信息内容关联、管理流程关联、信息服务关联，实现全局畅通的信息流，形成关联整合的应用环境。

1. 1. 1. 集成的数据环境

集成数据环境对数据进行有序组织和集中管理，实现农业数据管理的标准化、集成化、权威化，确保数据的完整性、一致性、有序性、共享性和可管理性，为业务系统和最终用户提供方便、高效、安全的数据存储和访问服务。

1. 1. 1. 高可信的安全环境

安全问题是自始至终贯穿于信息化建设各个层面中非常重要的问题，构建一个完善、良好的安全环境，确保农业信息化各个层面上关键信息的保密性、完整性、可用性和不可否认性，实现农业产业信息环境的可控、可信、可查。

1. 1. 设计原则

1、系统的标准化

系统建设应坚持标准化，遵循国家和行业相关业务、管理和技术规范标准。

2、技术的先进性

系统应采用成熟、先进的技术，建设符合信息技术最新发展潮流的基础架构，确保系统技术的先进性和前瞻性，保证投资的有效性和延续性。

3、软件的适用性

系统的建设应切实满足用户的实际业务需求，具有较高的适用性。

4、软件的实用性

系统建设应充分考虑使用人员的能力和素质、专业结构、部门业务需求情况，做到易学易用、操作简单、尊重使用人员工作习惯；并具有一定的数据自动校验功能。

5、系统的稳定性

系统的建设规划要充分考虑系统投入运行后即作为生产系统，保证7×24小时服务：一是要求应用系统首先是成熟可靠的；二是要求具有备份功能和措施；三是要求具有高的容错及故障恢复能力，在出现意外时能够隔离故障区，保护重要数据，通知管理人员做人工干预，避免灾难性后果发生。

6、系统可维护性

系统应能通过集中控制台方便地配置、监视、控制、诊断整个系统，并且能够监视和控制用户情况、提高效率、消除隐患。

运行环境根据需要发生变化时，包括新的硬件和软件（含系统软件和数据库）投入使用后，应保证该系统的正常运行。

7、系统可扩展性

系统的建设必须考虑到与已有系统、其它单位系统以及将来待开发系统之间的互联，因此在满足目前需求的前提下，设计时还要分析并预测未来的发展。应保证设计的应用系统具有良好的二次开发功能，以利于今后的扩展。对于未来的发展，要立足在现有的基础上升级改造，保护现有投资。

8、系统可管理性

系统的部署、使用及管理以简便、易于操作、方便实用为准则，采用基于Web方式管理系统，降低系统管理、维护成本，提高系统的可管理性。

9、系统的安全性

系统建设应充分考虑用户、应用、网络方面的安全性要求，防止来自外部非法的访问。应具有用户的身份认证和权限管理，对应不同的应用层次。既能保证不同用户高效、快速地访问控制授权范围内的系统资源，也能有效地阻止用户之间的非法侵入、非授权访问。对关键的设备和系统还有完善的安全性保护方案。

 10、系统的可移植性

所有组件均可安装在常见厂家的Java应用服务器上。并可以兼容不同的操作系统。

1. 1. 建设目标

利用网络平台技术、运用云计算、物联网等现代信息化技术，坚持以农业信息化推动农业现代化，提升现代农业科技创新能力，加快传统农业产业升级，以信息技术推动农业产业化，以农业信息技术延伸和拓展政府服务为手段，转变基层政府职能，提高基层政府监管和服务水平，实现信息技术对现代农业的支撑能力显著增强，实现对涉农部门服务质量和管理水平效果明显提高，实现对农民文化、意识、观念的转变以及农民收入的贡献率明显提高，进而实现农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，从而构建低碳节能、高效高产、绿色生态的现代农业体系。

智慧化农业建设需要加大现代信息技术在农业生产中的应用，稳固农业的基础地位；加大现代信息技术在农业经营中的应用，提高农业产业化水平；加大现代信息技术在涉农部门政务管理中的应用，提高政府服务三农的水平；加强基层农村信息服务体系建设，提高基层农民获取信息的意识和能力，从而最终实现农业科研信息化、农业生产管理信息化、农业经营管理信息化、农产品市场流通信息化、农业资源环境信息化、农产品消费信息化。

1. 1. 总体架构

智慧农业是以物联网为基础，以信息化技术为支撑构建统一业务支撑与信息管理平台，实现对于科研、生产、物流、销售等各个农业生产环节的信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预测、精准销售、数据决策。其总体架构如下图所示：

      智慧农业主要是以现代的信息化手段为支撑，通过液雨传感器、环境温度传感器、摄像头等各类传感采集设备，及时准确采集监测对象的各类数据，并通过移动互联网、无线网和3G等传输网络，将相关数据资料集中存储在业务支撑和信息管理平台，为相关的业务应用服务提供支撑，从而实现对于农业生产整个过程的监测与科学指导。

基于智慧农业的总体架构，智慧农业的建设需要通过网络融合、数据融合、应用融合，从而实现智慧化科研、生产、管理和服务。智慧农业的功能模型从下向上可以分为感知层、网络层、数据层、支撑层、应用层和服务层六大层次，同时，这六大层次的建设又是以标准规范体系和信息安全体系为依据，从而保证系统整体建设的统一性、标准性和安全性。其功能架构模型如下图所示：

由上图可知，建设智慧农业的需要完成以下重点任务：

1、完善农业信息化基础设施，构建智慧感知网体系

充分发挥数字化信息采集和监控的功能，构建以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础的智慧感知网，实现智能、全面、深度的感知，形成包括生态环境、农业生产、物流运输、市场贸易等在内的、覆盖农业生产线组成部件的智能互联感知网络，为智慧农业综合应用和建设智能化、泛在化的信息感知网络。

2、建设信息共享平台，形成智慧农业资源体系

数据资源是智慧农业建设的灵魂，它是通过一体化的数据采集、数据资源管理和信息服务的业务服务平台，将不同来源、不同类型、不同应用的数据进行规范、整合，形成“智慧农业”的数据资源体系，并对外提供统一的数据共享和信息服务，形成智慧农业的“知识库”。

建设基于云计算平台构建数据中心，完成数据的采集、清洗、存储、分发和共享；为数据分析、生产预测、领导决策提供数据支撑。

3、建设典型应用系统，构建智慧应用服务体系

1. 推进农业信息服务技术发展，建立科研项目管理与专家智能服务系统，提高科研生产的服务能力
2. 推动并扩大物联网等现代化信息技术在农业生产中的应用，建设气候、土壤、水质等农业生产环境检测、分析、研判，病虫害预测与预警等综合系统，合理选配农产品种，科学指导生态轮作，提高农业生产的技术含量与生产效率。
3. 加强农产品生产信息采集与市场行情收集工作，建立并完善农产品物流信息化系统，实现生产与销售的有效结合，加大精准销售，提高农业生产经营信息化水平，逐步形成农产品现代流通方式 。
4. 建设农产品质量追溯信息化示范工程，通过在生产(加工)环节给农产品本身或货运包装中加装RFID电子标签，并在运输、仓储、销售等环节不断添加、更新信息，从而搭建有机农产品安全溯源系统，建立农产品信用体系加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程可追溯，提高了农业生产的管理效率，促进了农产品的品牌建设，提升了农产品的附加值
5. 有效地整合和管理各个农业子系统，在资源约束和经济效益最大化约束条件下，统筹管理整个农业体系，建立农产品产业体系共享数据中心，避免顾此失彼的分散管理模式，做到集约管理和经营，为国家的农业宏观规划和管理打下基础。加强政府监管与服务能力，合理有效利用农业资源，提高政府部门服务能力，保持可持续的发展环境。
6. 强化农村智能化信息服务，充分考虑到农民对信息的需求千差万别，以及地区经济发展水平存在差异，突出信息“个性化、多样化服务”的特点；充分运用计算机网络技术、远程呼叫技术、无线寻呼技术和便携式信息终端产品，利用现代信息处理技术将涉农信息进行有效集成、整合，建立信息收集、处理、传播、应用一体化的模式，实现“三网合一”，最大限度满足处于不同信息化水平用户的需要，指导农业的产前、产中和产后各个环节。

4、完善智慧农业环境，构建智慧农业管理体系

      智慧农业的建设具人涉及部门多、建设周期长、业务及应用复杂、技术门户繁杂等特点，整个系统的建设不是一朝一夕的事情，所以，构建智慧农业管理体系是整个系统建设的关键。需要遵循统一规划、统一部署、分步推进，以点带面的原则，成立相关的专项部门，配置专职的人员，明确职能责任，推动系统的建设工作，同时，还需人才培养、观念转变、政策制度制定等多方面给于保障。

1. 1. 建设内容

以物联网为基础，以信息化技术为支撑构建统一业务支撑平台，实现对于科研、生产、物流、销售的各个农业生产环节的信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预测、精准销售、数据决策。

1. 推进农业信息服务技术发展，建立科研项目管理与专家智能服务系统，提高科研生产的服务能力
2. 推动并扩大物联网等现代化信息技术在农业生产中的应用，建设气候、土壤、水质等农业生产环境检测、分析、研判，病虫害预测与预警等综合系统，合理选配农产品种，科学指导生态轮作，提高农业生产的技术含量与生产效率。
3. 加强农产品生产信息采集与市场行情收集工作，建立并完善农产品物流信息化系统，实现生产与销售的有效结合，加大精准销售，提高农业生产经营信息化水平，逐步形成农产品现代流通方式 。
4. 建设农产品质量追溯信息化示范工程，通过在生产(加工)环节给农产品本身或货运包装中加装RFID电子标签，并在运输、仓储、销售等环节不断添加、更新信息，从而搭建有机农产品安全溯源系统，建立农产品信用体系加强农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程可追溯，提高了农业生产的管理效率，促进了农产品的品牌建设，提升了农产品的附加值
5. 有效地整合和管理各个农业子系统，在资源约束和经济效益最大化约束条件下，统筹管理整个农业体系，建立农产品产业体系共享数据中心，避免顾此失彼的分散管理模式，做到集约管理和经营，为国家的农业宏观规划和管理打下基础。加强政府监管与服务能力，合理有效利用农业资源，提高政府部门服务能力，保持可持续的发展环境。
6. 强化农村智能化信息服务，充分考虑到农民对信息的需求千差万别，以及地区经济发展水平存在差异，突出信息“个性化、多样化服务”的特点；充分运用计算机网络技术、远程呼叫技术、无线寻呼技术和便携式信息终端产品，利用现代信息处理技术将涉农信息进行有效集成、整合，建立信息收集、处理、传播、应用一体化的模式，实现“三网合一”，最大限度满足处于不同信息化水平用户的需要，指导农业的产前、产中和产后各个环节。

1. 重点应用建设
   1. 智慧农业一体化平台
      1. 概述

智慧农业是以物联网为基础，以信息化技术为支撑通过对于科研、生产、物流、销售的各个农业生产环节的信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预测、精准销售、数据决策。因此，构建智慧农业一体化平台，完成对于农业科技管理、农业生产过程管理、农产品物流与商贸管理，从而实现对于农业生产整个环节的闭环管理。该平台属于综合性平台，面向农业科技人员、农业生产人员、农业运营及销售等各类人员，平台以相关的各个环节应用系统为支撑，通过采集、存储各类数据，从而实现统一管理、统一协调、分析预测和决策分析等功能。

1. 1. 1. 总体架构

智慧农业一体化平台以智慧农业感知设备为依托，以智慧农业相关应用系统为基础，通过数据采集、数据抽取，将相关数据通过清洗、校对、核准后通过分数，实现对于农业信息的采集与发布、农业资源动态监测展示、电子物流与商贸管理等，最终实现信息查询、决策分析和信息订阅，为最终的用户提供全方面的信息管理与服务，其总体架构如下图所示:

 

1. 1. 1. 功能说明

智慧农业一体化平台主要包括农业信息采集发布、农业资源动态监测、精准农业示范、智能物流与电子商贸、信息管理与分析决策等功能，其主要功能架构如下图所示：

 

1. 农业信息采集发布：主要是依托农业基础传感设备或智能农业应用系统采集的数据，将相关信息抽取到平台，并依据生产需求，对外发布相关农业信息。主要包括遥感信息采集、GPS数据采集和人工数据报送等。
2. 农业资源动态监测：主要是通过土地变化监测、气象监测和农作物生长情况的监测，实现对于农业生产资源的动态监测，为农业生产者提供生产的保障与支撑，同时，通过种植面积与种类的监测与信息收集，实现对于未来农产品的市场预测，从而为合理调配农机具、农药、化肥、物流配送、销售导向提供事先的数据支撑。
3. 精准农业示范：主要通过平衡施肥专家系统、植保专家系统、耕地地方调查等科技手段实现对于农业生产的科技指导，提高农业生产中的科技含量，从而提高生产效率。
4. 智能物流与电子商贸：主要是通过对于农业产品物流配送环节的智能管理，实现对于农产品的智能化物流与配送，从而实现农产品的快速运输，加快农产品的运输效率，同时通过电子商贸系统，完成对于农产品的电子商务功能，提升农产品的销售网络化，从而为农产品销售提供网络渠道。
5. 信息管理与分析决策：信息管理与分析决策为系统的使用者提供农业生产各个环节的信息管理，主要包括农业资源信息、农业生产信息、农业灾害信息等，从而全面了解农业生产的上下游运营情况，从而实现对于整个农业产业体系的宏观了解与调控，同时，通过相关信息数据的分析统计，为相关部门或领导进行宏观调控、决策分析提供数据的支撑。
6. 信息服务：主要是依据各类用户的信息需求提供信息服务，主要包括信息查询、信息订阅和多渠道信息推送等，使其更好地服务于农业生产解决信息隔离信息不对称的问题。
7. 可视化分析功能：空间查询：基于空间信息的查询功能，并能将查询结果以图文一体化报表的方式输出给用户。基于空间信息的统计：通过设定时间、空间、属性条件进行统计，并将统计结果以图文一体的报表输出。空间分析：对各种空间关系进行分析，并将分析结果以图文一体化的报表方式输出，为管理决策提供参考。制图输出：对专题符号库进行增加、删除与编辑，显示农业专题图并打印农业专题图，农业专题图包括以矢量图、影像图和三维属性高程模型为基础的专题图。
8. 综合报表分析功能：报表输出：根据用户的需求和提供的各种报表的格式设计出各种报表模板，以满足用户的不同要求。报表分析：主要是通过建立各种模型，对数据进行分析，输出分析结果并对相关决策提供参考。

 

1. 1. 农业资源数据中心
      1. 综述

    农业资源数据中心建设的目标是将大量的农业生产信息通过采集、清洗、核准后实现统一存储、统一管理，实现数据的共享和集中管理，保障数据的安全，也为数据的挖掘分析提供决策分析创造条件。

    农业资源数据中心的数据架构如下图所示：

    （1）农业专家数据库。主要收录国内、省内、市内外知名农业专家，包括作物栽培、植物保护、育种、畜牧业、林业、水产业等大农业范畴的各个领域，收录内容以个人基本资料、主要事迹介绍、主要科研成果、主要科研方向、科研成果产业化程度等为主，兼收现工作单位、联系方法等信息。该数据库主要面向农业科技人员，有利于他们掌握现代农业的发展规律和发展趋势，为他们的科研活动提供必要的帮助信息。

    （2）农业实用技术数据库。主要收录公开发表的大量的技术文章。

    （3）农业政策法规、质量标准数据库。收录国家和地方农业方面的政策法规，农业行业标准和行业规范等。

    （4）农业产业化龙头企业数据库。收录省内外涉农企业的名称、联系方法、企业规模、主要业务范围等信息。该数据对于当地政府的招商引资、农产品的销售、农副产品的加工、农资的购买具有指导意义。

    （5）农业人才数据库。收录省内外农业科技人才信息，农业技术人员是农业信息化的主要力量，他们分布于各地市和乡镇，人员多、层次复杂、专长多样，掌握这些科技人才信息，是农业系统领导关心的问题，因此建立农业科技人才数据库是必要的。数据库应主要收录科技人才的个人基本情况，专业特长，工作单位情况等，至少可以按照行政区域和专业特长进行分类，便于浏览查找。

    （6）农用生产资料数据库。以向农民提供农用生产资料的使用信息为主，内容涉及到农药、化肥、农膜、种子、农机等各种农用生产资料的性质、使用方法、国内外主要厂家的产品、产品检验、假货识别常识等，必要时可以提供相关的购买信息，用于指导农民对农用生产资料的购买和使用。

    （7）农民经纪人及种养大户数据库。收录农民经纪人、种植大户和养殖大户的基本数据，如农户基本资料、农户养殖和种植范围、农户的经营规模、农户的效益情况等。该数据库对于农业系统领导指导重点农户的生产经营具有指导意义。

1. 1. 1. 功能说明

 

1. 1. 1. 1. 数据装载导入

数据装载导入实现从现有各种业务系统中抽取基础数据，转换为“按主题存储”的综合数据资源的过程。主要包括：数据装载导入配置管理、执行数据装载导入、导入数据的查询、业务过程查询统计功能。功能层次如下图所示：

 

1. 1. 1. 1. 数据梳理、校核

在数据正式入中心数据库之前需要对装载的数据进行梳理和校核，以减少数据冗余，提高数据准确性。本模块主要包括数据校验分类、数据校核过程、数据梳理、数据校验和清洗比对等功能。

 

1. 1. 1. 1. 数据加工处理

数据加工处理模块提供一个数据加工计算环境，支持用户对中心数据库中的各种数据进行加工计算，以完善已有的数据或产生新的数据资源。

数据加工处理子系统包括数据加工计算、数据维护与查询和数据加工处理日志管理等功能。功能层次如下图所示：

 

1. 1. 1. 1. 数据库管理

数据库管理实现对中心数据库中的数据资源和服务应用的集成管理和配置功能。包括：元数据配置管理、数据资源维护管理、数据集市配置管理、权限配置管理、数据资源目录管理、数据资源查询统计等功能。功能层次如下图所示：

 

1. 1. 1. 1. 数据综合分析

数据综合分析应用服务不仅提供了包括主题查询、专项查询、按指标查询、按报表查询、按关键词查询等多种数据查询功能，同时还提供了多形式、多层次的数据分析功能，包括预置分析、指标分析和趋势分析等功能，如下图所示：

1. 1. 1. 1. 数据共享发布服务

在数据共享发布服务模块中，提供两种类型的服务：面向外部系统的接口服务（包括共享和发布）和面向外部人员的数据查询访问服务。功能层次如下图所示：

1. 1. 1. 1. 信息服务

中心数据库可以借助智慧农业一体化平台，结合数据综合分析模块向用户提供信息查询服务、数据分析服务、信息订阅、个性化服务、多渠道主动推送等信息服务。功能层次如下图所示：

农业生产环境监测

农业生产环境监管主要由环境监测无线传感器、摄像机、智能通讯终端、温室管家软件平台组成。系统结构示意图如下图所示：

 

1. 1. 1. 环境数据采集

    环境传感器采集农作物生长过程中息息相关的环境因素，如：空气的温度、湿度、光照、二氧化碳、土壤水分、视频图像等，智能通讯终端将这些数据上传至温室管家软件平台，让农户实时了解大棚内的环境数据，并通过直观的图表、短信展现给终端农户、农业专家等，如下图:

 病虫害防治与预警

    病虫害防治与预警为温室管家的核心功能，是奥科美联合北京植保站、诸多农业专家等共同研究，通过模型构建、模拟试验、现场测试等多种方式研制开发，并获得了国家专利。

    病虫害防治系统通过对病虫害的成长环境进行监测，通过‘积温算法’对病虫害的有效积温进行实时监控，并对各个阶段的积温值进行预警，利用环境因数破坏病虫害的成长机理，实现对病虫害的防治，并通过直观的界面展示给终端用户，如下图：

农作物成熟度预报

    成熟度预报根据植物生长的阶段周期、积温模型、和积累的往年数据，分析出植物生长过程中各个阶段成熟的周期，可以提前预测各种农植物成熟情况，并将各个阶段所需要的温室环境（如：温度、湿度、光照等）实时监测，分析环境模型是否适宜农植物的成长，当温室环境不合理时，及时给用户发出预警，为农作物的生长和农户计算收割时间提供有效的工具。

智能化模型库

    农作物智能化模型库是为农作物成长过程提供的一套生长模型，该模型通过建立起一整套的植物生长过程中的数据模型，为专家分析提供分析工具；系统通过对每种农作物建立智能化数据模型，并通过各类传感器将现场数据传回数据库，通过比较分析生成处理结果，进而为专家指导农户生产提供帮助

1. 1. 1. 数据查询与统计报

    数据查询和统计报表是将系统处理好的数据结果，通过多种查询条件自由组合，并将查询结果通过图表进行统一显示，用户、农业专家可以通过该功能直观的了解各个大棚的相关数据，快速查找有问题的大棚。

1. 1. 智能远程控制

农业智能控制是在温室环境监控的基础上增加一个无线控制模块，使用户可以远程控制温室内的灌溉、通风、遮阳等设备。其系统架构图如下所示：

根据传感器采集的数据，系统对照作物生长模型可自动控制温室内的环境调节系统，如灌溉、通风、遮阳等等，使温室保持在作物最适合生长的环境。工作人员足不出户就能在办公室内完成对大棚的管理工作，同时，智能远程控制系统也支持手动控制功能。

智能农业专家

1. 总体框架

 

智能农业忖家按照农业管理需要设计，包含农业信息采集、信息存储、信息管理、服务、应用分析等内容。系统总体框架结构如图所示：                             

系统总体结构图

1. 1. 1. 功能介绍
2. 信息发布：实现对涉农信息的后台管理、信息发布等功能。
3. 信息查询：可通过网站实现对各种涉农信息的查询、检索。
4. 信息上报：信息上报建立农民、农村、农业基层管理单位与农业主管单位的信息走廊，可通过该“信息走廊”上报农业监测信息、农业生产信息、灾害信息等。
5. 网上点播：主要为农民、农业管理单位提供点播农业科技、农技讲座、法律法规的网上点播服务。
6. 专家互动：主要为农业科技专家与农业生产者提供网上交流互动的平台，为农民解决日常农业生产中的各类科技问题提供在线提问与回复，从而使科技真正服务于农业生产。
7. 网上办事：实现对农药、兽药、饲料、农机、无公害农产品及绿色食品的认证审批等行政许可事项的网上申请与受理。具有网上咨询、投诉、结果公告等基本功能。
8. 科技项目：主要发布相关的科技项目及科学技术，从而使农民能及时了解最新的科技动态，并将其应用于实际生产中，从而使科技推动生产力。
9. 农业知识库：主要依据科技项目及科技研究，为农民提供各类的科学生产知识，指导农民进行科学生产。
   1. 智能物流

智慧物流属于农业生产环节中的重要节点，上游为农业生产环节，下游为销售与商贸环节，因此，通过联通生产与销售环节，通过合理调配物流过程，可以实现对于农产品的快速运输与销售，减少中间环节中的无效损耗，从而实现增收节支，实实在在地解决了农产品利润偏低的问题。

1. 1. 1. 生产环节

生产环节主要指较具规模和规范的蔬菜种植基地，由于此类生产基地一般实行规模化种植，集约化经营，具有采用RFID技术的条件。可为每一个地块或一个品种设定一个标签，对该地块或该品种蔬菜从种植到打包上市的整个过程中的必要信息通过读入或输入设备进行及时初始信息的录入，如蔬菜的品种、生长时间，所喷施农药的名称及次数，所使用的化肥、收割时间等，甚至包括该品种的特点描述。根据农产品编码标准，对每一类蔬菜设置一个编号作为其身份的唯一标识。这样在该品种蔬菜完成供应链的第一个环节时，该电子标签(或射频卡)已经存储了其所有基本信息。当收购企业对任何一个地块的蔬菜品种收购时，通过采用数据采集器对农户以及农产品进行信息采集，不仅加快了收购速度，降低了出错率，而且为农产品加工企业提供了POS系统、EDI、电子商务等系统的基础数据，为产品追溯提供源头数据。

1. 1. 1. 加工环节

由于电子标签可以方便地添加信息，而在加工环节可以首先读得电子标签所包含的信息，加工企业可以根据本身需要和相关主管部门的要求添加必要的信息，如加工单位、加工日期、加工过程所使用的添加剂、包装重量等。经过加工企业的数据充实后，产地信息和加工环节信息都已经存储在该电子标签中，那么终端消费者在零售或批发市场通过查询终端查询该产品信息时，便可以对其相关信息一览无余，对于事故后追溯也变得容易可行。

当集装箱装满产品，并在货盘装载好后，工人再次扫描集装箱标签。手持机的RFID 数据，连同GPS位置，将通过蜂巢网络或卫星通讯连接，发送到公司后端系统上。

当产品到达生产商的处理厂后，分别进行称重，冷却和其他的一些运输准备工作，RFID 阅读器会记录每一个过程。首先，一个固定的RFID 阅读器在称重台捕获集装箱的标签ID 号，确认这些产品已被称量。标签ID 号、日期、时间和重量被记录到后端系统里。当集装箱进入或离开冷地室，一个安装在冷却室门口的固定阅读器再次读取标签。

水果或蔬菜有着不同的处理方式：如莴苣，可以袋装包装、也可被冷藏或散装销售。被处理过的产品在包装袋上被印上批号，批号与集装箱RFID 标签相对应。集装箱和加工过的产品在装载到运输车辆之前会最后扫描一次。

同时，运输车辆装载温度感应器。届时，感应器与集装箱上RFID 标签有线连接；如果产品温度过热或过冷，超过了系统事先设定限值，系统自动发送电邮通知生产商。系统还可设置限值，监控产品在冷却室外面的温度和所处的时间，因为产品可在储存室里放多久或必须以什么温度保存，不同产品各不相同。

如果发现产品受污染情况，生产商可以利用绿色跟踪食物安全解决方案回溯追踪产品采摘、加工过程。如一包受过污染的莴苣可以被追踪到其包装前所在集装箱。当生产商收到零售商送来被污染产品的批次号，可进入绿色跟踪食物安全解决方案软件，定位存储过这批号产品的所有集装箱；这样可以让生产商确定产品可能所在的位置，再识别同一时间，可能在同一地方出现的其他产品。

1. 1. 1. 仓储环节

食品，特别是蔬菜，作为一种时令产品，其对仓储环境要求较高，尤其是在仓储环境欠佳的情况下，更应该减少蔬菜在仓库的存放时间。对于需要入库保存的蔬菜，在入库前通过对电子标签数据读取，其包装规格、包装重量等自动读入计算机，由计算机处理后根据仓库特点形成库存的信息，并输出入库区位、货架、货位的指令。盘点时，终端读取蔬菜包装上的电子标签，并实时记录盘点的数量。现场清点完毕后，盘点人员确认清点的数量并上传至后台数据库。后台数据库根据实时上传的资料与系统中的资料进行比较，数量若有差异，系统将自动生成盘点清单差异表，然后将数据提交上级或指示终端重复盘点。出库时也无须过多的人工参与就可以对库存数据自动更改。

RFID 技术的使用，在大大加快出入库及库存盘点速度，降低错误率的同时，也为使用计算机进行库存管理、提高仓库管理的自动化程度提供了方便。

1. 1. 1. 运输环节

RFID 技术在新鲜蔬菜运输环节的应用主要体现为在途货物的监控、跟踪及道口检查。把RFID 技术和GPS（全球定位系统）结合起来，可以为物流公司提供实时监控和跟踪服务，同时对于业主而言也可以通过计算机网络方便地知道自己的货物到达了什么位置，是否被掉包等情况。在经过一些道口接受检查时，检查单位也无须拆开蔬菜包装，只要通过电子标签阅读终端就可以知道包装的具体内容，大大提高了道口检查速度并缓解道口拥挤的压力。

1. 1. 1. 销售环节

在零售环节的应用体现为零售商店或超市内单位包装蔬菜防盗、蔬菜有效期监控和临时销售等。RFID 防窃技术就是将电子标签置入商品包装内，由计算机系统通过现场的阅读器等配套设施来实时监控商店中各种商品的标签。这样，零售商就能放心地销售了。一些智能电子标签还能够对某些具有时效性商品的有效期限进行监控，例如对某种食物或药品进行跟踪，一旦它超过了有效期，标签就会发出警告。必要时，如在节假日的销售高峰时， 还可以将RFID终端当作现金收款机使用， 实现自动扫描和计费，以缓解客户购物时收银台结账的压力。

1. 1. 智能化社区直供销售系统

智能化社区直供销售系统也被称为绿色家递，是农产品直销与直供平台，帮助合作社跳过批发、零售的环节，直接把农产品销售到单位中的消费者和社区家庭。社区智能配送，旨在解决新鲜果蔬在向社区和家庭配送时，在时间，费用，安全等方面的管理问题。社区直供可以降低合作社的社区配送费用，使得种植企业直接面向消费者，规模化地提供蔬菜直供服务，在降低消费者购买成本的同时，也提高蔬菜供应者的利润水平。与此同时，社区智能配送服务也提升了社区物业机构的管理工作，建立一种新的蔬菜消费和供应模式。社区智能配送系统为种植型企业向服务型企业的转型提供了有力的工具。

智能交付系统是由网上商城系统，智能配送柜、智能交付管理中心等组成的。系统结构如下图：

 

网上商城系统

网上商城系统是一个专门用于新鲜果蔬交易和订货的电子商城，消费者可以通过这个电子商城在合作社网站上订购蔬菜，合作社商城将生成定单，经业务人员安排后，确认定单并生成配送单，传至奥科美智能配送管理中心。

智能交付管理中心

智能交付管理中心是智能化社区配送服务的管理平台，提供网络管理，用户管理，配送柜管理，产品信息追踪等多项服务功能。智能交付管理中心负责与合作社，物流公司人员以及消费者之间的交互沟通，确保货物被妥善地接收。

智能交付 社区配送柜

社区配送柜是社区服务中合作社有机绿色蔬菜与消费者交接的中转站，也是合作社与自己的重要客户交互的终端设备，社区配送柜可以摆放在社区中，也可以摆放在写字楼里，方便消费者自己取货，利用智能交付管理中心，消费者可以提前一定时间，任意选定自己合适的配送柜，以方便地获得自己订购的货物，也可以把货物作为礼品，方便地把货物送给拥有配送柜设施使用权的其他人。

1. 1. 农产品溯源
      1. 总体设计

系统采用RFID无线射频识别技术对产品的生产、加工、运输、包装、配送等各个环节实施全程监控与可追溯。利用射频识别（RFID）、红外感应器、激光扫描器、传感器等信息传感设备，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的物联网络。这样，不仅可以追溯生产与加工等环节的质量安全问题，还可以追溯生产过程中滥用投入品，改变以往对食品质量安全管理只侧重于生产后的控制；利用RFID先进的技术并依托网络技术、数据库技术，实现信息融合、查询、监控，为园区蔬菜生产每一个生产阶段以及分销到最终消费领域的过程中提供蔬菜的安全质量信息，实现食品安全预警机制。

系统总体框架图

1. 1. 1. 功能说明

以产业园区蔬菜产品为对象，以“生产-储运-交易”为主线，以蔬菜农产品冷链生产、简单加工、包装、仓储、配送、销售等各个环节中的信息流为主线，以RFID电子标签为载体，构建蔬菜农产品可追溯管理体系。体系包括RFID数据管理子系统、安全标准管理、关键点控制管理、安全流程设计、安全档案管理、质量检测管理、应急预警管理、安全溯源管理等，系统功能结构图如上图所示。开发面向设施农业蔬菜农产品供应链的安全可追溯公共信息服务平台，可实现从蔬菜农产品的源头到消费者的信息跟踪及反方向的信息追踪。

农产品可追溯管理体系功能模块图

1. 1. 1. 1. 数据管理系统

RFID数据管理系统实现对各类产品、产地等信息的采集和编码，针对农产品流通经过的环节分配固定的码段，以实现对流通过程信息的获取和分析。

（1）产地信息编码

实现对农产品产地的信息进行采集和编码管理，满足对产地信息和编码信息的增加、删除、修改、查询、导入导出功能。

（2）产品信息编码

实现对农田、温室农产品信息采集和统一编码，满足对产品信息和编码信息的增加、删除、修改、查询、导入导出功能。

（3）码段管理

针对农产品流通经过的环节，给每个环节分配相应的RFID读写码段，每个环节可以将生产、加工、运输的对应信息写入电子标签中，满足对码段信息的加、删除、修改、查询、导入导出功能。

1. 1. 1. 1. 安全标准管理系统

针对园区蔬菜生产管理和农产品质量安全管理需要，对肥料生产、农产品检测、蔬菜生产、仓储物流、都市农业示范园工作的标准，如ISO2001、ISO14000、GAP等质量管理体系和“三品”标准和生产规范建立数字化统一管理，为蔬菜的危害分析和工艺流程设计提供标准规范支持。

1. 1. 1. 1. 关键控制点管理系统

分析产业园蔬菜生产管理的特点和质量安全的需求，分析蔬菜产前、产中和产后各个环节中影响最终农产品质量安全的关键因素和关键节点，进行全面、准确的危害分析，确立影响质量安全的关键控制点，实现对蔬菜生产管理全程的质量管控。

1. 1. 1. 1. 工艺流程管理系统

结合产业园蔬菜生产和包装对质量管理体系的不同需求，围绕全程质量安全控制，设计面向不同蔬菜品种和不同质量管理体系的工艺流程，明确在不同质量管理标准体系下，生产和包装过程中关键控制点上的安全指标，指导园区生产基地的标准化生产和包装。

1. 1. 1. 1. 安全档案管理系统

安全档案管理以园区质量管理体系的规范要求为指导，针对园区蔬菜投入品使用、安全生产过程、包装环节的关键控制点进行信息采集和质量监控，记录化肥、农药等化学投入品的来源信息、数量、使用方式，记录生产过程中的施肥、施药、灌溉等操作信息，记录加工过程中的清洗剂等化学试剂的使用情况，分别建立相应的档案库，方便对投入品使用、生产包装过程的安全信息进行检索查看，确保每一个环节的信息都记录备案，为安全溯源提供数据支撑。安全档案管理

包含3个功能模块：

（1）投入品档案管理

对园蔬菜生产过程中的使用的农药和化肥等农用投入品进行登记备案，严格按照ISO2001、ISO14000、GAP等质量管理体系和“三品”标准和生产规范的要求，严禁违禁投入品进入生产基地，建立投入品档案，实现对生产过程中投入品的使用进行管控，确保蔬菜质量安全。

（2）生产档案管理

按照园区蔬菜标准化生产工艺流程，对蔬菜生产过程中的育苗、病虫害防治、施肥、灌溉等关键控制点进行信息采集，建立安全生产档案，确保蔬菜的生产全程符合质量安全标准。

（3）包装档案管理

严格按照ISO2001、ISO14000等质量管理体系和“三品”初加工标准和要求，对园区蔬菜包装过程中分拣、技术处理、、包装外观设计、仓储等关键控制点进行信息采集，建立包装档案，确保园区蔬菜的符合质量安全标准。

1. 1. 1. 1. 质量检测管理系统

质量检测管理围绕园区蔬菜生产加工的工艺流程，针对不同基地不同品种的蔬菜，质量检测人员在工艺流程的关键控制点上，取样编号，结合速测设备和定性定量分析仪器，对产地环境的土壤、灌溉水的重金属含量、有毒物质含量，对农药、化肥、清洗剂等化学投入品和试剂的有效成分含量，以及蔬菜产出农产品及初级加工农产品的农药残留和药物残留等进行仪器分析，并将分析结果直接存入系统，以备进一步分析和查询。

质量检测管理

包含3个功能模块：

（1）产地环境检测

严格按照ISO2001、ISO14000等质量管理体系和“三品”产地环境要求，结合检测设备，对蔬菜的产地土壤环境、水、空气等进行检测和长期监测，确保产地环节符合质量安全标准。

（2）农业投入品检测

严格按照ISO2001、ISO14000等质量管理体系和“三品”生产规范要求，结合检测设备，对农业生产过程中的肥料和农药等影响最终农产品质量的农用投入品的成分含量进行检测，严禁违禁化学投入品进入生产环节，确保生产过程中投入品的安全使用。

（3）农残药残检测

严格按照ISO2001、ISO14000等质量管理体系和“三品”质量标准，结合检测设备，对生产和加工的蔬菜中的农药残留和化学试剂残留进行定性和定量自检，确保蔬菜的质量安全。

1. 1. 1. 1. 应急预警管理系统

针对不同品种的蔬菜的生产加工工艺流程，在每个关键控制点上对安全档案记录和质量检测数据展开深入的统计分析，对潜在的危害因素和安全隐患进行安全预警，并进一步分析危害发生程度和发展趋势，调用应急预警处理方案，通过网络、电话等方式及时调用园区各职能部门，分工协作，及时采取有效应急措施，减少经济损失。

包含2个功能模块：

（1）安全预警

基于质量安全检测数据和安全档案的分析，对园区蔬菜生产管理全程中影响农产品质量安全的疫情疫病和安全隐患进行评估预测，及时掌握危害因素的发生程度和发展趋势，提高农产品质量安全系数，增强园区蔬菜应对农业国际化和经济全球化的竞争力。

（2）应急控制

针对园区蔬菜生产管理过程中出现的隐患风险和重大安全事故做出快速响应，及时采取有效应急措施，减少经济损失。

1. 1. 1. 1. 安全溯源管理系统

以EAN/UCC编码体系为参照，对园区基地的生产加工档案信息、质量检测信息、产地信息和产品信息进行统一编码，将码段分配给相应的基地，以一维/二维条形码为信息承载体，为园区蔬菜设置溯源标识，消费者通过网站、短信、语音等富媒体终端可直接输入溯源条码查询农产品的质量安全信息，质量安全监管部门也可以通过溯源条码直接对该产品的生产加工过程进行信息溯源。

（1）溯源标识管理

参考EAN/UCC编码体系，对园区内蔬菜的生产地块、品种、安全档案和质量检测中的关键因子进行统一编码，制定园区蔬菜溯源条码标识使用规范，为农产品质量安全溯源提供信息载体。

（2）全程质量追溯

通过网站、短信、语音等富媒体终端，消费者可以输入溯源条码查询农产品的质量安全信息，针对消费者的投诉举报，园区职能部门可通过溯源条码进行生产和加工过程的追溯，以快速寻找出质量安全出现的环节，分析问题原因，采取有效处理措施，营造诚信经营环境。

1. 1. 1. 1. 互联网信息发布系统

互联网的快速发展使得信息能够快速而准确的传递和交互，通过将互联网信息发布系统和农产品生产供应系统有机的结合，建立一套以信息共享，需求交互和服务管理于一体的大型网络平台。

信息发布系统能够与不同角色信息共享和沟通。公司管理人员可进行业务管理、监控和审核，将信息实时发布到平台上；农户可以通过系统发布产品资讯，参与专业培训，并能对生产经验发布共享；下游采购企业可通过门户网站发布预购或订购信息，帮助商家实现电子商务；消费客户可通过门口网站对农产品质量追溯信息比对和查询。

1. 1. 农业电子商贸
      1. 概述

农业是典型的传统行业，具有地域性强、季节性强、产品的标准化程度低、生产者分散且素质较低等特点，具有较大的自然风险和市场风险。电子商务是通过电子数据传输技术开展的商务活动，能够消除传统商务活动中信息传递与交流的时空障碍。发展农业电子商务，将有效推动农业产业化的步伐，促进农村经济发展，最终实现地球村来降低传统的农业交易方式

随着是网络的普及率不断的提高，人们对于网络的认识水平也不断的加深，这也使得农业电子商务的应用的前景非常光明。特别是国家的有关政策对于农业的扶持，让人们越来越相信农业的发展前景。农业将为中国互联网孕育出巨大的市场机会存在巨大的市场机会。目前，农业从业人员大于7亿，相关企业数目大于100，涉及领域：农牧渔业生产、交换和消费、生产资料、供应、工业化加工、商品的批发、零售和服务、交通储运等。

目前农业电子商务的应用还处于初级阶段，还具有很大的发展空间。特别是网络的普及以及人们对于网络的不断认识。电子商务的在农业中的应用，对于农业产业化具有促进作用。比如可以减少生产的盲目、降低成本，提高效率、打破区域和时间的限制、实现农产品流通的规模化、方便对农民的教育与培训。

农业电子商务是通过电子数据传输技术开展的商务活动，能够消除传统商务活动中信息传递与交流的时空障碍。发展农业电子商务，将有效推动农业产业化的步伐，促进农村经济发展，最终实现地球村来降低传统的农业交易方式，同时结合智能农业大棚采集到的农业生产环境信息，实现农业生产的技术革新，推动订单农业的消费转型。

1. 1. 1. 功能介绍

农业电子商贸平台可为用户提供农业的一些资讯、专题、搜索以及行业动态等信息，也可发布一些国家对于农业的政策法规以及相关领导人对于农业发展的观点。同时还有各地区的农业网站的相关讯息，同时，主要为用户提供在线商贸信息发布和在线订购等功能

资讯管理：提供给用户信息发布、删除、查找、修改，用户可以在权限内对自己的信息进行维护管理。对相关的广告、营销等模块的管理。

1. 会员管理：会员注册管理、级别管理、属性管理、功能管理。
2. 用户管理：用户管理包含权限管理、功能管理、统计管理、属性管理。用户方管理主要包括查询搜索、信息管理、商品管理、通讯管理、订单管理等。
3. 查询搜索：站内搜索、分类查询、分时查询。
4. 信息管理：发布信息、删除信息、查找信息、修改信息、信息设置（置顶、屏蔽）。
5. 商品管理：上下架管理、添加商品、删除商品、查找商品、修改商品信息等。
6. 通讯管理：添加通讯方式、删除通讯方式、修改通讯方式和设置通讯方式等。
7. 订单管理：下单管理、订单审核、订单查找、订单作废、订单清除、订单导出。

 

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