现代农业信息化物联网系统平台建设方案.docx

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1、现代农业信息化物联网系统平台建设方案编制：审核：审批：20xx年XX月目录1建设背景32建设目标与原则42.1 建设目标42.2 建设原则43需求分析63.1 开发环境及相关需求分析63.2 目标与范围73.3 智能化农业测控信息系统平台设计73.3.1 技术架构73.3.2 业务结构设计74解决方案941总体架构94.2生产指挥调度中心104.2.1 系统概述104. 3草莓温室大棚智能测控管理系统124.1.1 系统概述124.1.2 系统架构134.1.3 系统模块说明14.3.3.1温室环境监测数据在线显示模块141.1 3.2温室环境预警模块14433.3 温室环境调控设备远程控制模

2、块15433.4 温室环境监测及调控设备管理模块15433.5 5视频监控模块16433.6 温室环境监测数据及预警事件查询统计、决策分析模块17433.7 .7人员权限管理、信息维护、预警值设置等系统后台模块174.4视频监控应用系统184.4.1 系统概述184.4.2 系统架构184.4.3 实时记录194.4.4 远程操控194.4.5 网络观看194.4.6 视频监控设备组成194.5农产品质量安全监管系统204.5手机APP监管系统265项目预算291建设背景智能农业信息测控服务平台技术能够广泛应用于农业生产、流通、消费以及农村社会、经济、管理等环节，产生巨大的社会、经济与生态效益

3、。实现农业生产经营从粗放式、经验性管理到精细化、科学化管理的快速转换、提高农产品的产量与品质、降低农业生产成本、保护农业环境，加快推进现代农业建设的必然选择，对促进农业增效、农民增收、农村稳定具有重大推动作用。通过建立农业生产基地信息测控平台，促进农业信息服务网络化、农业资源管理数字化、农业生产过程管理精准化、农业装备智能化打造信息化、智能化、可视化、灾害可控化、虫害可量化支撑产品可追溯化。2建设目标与原则1. 1建设目标根据草莓种植信息化及露天水果基础建设情况和具体的业务需求，建设符合草莓及露天水果种植流通销售实际情况的农业智能化信息服务平台。农业智能化信息服务平台具体建设内容为：统一一个管

4、理平台对以下系统管理：草莓种植环境管理、生产农事管理、草库及水果流通可追溯综合应用；同时可接入有关系统到新的管理平台，从而实现全方位对农业生产进行高效管理，精细作业。2. 2建设原则智能农业信息及可追溯服务平台的设计和建设，需要遵循以下一些原则：1、易用性原则易用性是指系统使用的方便程度。由于平台的面向管理者较多：上到政府主管部门，下到应用示范企业的工作人员以及消费者。使用者的行业知识水平、对智能农业信息测控服务平台系统的了解程度都大不相同。这就要求系统界面需要尽量简洁易懂，使系统使用者能够在短期内接受、了解、熟知并应用智能农业信息测控服务平台系统。2、经济实用性原则系统使用的经济实用性是指系

5、统使用成本经济，并且在使用功能上能够满足实际工作要求。在系统开发时，需要对系统进行合理规划，确保系统在满足用户的业务要求的同时.，以简单、方便、快捷、经济实用为目标，面向具体的工作应用需求。在系统使用技术上，使用成熟、经济的技术，而不是单纯考虑技术的先进性；在系统数据显示深度上，根据实际需要确定，而不是越深越好，应该注重实用性。3、稳定性原则系统稳定性是指系统保持正常运行的能力。由于系统一旦建立，将嵌入到试点企业的日常农业生产活动中。一旦系统出现不稳定的情况，将会对企业正常的生产活动造成很大的影响。因此平台和各个软件系统和配置的各类硬件设备必须安全、稳定、可靠。系统应该采用容错性设计，使得系统

6、局部出现问题不会影响到整个系统的使用。4、安全性原则系统安全性是指保护系统内重要机密信息不泄露，防御外部恶意攻击的能力。此系统设计时需要考虑使用多重的安全体系，对于数据的安全和保密应该进行相应的处理，提高系统对于恶意攻击的防护能力，并保证与其它应用系统或异构系统间数据传输的安全可靠和一致性，确保不会有非授权操作和意外的非正常的操作，保证系统数据的安全完整。5、可扩展升级原则可扩展升级是指系统在使用过程中、随着实际的需要进行进一步功能扩展或升级的能力。一是随着系统覆盖面的扩大，参与企业数量增加，系统在信息存储计算能力上的扩展升级；二是随着农业物联网技术要求的发展，此工程可能会承担更多的管理功能，

7、因此在系统功能上需要进一步扩展。数据量的增加和服务功能的扩展，都需要硬件和系统软件的升级或增加，为了保证用户的原有系统平台在系统升级过程中能够平滑过渡，就要求系统在最初设计时就考虑系统软硬件的可扩展性。成熟可靠采用工业级、高可靠、高密度传感器，数据测量更精确、更具权安袋便捷成性；无线传输，安装更便捷，随用随装。结构灵活基于B/S系统结构，无论在何处，只要能上网即可无需安装任何程空间自由序直接访问系统。功能强大实施状况、实时数据、设备状况等重要内容均配以图标显示并支图表分析持打印输出，保障资料传阅上报。丰富数据多层次监测数据管理，支持从分钟、小时、每天、每周、每月数管理功能据管理、编辑、导出和自

8、动生成曲线图功能视频监控系统接入远程网络摄像机，可远程视频查看现场情况，身在监控直观便捷中心，如临现场。3需求分析3.1开发环境及相关需求分析(1)开发环境要求1、PC端系统使用B/S架构，用户可以浏览器根据权限访问平台应用;2、手机APP基于AndrOid系统开发符合客户需求的应用端；3、基于成熟产品定制化开发；4、后台数据库采用国际知名厂商的主流MySQL数据库产品。(2)项目实际需求分析1、可单独运行，也可通过与其它系统的接口和其它系统集成使用；2、提供导入、导出系统数据的功能；3、支持远程WEB查询和APP端在线查询；4、可根据需要提供开发接口程序所需的源代码和数据结构。3.2目标与范

9、围根据草莓生产环境管理、流通可追溯信息化及基础建设情况和具体的业务需求，建设符合实际情况的农业智能化农业测控信息管理平台。具体建设内容为： 一个生产管理调度中心。 场景应用点：一座联栋的联栋薄膜温室、多个露天水果种植基地。 系统要求：统一一个生产管理平台对以下项目管理实现指挥决策、综合应用；环境数据监测、预警、数据查询、分析、统计汇总；视频监控、远程控制、错误报警、日常农事管理记录、草莓二维码生成追溯管理等功能。3. 3智能化农业测控信息系统平台设计33.1 技术架构该系统采用LAMP的分布式面向服务的企业级软件架构，这套架构技术先进、层次清晰、搭配合理、标准统一、应用成熟、开发路线明确，并具

10、有较高的扩展性和可伸缩性,其中PHP作为目前企业级开发最成熟和先进的企业级软件开发技术体系，已经成为事实上的工业标准；AJAX是用于提升浏览器客户端的用户体验和性能的一种开发技术，已经成为Web开发的一种重要手段；前台同时采用成熟的jQuer框架，解决了传统JS不能兼容各大浏览器的问题。后台还采用了thinkphp框架，帮助实现定时控制和智能控制。技术架构如图所示：-,i 6r:心*槌isM技术架构图33.2 业务结构设计系统由传感器节点、数据采集节点、控制节点箱、无线传输网络、系统平台等组成,每个采集节点集数据采集和自组网路由功能于一体，不仅能对本节点下的传感器采集到的数据进行转发和收集，并

11、可对其他节点转发来的数据进行中继传输，与其他节点写作完成一些特定任务。并通过数据采集器，经过网络传输网数据上传至平台（基于系统功能实现）。如图所示：系统感知层系统感知层位于智能化农业测控信息系统的最底层，是智能化农业测控信息系统应用的基础，是数据收集的信息源，由部署在草莓大棚现场各区域的传感器/视频节点组成，并通过数据采集器将各种环境参数数据通过网络上传至系统平台。网络传输层结合草莓基地现场情况，处在乡镇偏远的郊区，无线通信网络覆盖存在盲区，并且存在多数农场存在电源短缺、传感器部署分散等诸多问题，研究设计有效能量控制的数据收集与路由协议，采用自组网、低功耗的WSN无线传感网络，采用菱形网格划分

12、方式,首先把传感器区域分成一个个的菱形网格，然后将每个传感器节点布置在菱形网格的顶点上。保证在传感器区域实现完全无缝覆盖。支撑层支撑层主要是基于TOP应用软件平台，运行于PC端或PDA端，主要负责对汇聚节点传过来的数据进行处理，包括采集、分析、存入数据库、查询等。网络环境下不受单个节点失效、通信链路失效和节点移动影响的查询处理技术。基于该技术的查询处理算法,可满足实时性要求、具有动态可扩充能力的新型传感器数据库管理系统。TOP软件系统,融合基于虚拟机中间件、基于Agent的中间件和采用声明性语言的中间件的思想，Agent逻辑上由两部分代码组成：应用代码和分发代码。系统应用层系统应用层主要由面向

13、工厂化生产领域的软件、云计算中间件等组成，实现共性技术的数据处理与存储，用户可以通过Web网页的方式直观的展现给用户，主要负责对采集到的数据进行汇总、存储、展现、分析、查询等，实现对智能化在线生产管控。展现层在展现层中，将设备监控信息、设备采集信息的统计与分析、生产过程的统计分析、设备的使用状态统计等等管理员需要查看的数据，以及各种管理功能（如智能呼叫、智能广播、视频监控等）统一规划在展示平台上，提高管理效率。4解决方案4.1 总体架构总体架构采用标准的分层架构，以TOP中间件平台为基础，以农业物联网标准规范和信息安全保障体系为两翼，共同保证农业物联网生产管理平台的实施，一共包含三个部分的内容

14、：中心：通过互联网将基地物联网应用的数据传输到管理中心进行统一展示；气象环境应用场景：草莓薄膜温室、露天水果基地病虫害监测应用场景：露天水果基地视频监测；草莓薄膜温室、露天水果基地草莓、水果追溯：从物资到生产到采摘销售全产业链系统对接：根据用户需求开发配套系统及数据库也可接入凯里市农业局已有系统4.2 生产指挥调度中心生产管理调度中心，可以为草莓及水果基地生产提供高效及时的服务和指导，根据基地实际情况配置符合生产管理，市场展示；如利用物联网传感技术指导农业生产、利用视频监控技术为农户提供农技培训和生产管理帮助农民增产、利用互联网技术为农民搭建营销网络帮助农民增收、利用汇总的监测到的农业生产数据

15、对农业生产病虫害进行远程会商指导等等，建设生产指挥调度中心将给农业生产带来全方位的服务提升。4.2.1系统概述从草寿及水果生产服务角度出发，将整个测控平台的服务监管及生产应用建设集中进行统一展现、统一调度、统一集成，建成“中心-基地”模式架构，管理调度中心统一展示出所有种植基地的信息系统，形成集中化展现，各区域也可自主进行系统管理和操作；中心服务包含：1）统一监测展示与信息综合服务平台对各个应用试点的生产现场的生产情况、环境数据/视频数据提供一个统一的展示平台，可以使管理决策者在指挥中心充分掌握农业生产的即时数据，为农业决策提供辅助。2）草莓追溯通过人为干预系统形成的各项农事活动数据，气象数据，视频数据，投入品品数据,草莓生长期的指标数据，各项检查指标数据（无公害/绿色农产品）形成草莓集生产管理面向消费者的可数据化，视频化的全产业追溯应用。3）手机APP管理系统搭建统一的移动终端生产监控及管理几追溯系统，实现远程和移动统一标准管理、统一决策生产、统一指导服务。4.