智慧農場解決方案

才智農場解決方案才智農場解決方案名目一〕設計說明(3)〔一〕工程概述(3)〔二〕設計背景(3)〔三〕設計目的(5)二〕設計方案(6)〔一〕總體架構及平臺設計(6)用戶層(6)設備層(7)〔二〕大數(shù)據(jù)采集、存儲及分析平臺(9)數(shù)據(jù)采集(9)數(shù)據(jù)分析(9)〔三〕物聯(lián)網數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控平臺(11)數(shù)據(jù)采集局部(12)監(jiān)控系統(tǒng)局部(12)農產品質量追溯系統(tǒng)(18)〔四〕***示范區(qū)物聯(lián)網設備部署(25)、田間供水閥門監(jiān)測系統(tǒng)(25)、田間澆灌自動把握系統(tǒng)(26)、墑情氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(28)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(29)〔五〕***才智倉儲、才智物流部署(30)高密度存儲貨架系統(tǒng)(30)輸送分揀系統(tǒng)(30)工位器具附屬設施(31)一設計說明〔一〕工程概述***才智農業(yè)工程以云計算為核心,充分借助物聯(lián)網,移動互聯(lián)網,經網絡通訊技術融入農業(yè)的各個環(huán)節(jié)當中,為農業(yè)的全部參與者供給一個安全的,便捷的現(xiàn)代化,才智化環(huán)境,從而形成基于信息化,智能化農業(yè)治理與效勞的一種的治理形態(tài).在本次工程中，我們會設計供給示范區(qū)農作物種植試點現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網設備并完成設備的安裝、部署和運維工作，在特定區(qū)域進展智能澆灌把握設備的安裝部署，并將全部數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入***農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控平臺，和***才智城市大數(shù)據(jù)私有云，實現(xiàn)農產品質量追溯系統(tǒng)建設和自動化施肥澆灌種植農作物以及才智倉儲、才智物流，提高生產效率，提高農產品質量，打造觀光生態(tài)示范農業(yè)園區(qū)?！捕吃O計背景中國作為一個傳統(tǒng)農業(yè)大國，在信息化技術在其它行業(yè)已經取得豐碩成果的今日，具有科技含量低，勞動生產率低下等特點的傳統(tǒng)農業(yè)生產在目前照舊一般存在，近年來隨著可用耕地的逐步削減、勞動力本錢逐步提高，靠物化投入已經難以實現(xiàn)農業(yè)增收；同時，傳統(tǒng)農業(yè)生產模式下的農業(yè)組織往往是單一的、分散的，農民從種養(yǎng)到產出、銷售，沒有完全形成產業(yè)鏈真正意義上的價值產品；力氣分散，無法面對大市場信息，嚴峻缺乏獵取市場信息的力氣，農村信息瓶頸，已經成為農村經濟進展的嚴峻障礙；因此，通過信息化技術，加速才智農業(yè)的實施，堅持以農業(yè)信息化推動農業(yè)現(xiàn)代化，提升現(xiàn)代農業(yè)科技創(chuàng)力氣，加快傳統(tǒng)農業(yè)產業(yè)升級；以信息技術推動農業(yè)產業(yè)化，以農業(yè)信息技術延長和拓展政府效勞為手段，轉變基層政府職能，提高基層政府監(jiān)管和效勞水平；將粗放的生產方式轉變?yōu)檗r業(yè)科技升級，讓農業(yè)生產更精準、更科學、更便捷，從而實現(xiàn)集約化生產、產業(yè)化經營、社會化效勞、市場化運作的現(xiàn)代農業(yè)模式。才智農業(yè)不同于現(xiàn)代農業(yè)，才智農業(yè)是農業(yè)生產中一個比較高級的階段，它集互聯(lián)網、GPS、云計算以及物聯(lián)網技術而一體，可以實現(xiàn)對農業(yè)生產的全方位治理與把握，對建設高水平現(xiàn)代農業(yè)有著以下重大意義：才智農業(yè)推動農業(yè)信息化通過各種傳感器和無線傳輸設備的使用，農田信息能夠實時自動傳輸?shù)睫r業(yè)治理人員的眼前，實現(xiàn)了農民和農田的有機互聯(lián)，進一步通過標簽技術的應用，還可以建立現(xiàn)代農業(yè)物流倉儲和運輸，實現(xiàn)食品安全的有效監(jiān)控，實現(xiàn)食品安全，同時農田信息的獵取和聯(lián)網還能夠實現(xiàn)自然災難監(jiān)測預警，便利區(qū)域治理，實現(xiàn)高度的信息共享和農業(yè)自動化。才智農業(yè)推動農業(yè)智能化充分應用現(xiàn)代信息技術，集成應用計算機與網絡技術、物聯(lián)網技術、音視頻技術、3S技術、無線通信技術及專家才智與學問，實現(xiàn)農業(yè)產業(yè)鏈各關鍵環(huán)節(jié)的信息化、標準化，是云計算、物聯(lián)網、3S等多種信息技術在農業(yè)中綜合、全面的應用，實現(xiàn)更完備的信息化根底支撐、更透徹的農業(yè)信息感知、更集中的數(shù)據(jù)資源、更廣泛的互聯(lián)互通、更深入的智能把握。?才智農業(yè)提高農業(yè)治理水平物聯(lián)網技術在農業(yè)中的應用顯著提高了傳統(tǒng)農業(yè)的治理水平，在農業(yè)生產環(huán)節(jié)，利用農業(yè)智能傳感器實現(xiàn)農業(yè)環(huán)境信息的實時采集和利用自組織智能物聯(lián)網對采集數(shù)據(jù)進展遠程實時報送，為農作物大田生產和溫室精準調控供給科學依據(jù)，優(yōu)化農作物生長環(huán)境，不僅可獲得作物生長的最正確條件，提高產量和品質，同時可提高水資源、化肥等農業(yè)投入品的利用率和產出率。才智農業(yè)保障農產品和食品安全在農產品和食品流通領域，集成應用電子標簽、條碼、傳感器網絡、移動通信網絡和計算機網絡等農產品和食品追溯系統(tǒng)，可實現(xiàn)農產品和食品質量跟蹤、溯源和可視數(shù)字化治理，對農產品從田頭到餐桌、從生產到銷售全過程實行智能監(jiān)控，可實現(xiàn)農產品和食品的數(shù)字化物流，同時也可大大提高農產品和食品的質量?！踩吃O計目的綜合先進技術,供給便利使用(云計算,物聯(lián)網,移動互聯(lián)網)，利用氣象監(jiān)測設備、土壤環(huán)境監(jiān)測設備、視頻或圖像監(jiān)控設備，智能澆灌把握設備等實現(xiàn)多信息的獵取和智能把握；依據(jù)相關物聯(lián)網設備所實現(xiàn)的才智化功能，提高農業(yè)治理技術,提升農業(yè)的價值和層次；依據(jù)云計算和互聯(lián)網大數(shù)據(jù)功能，轉向以市場為導向，合理優(yōu)化調整農業(yè)構造；依據(jù)部署物聯(lián)網設備采集信息，建立農產品質量追溯系統(tǒng)，提高農產品質量，建立良好的產銷模式。主要包含三個子系統(tǒng)和一個示范區(qū)農作物種植試點物聯(lián)網設備的部署：***才智農業(yè)大數(shù)據(jù)采集、存儲及分析平臺***才智農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控平臺***農產品質量追溯系統(tǒng)平臺***示范區(qū)物聯(lián)網設備部署工作***才智倉儲、才智物流部署工作二設計方案〔一〕總體架構及平臺設計物聯(lián)網設備供給多種氣象、墑情、視頻信息，均接入系統(tǒng)中的***農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控平臺，整個系統(tǒng)以云端為根底，供給強大的數(shù)據(jù)處理和分析力氣，供不同終端訪問。1.1用戶層1.2設備層依據(jù)可以將上圖分為：感知層：由氣象站、網關系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、GPRS等構成，實現(xiàn)農業(yè)生產過程信息的全面感知，是過程自動把握及食品溯源的根底，傳輸層：實現(xiàn)信息的牢靠傳輸，感知層采集信息通過傳輸層傳輸?shù)桨盐諏影盐諏樱河墒謾C、把握器、調控設備及操控終端等組成；分析物聯(lián)網農業(yè)生產智能把握過程及物聯(lián)網構造特點，智能把握構造如以以下圖所示。物聯(lián)網感知層感知層的主要任務是完成各項信息的快速、準確采集和傳輸，為智能決策供給科學依據(jù)。感知層檢測信息隨檢測場合及需求的不同差異很大，對于作物種植環(huán)境來說，需要檢測的環(huán)境因子一般包括空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、風速、風向、雨量等。感知節(jié)點是感知層的根本功能單元，大量感知節(jié)點構成無縫感知網絡實現(xiàn)信息的全面感知，并通過無線傳輸實現(xiàn)確定范圍內信息的傳輸或會聚。感知節(jié)點功能及特點：感知節(jié)點具有更敏感、更全面的感知力氣，可全面感知和識別物體，采集和捕獲更豐富的信息；多個感知節(jié)點可便利構成感知網絡；感知節(jié)點感知信息的同時還可進展感知信息的逐級傳送。物聯(lián)網傳輸層傳輸層主要完成信息的牢靠傳輸。由于農業(yè)生產環(huán)境的簡潔多樣性，打算了信息傳輸形式的多樣性。傳輸網絡構造需依據(jù)現(xiàn)場情形選擇靈敏的構造形式，一般實行多輸入、多輸出的多路徑傳輸方式。傳輸節(jié)點是傳輸層的根本構造單元，傳輸節(jié)點除具有信息輸入、輸出轉發(fā)功能外，還需具有信息暫存功能。傳輸節(jié)點功能及特點：實現(xiàn)檢測信息及把握命令的牢靠傳輸；多個傳輸節(jié)點協(xié)作可實現(xiàn)信息的跳傳；可結合GPRS實現(xiàn)遠距離傳輸；可便利把集合信息傳輸給上位PC機。物聯(lián)網智能處理層把握層在分析全面感知信息的根底上，實現(xiàn)農業(yè)生產現(xiàn)場設備的自動把握。不同農業(yè)生產現(xiàn)場需實現(xiàn)的把握功能不同，相應把握設備的差異也很大。一般來說，把握層主要由把握系統(tǒng)、把握設備、計算機終端、手機等組成。把握設備雖然種類繁多，但從把握方式劃分，可分為模擬量把握設備及數(shù)字量把握設備及模擬、數(shù)字量把握兼有的把握設備。設備把握可由把握系統(tǒng)直接把握，也可通過把握系統(tǒng)人工操控，或可通過計算機終端實現(xiàn)遠程把握，還可通過移動端等設備進展操控。才智倉儲、才智物流由立體貨架、有軌巷道堆垛機、出入庫輸送機系統(tǒng)、穿梭車、機器人、AGV小車、尺寸檢測條碼閱讀系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、自動把握系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)〔WCS〕、計算機治理系統(tǒng)〔WMS〕以及其他如電線電纜橋架配電柜、托盤、調整平臺、鋼構造平臺等關心設備組成的簡潔的自動化物流系統(tǒng)。運用一流的集成化物流理念，承受先進的控制、總線、通訊〔無線、紅外等〕和信息技術〔RFID等〕，通過以上設備的協(xié)調聯(lián)動，由計算機把握而進展自動出入庫作業(yè)，可自動實現(xiàn)收貨、組盤、入庫、出庫、揀選、盤點養(yǎng)護、發(fā)貨、庫存統(tǒng)計和報警、報表生成等功能。〔二〕大數(shù)據(jù)采集、存儲及分析平臺數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集承受window效勞形式，將采集人工上傳數(shù)據(jù)，自動采集數(shù)據(jù)，和終端的歷史數(shù)據(jù)。自動采集科學組配氣象、土壤和地下水等各類傳感器，研發(fā)地空一體傳感器簇，構建作物生長過程環(huán)境信息智能化感知系統(tǒng)，實時采集傳輸各類數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析、監(jiān)控預警、決策效勞供給全天候、立體化數(shù)據(jù)支撐。歷史數(shù)據(jù)針對糧食生產過程中所需的自然、經濟、社會因素數(shù)據(jù)和田塊概況、土壤墑情及施肥、澆灌、治理等歷史數(shù)據(jù)，向地方政府相關部門、示范區(qū)負責企業(yè)和個人收集，經分析整理后入庫，與其他采集數(shù)據(jù)共同作為推想預警的數(shù)據(jù)根底。遙感數(shù)據(jù)通過遙感技術，對工程區(qū)地區(qū)的區(qū)域、地貌、土壤、水利、植被等信息提取、判定、加工處理，快速監(jiān)測和評估干旱和病蟲害等災難信息，估算區(qū)域范圍的農作物產量，為糧食數(shù)量分析與推想預警供給信息,為把握工程進展供給依據(jù)。數(shù)據(jù)分析通過對海量、多維、多源、離線及實時數(shù)據(jù)進展自動/半自動提取、分類、聚類、關聯(lián)、主題監(jiān)測，專題聚焦等操作，構建合理的數(shù)據(jù)應用模型。分析內容包含物聯(lián)網實時數(shù)據(jù)分析，物聯(lián)網數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，土壤墑情等。物聯(lián)網實時數(shù)據(jù)分析用于實時顯示物聯(lián)網的數(shù)據(jù)，如溫度，濕度，大氣壓力，風速等物聯(lián)網數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析對設備產生的數(shù)據(jù)進展追蹤統(tǒng)計監(jiān)控預警如干熱風預警，通過分析采樣，建立空氣溫度，空氣濕度和風速模型。來對當前區(qū)域進展干熱風預警?！踩澄锫?lián)網數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控平臺此系統(tǒng)位于應用層，便利用戶的操作和監(jiān)控。能實時在線顯示采集到的數(shù)據(jù)信息。通過PC端可以對系統(tǒng)設備檢測，數(shù)據(jù)分析，檔案治理，系統(tǒng)配置等功能。通過APP用戶可以進展遠程把握，隨時隨地的監(jiān)控設備運行狀況和報警信息。才智農業(yè)物聯(lián)網數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控平臺承受當前主流的技術框架，UI設計。后端承受分布式架構模式。整個系統(tǒng)分為如下系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集局部承受windows效勞形式，供給物聯(lián)網要求的設備接入，設備狀態(tài)實時監(jiān)控、生產現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)實時監(jiān)測及采集監(jiān)控系統(tǒng)局部承受B/S形式，用戶可以通過掃瞄器對環(huán)境或設備特別智能告警、澆灌的遠程或智能精準把握，查看歷史記錄，報表數(shù)據(jù)等。登陸主界面如下：主要系統(tǒng)如下：設備監(jiān)測設備監(jiān)測主要對智能網關，智能墑情儀，智能閥門等終端進展遠程把握，如遠程開關泵，遠程充值。實時監(jiān)測自動澆灌運維治理監(jiān)測終端的運行狀況數(shù)據(jù)分析記錄終端的歷史數(shù)據(jù)，進展報表分析。明細查詢主要查詢終端的歷史數(shù)據(jù)。報表分析平均水分報表平均水壓報表空氣濕度報表檔案治理組織架構治理縣鄉(xiāng)村的根本信息根本信息治理終端信息根本設備治理〔1〕參數(shù)設置設置智能網關，智能閥門，智能墑情儀的根本參數(shù)。系統(tǒng)維護權限設置主要依據(jù)角色和區(qū)域設置操作員的權限。系統(tǒng)設置設置WCF以及查看日志農產品質量追溯系統(tǒng)農產品質量安全追溯系統(tǒng)解決方案，利用二維碼和RFID無線射頻技術，針對農產品從生長到銷售各環(huán)節(jié)的農產品質量安全數(shù)據(jù)進展及時采集上傳，為消費者供給準時的農產品質量安全追溯查詢效勞，為農牧部門供給有效的農產品質量安全監(jiān)視治理機制和手段。3.3.1.系統(tǒng)流程〔系統(tǒng)流程圖〕〔農產品質量安全追溯查詢流程圖〕3.3.2.應用功能模塊物料治理供給商治理生產把握治理工序管控報警機制電子看板倉儲治理有效期治理先進先出機制發(fā)運治理運輸結算客戶治理客戶關心綜合查詢追溯查詢產品流向3.3.3.技術原理〔1〕檸檬質量追溯系統(tǒng)原理介紹檸檬追溯系統(tǒng)功能是指從消費者向果園，獵取檸檬的來源。為了確保檸檬的安全無公害，建立從果園到消費者的全程可追溯系統(tǒng)，集成應