智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)品解決方案

智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)品解決方案政策背景 2解決方案 4商務(wù)模式1.1物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)狀l產(chǎn)業(yè)規(guī)模：截止到2018年我國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模超過1.36萬億元，預(yù)測到2020年規(guī)模將超過2萬億元，2014-2018年復(fù)合增長率達(dá)24.7%。市場前景廣闊。l平臺(tái)需求：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量設(shè)備連接入網(wǎng)，傳統(tǒng)通道式應(yīng)用遭遇瓶頸，平臺(tái)使能的重要性逐漸凸顯。因此，平臺(tái)服務(wù)是海量連接的生態(tài)聚合點(diǎn)，也成為各方爭奪的重點(diǎn)。使能平臺(tái)的建設(shè)將為各個(gè)行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供前所未有的機(jī)遇。傳統(tǒng)應(yīng)用引入平臺(tái)后傳統(tǒng)應(yīng)用1.2畜牧行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀改革開放至今近40年改革開放至今近40年，中國畜牧行業(yè)得到飛速發(fā)展，畜牧業(yè)作為我國重要的產(chǎn)業(yè)組成部分，2013年以來其產(chǎn)值規(guī)模不斷走高。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國畜牧業(yè)總產(chǎn)值為28436億元，2016年達(dá)到31703億元，首次突破3萬億元，改年漲幅也達(dá)到了近年來的最大值6.46%。由于2017年農(nóng)業(yè)部畜牧業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)并未公布，但從畜牧業(yè)2017年的發(fā)展?fàn)顩r來看，預(yù)計(jì)2017年全年我國畜牧業(yè)產(chǎn)值規(guī)模仍進(jìn)一步增長至32376億元，漲幅將會(huì)比2016年有所下降，至2.12%左右。2013-2017年中國畜牧業(yè)產(chǎn)值規(guī)模變化趨勢(shì)圖（單位：億元，%）1.3物聯(lián)網(wǎng)在畜牧行業(yè)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)牧場精細(xì)化管理實(shí)現(xiàn)牧場精細(xì)化管理nn通過物聯(lián)網(wǎng)對(duì)牧場的環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控，使管理者實(shí)時(shí)了解牲畜的生長環(huán)境和生長情況信息；n通過對(duì)牛羊佩戴耳標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每頭牲畜的自動(dòng)化管理，節(jié)省人工成本投入，提高生產(chǎn)效率；n通過對(duì)牛羊佩戴定位項(xiàng)圈，放牧?xí)r了解牲畜的位置信息，防止丟失造成經(jīng)濟(jì)損失；保證牲畜及時(shí)繁殖保證牲畜及時(shí)繁殖nn通過對(duì)奶牛佩戴發(fā)情項(xiàng)圈，能夠監(jiān)測奶牛的發(fā)情狀況，降低奶?？諔烟鞌?shù)、提高奶牛妊娠率、可有效提高牧場效益、迅速擴(kuò)大牛群規(guī)模、節(jié)約凍精消耗，保障牧場效益。食品質(zhì)量及追溯食品質(zhì)量及追溯nn實(shí)現(xiàn)對(duì)肉品、乳品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售各環(huán)節(jié)有效的監(jiān)管手段，保證食品質(zhì)量及源頭追溯；實(shí)現(xiàn)預(yù)防疾病實(shí)現(xiàn)預(yù)防疾病nn通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)牲畜的行為進(jìn)行分析，可預(yù)測牲畜是否生病，進(jìn)行有效的預(yù)防，防止疾病大規(guī)模產(chǎn)生及蔓延；1.4物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策工信部2017年11月《工業(yè)和信息化部關(guān)于第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)使用3300－3600MHz和4800－5000MHz頻段相關(guān)事宜的通知》工信部2017年6月《工信部印發(fā)《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》工信部2017年1月《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》國務(wù)院2016年12月《“十三五”國家信息化規(guī)劃》國務(wù)院2016年11月《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國務(wù)院2016年7月《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》發(fā)改委2016年5月《2016年停車場建設(shè)工作要點(diǎn)的通知(發(fā)改辦基礎(chǔ)〔2016〕718號(hào)》發(fā)改委2013年11月《2014-2016年國家物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程區(qū)域試點(diǎn)工作的通知》國務(wù)院2013年9月《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》國務(wù)院2013年3月《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃(2012—2030年)》杭州2016年9月《杭州市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》無錫2012年8月《無錫國家傳感器創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要（2012-2020）》重慶2014年12月《重慶市加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》寧波2015年6月《寧波市人民政府關(guān)于加快發(fā)展智能裝備產(chǎn)業(yè)的實(shí)時(shí)意見》北京2012年3月《智慧北京行動(dòng)綱要》2015年12月《（中國制造2025）北京行動(dòng)剛要》2016年1月《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的實(shí)施意見》上海2016年2月《上海市推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)實(shí)施意見》廣州2012年9月《關(guān)于建設(shè)智慧廣州的實(shí)時(shí)意見》深圳2016年8月《深圳市信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》 解決方案 3應(yīng)用場景及 4商務(wù)模式2.1智慧畜牧業(yè)全景解決方案信息采集網(wǎng)絡(luò)傳輸x絡(luò)畜牧物聯(lián)網(wǎng)使能平臺(tái)門戶應(yīng)用集成服務(wù)用提供直接穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐及能力開放；包括牧棚物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控監(jiān)測、發(fā)情監(jiān)測、養(yǎng)殖管理、食品溯源等；并提供建2.2智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能平臺(tái)對(duì)接不同廠商的硬件設(shè)備、通信協(xié)議，為不同畜牧養(yǎng)殖業(yè)務(wù)類型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入方案，極大降低了終端接入的難度和成本。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與傳統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái)相比，具有底層終端類型繁多、數(shù)量龐大、行業(yè)應(yīng)用復(fù)雜的特點(diǎn)，終端數(shù)量規(guī)模為百萬級(jí)甚至更高。物聯(lián)網(wǎng)使能平臺(tái)采集、處理、分析大量數(shù)據(jù)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高時(shí)效調(diào)度與處理，并保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性。對(duì)不同種類的終端及海量數(shù)據(jù)集中管理，并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享和交換功能，通過平臺(tái)連接各種業(yè)務(wù)相關(guān)的異構(gòu)系統(tǒng)、應(yīng)用以及數(shù)據(jù)源，滿足系統(tǒng)之間無縫共享和交換數(shù)據(jù)。解決了應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的信息孤島問題，數(shù)據(jù)平臺(tái)的統(tǒng)一性讓大數(shù)據(jù)分析成為可能。提供畜牧養(yǎng)殖多場景的應(yīng)用平臺(tái)環(huán)境支撐，包括環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)、養(yǎng)殖管理系統(tǒng)、移動(dòng)定位系統(tǒng)、發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng)、食品溯源系統(tǒng)等。2.3平臺(tái)總體架構(gòu)安全行為安全行為智能分析數(shù)據(jù)安全云平臺(tái)安全物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)安全應(yīng)用平臺(tái)應(yīng)用平臺(tái)應(yīng)用安全應(yīng)用安全應(yīng)用應(yīng)用使能發(fā)情信息發(fā)情信息位置信息環(huán)境信息身體狀態(tài)信息……通用使能業(yè)務(wù)通用使能業(yè)務(wù)使能平臺(tái)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)清洗設(shè)備數(shù)據(jù)翻譯規(guī)則數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理設(shè)備管理數(shù)據(jù)采集連接管理平臺(tái)蜂窩（遠(yuǎn)距）網(wǎng)絡(luò)連接管理非蜂窩（固網(wǎng)、短距網(wǎng)絡(luò)傳輸安全感知設(shè)備安全網(wǎng)絡(luò)傳輸安全感知設(shè)備安全物聯(lián)網(wǎng)模組終端（耳標(biāo)、項(xiàng)圈、視頻攝像頭等）2.4平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)安全管理安全管理應(yīng)用層html5html5VueVuejavascriptjavascriptcsscsshttphttp/postZuulAPI網(wǎng)關(guān)Server服務(wù)注冊(cè) 微服務(wù)1--ZuulAPI網(wǎng)關(guān)Server服務(wù)注冊(cè) 微服務(wù)1----、 微服務(wù)3-----微服務(wù)數(shù)據(jù)通信服務(wù)層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層UDP數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源傳感器1傳感器2…傳感器n運(yùn)維監(jiān)控運(yùn)維監(jiān)控使用的技術(shù)：2.5平臺(tái)安全架構(gòu)處理應(yīng)用層處理應(yīng)用層云平臺(tái)安全虛擬化計(jì)算資源/網(wǎng)絡(luò)資源/存儲(chǔ)資源安全虛擬化計(jì)算資源/網(wǎng)絡(luò)資源/存儲(chǔ)資源安全平臺(tái)鑒權(quán)數(shù)據(jù)加密n基礎(chǔ)設(shè)施安全公有云（由公有云保障）私有云（自建防火墻等設(shè)備）n數(shù)據(jù)接入鑒權(quán)、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)保障數(shù)據(jù)的安全性網(wǎng)絡(luò)傳輸層網(wǎng)絡(luò)傳輸層傳輸協(xié)議安全和加密傳輸自組VPN解決方案數(shù)據(jù)傳輸安全數(shù)據(jù)傳輸安全n采用標(biāo)準(zhǔn)的UDP/CoAP協(xié)議，傳輸層安全由運(yùn)營商保障；n私有云可采用VPDN、專線的方式保障傳輸安全；感知設(shè)備層感知設(shè)備層感知設(shè)備安全感知設(shè)備安全n設(shè)備端采用TEA算法加密，加密數(shù)據(jù)塊為8字節(jié)，秘鑰塊為16字節(jié)，對(duì)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不滿8位或者不是8位整數(shù)倍時(shí)，采用隨機(jī)數(shù)進(jìn)行填充。2.6產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)n系統(tǒng)前端采用Vue.js可實(shí)現(xiàn)前后端分離，Vue.js是一套輕巧、高性能、可組件化的MVVM庫，是一套構(gòu)建用戶界面的漸進(jìn)式框架。前端可快速迭代，快速響應(yīng)接入平臺(tái)租戶的前端頁面的各種定制需求。nSpringCloud/SpringBoot：系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)采用單體式編碼方式很難實(shí)現(xiàn)的功能提供了模塊化的解決方案，單個(gè)服務(wù)很容易開發(fā)、理解和維護(hù)。1、服務(wù)靈活、易擴(kuò)展，可根據(jù)接入設(shè)備數(shù)量平滑擴(kuò)展服務(wù)數(shù)量。2、微服務(wù)架構(gòu)模式每個(gè)微服務(wù)獨(dú)立、業(yè)務(wù)簡單，易于代碼重構(gòu)和功能的持續(xù)升級(jí)。n系統(tǒng)采用分庫分表技術(shù)--內(nèi)存數(shù)據(jù)庫radis、MongoDB及MySQL，提高數(shù)據(jù)吞吐能力及數(shù)據(jù)處理速度。n系統(tǒng)采用Kafka消息中間件，kafka可有效提升物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的吞吐量，通過集群以及緩存技術(shù)，可有效保證采集數(shù)據(jù)的低延遲和高吞吐量。2.7部署形態(tài)[1]–--私有化部署n平臺(tái)支持政府及大型企業(yè)用戶的定制化開發(fā)及私有化部署（平臺(tái)相對(duì)于阿里、華為、基本粒子、移動(dòng)等廠商的優(yōu)勢(shì)）。部署方式如圖所示：2.7部署形態(tài)[2]–--共有化部署n平臺(tái)支持公有化的部署形式，可部署至沃云、阿里云、華為云、騰訊云等共有云平臺(tái)上，對(duì)外提供服務(wù)；部署方式如圖所示：公眾用戶公眾用戶InternetInternetInternetWeb應(yīng)用防火墻行業(yè)應(yīng)用精細(xì)化管理平臺(tái)容器服務(wù)Kubernetes彈性伸縮專網(wǎng)VPC負(fù)載均衡彈性伸縮專網(wǎng)VPC負(fù)載均衡云監(jiān)控安全數(shù)據(jù)庫安全數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)存儲(chǔ)公有云部署2.8產(chǎn)品私有化部署要求n平臺(tái)支持虛擬化和容器化部署環(huán)境；n各省份或用戶如想私有化部署平臺(tái)，最小化部署需求如下：需求名稱服務(wù)器名稱數(shù)量VCPU內(nèi)存(GB)硬盤服務(wù)器需求數(shù)據(jù)采集服務(wù)器28數(shù)據(jù)庫服務(wù)器28系統(tǒng)管理服務(wù)器148應(yīng)用使能服務(wù)器148對(duì)外接口服務(wù)器148合計(jì)744網(wǎng)絡(luò)需求具有20M帶寬的固定ip，公網(wǎng)ip或可映射到公網(wǎng)安全需求等保二級(jí)和等保三級(jí)，根據(jù)用戶需求而定 2解決方案 3應(yīng)用場景 4商務(wù)模式4.1牧場環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采集器、控制器、光照光照風(fēng)機(jī)濕度飼料添加4.2養(yǎng)殖管理系統(tǒng)牧場管理牧場管理）；牛只管理牛只管理人員管理疾病管理疾病管理通過監(jiān)測設(shè)備（感應(yīng)器或視頻監(jiān)控）記錄牲畜的飲食信息（關(guān)鍵是飲4.3自動(dòng)定位系統(tǒng)通過牛羊的脖頸上佩戴GPS定位防丟器防止在自由放牧?xí)r牲畜走失，造成經(jīng)濟(jì)損失。定位器定時(shí)采集信息上傳至智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。并可實(shí)現(xiàn)歷史軌跡查詢、電子圍欄等功能，當(dāng)牲畜超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)平臺(tái)將告警信息發(fā)送至相關(guān)責(zé)任人，用戶可在手機(jī)端隨時(shí)隨地掌握牛羊的即時(shí)位置情況。產(chǎn)品展示平臺(tái)截圖4.4發(fā)情監(jiān)測系統(tǒng),采集的數(shù)據(jù)上傳到控制器，控制器將數(shù)據(jù)匯集到人。降低奶?？諔烟鞌?shù)、提高奶牛妊娠率、提高牧場效益、迅速擴(kuò)大牛群規(guī)模、節(jié)約凍,保證牧場效益。傳感器