《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺 總體框架》

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團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/COSOCCXXXX—XXXX

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺總體框架

Internetofthingsapplicationplatformforagriculture—Generalframework

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

版權(quán)所有歸屬于該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機構(gòu)，除非有其他規(guī)定，否則未經(jīng)許可，此發(fā)行物及其章節(jié)不得

以其他形式或任何手段進(jìn)行復(fù)制、再版或使用，包括電子版，影印件，或發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)等。使

用許可可于發(fā)布機構(gòu)獲取。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國基本建設(shè)優(yōu)化研究會??發(fā)布

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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺總體框架

1范圍

本文件規(guī)定了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺的總體技術(shù)架構(gòu)、平臺邏輯架構(gòu)、平臺部署架構(gòu)、平臺應(yīng)用架構(gòu)。

本文件適用于省市區(qū)縣、企業(yè)等的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和應(yīng)用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T33745物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語

GB/T37024信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)關(guān)安全技術(shù)要求

GB/T37025信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸安全技術(shù)要求

GB/T37044信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)安全參考模型及通用要求

GB/T37093信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知層接入通信網(wǎng)的安全要求

GB/T36951信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端應(yīng)用安全技術(shù)要求

GB/T41187農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)

3術(shù)語和定義

GB/T33745界定的及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺Internetofthingsapplicationplatformforagriculture

一種集數(shù)據(jù)實時采集、無線傳輸、智能處理和預(yù)測預(yù)警信息發(fā)布、輔助決策等功能于一體，通過對

農(nóng)業(yè)現(xiàn)場多源信息的準(zhǔn)確檢測、數(shù)據(jù)的可靠傳輸、信息的智能處理以及設(shè)備的智能控制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

智能化管理的軟件系統(tǒng)。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

B/S：瀏覽器/服務(wù)器模式（Browser/Server）

C/S：客戶機/服務(wù)器模式（Client/Server）

ESB：企業(yè)服務(wù)總線（EnterpriseServiceBus）

JSON：JS對象簡譜（JavaScriptObjectNotation）

GIS：地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem）

HTTP：超文本傳輸協(xié)議（HypertextTransferProtocol）

MQTT：消息隊列遙測傳輸協(xié)議(MessageQueuingTelemetryTransport)

SOA：面向服務(wù)的架構(gòu)（ServiceOrientedArchitecture）

TCP：傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol）

UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UserDatagramProtocol）

XML：可擴展標(biāo)記語言(ExtensibleMarkupLanguage)

YAML：仍是一種標(biāo)記語言（YetAnotherMarkupLanguage）

5總體技術(shù)要求

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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺建設(shè)應(yīng)符合GB/T37044、GB/T37024、GB/T37025、GB/T37093、GB/T36951、

GB/T41187要求。同時，應(yīng)采用兩級架構(gòu)方式，具體應(yīng)符合下列要求：

a)農(nóng)業(yè)現(xiàn)場端應(yīng)對農(nóng)業(yè)現(xiàn)場傳感器和其他信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

平臺并經(jīng)過數(shù)據(jù)加工處理后，按權(quán)限分發(fā)給農(nóng)民、企業(yè)、科研院所和各級政府管理部門；

b)根據(jù)需要給農(nóng)民、企業(yè)、科研院所和各級政府管理部門提供預(yù)警、統(tǒng)計、分析等相關(guān)服務(wù)；

c)容量與處理能力等設(shè)計應(yīng)留有冗余量，對外提供標(biāo)準(zhǔn)的開放接口，方便擴展其它深度應(yīng)用。

6平臺邏輯架構(gòu)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺邏輯架構(gòu)見圖1，包括感知控制層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層。

圖1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺邏輯架構(gòu)

a)感知控制層。感知控制層包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境氣候、水質(zhì)土壤參數(shù)、作物表型、動物行

為、設(shè)備工作狀態(tài)等農(nóng)業(yè)信息傳感器，用于現(xiàn)場自動化作業(yè)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)場控制器，物聯(lián)網(wǎng)智能

終端、攝像頭、邊緣設(shè)備等，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)場景物理參數(shù)感知和設(shè)施設(shè)備的智能控制。

b)網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層依賴于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的傳感網(wǎng)、有線/無線網(wǎng)（如ZigBee、藍(lán)牙、紅外、LoRa、

NB-IoT、4G/5G等），借助于網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，采用不同的通信協(xié)議（如TCP、UDP、MQTT、HTTP等），

按照指定的數(shù)據(jù)報文格式，將感知控制層采集的參數(shù)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)層發(fā)送的指令數(shù)據(jù)，分別傳

送到數(shù)據(jù)層和感知控制層。

c)數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層主要通過平臺的數(shù)據(jù)接口，對接收到的土壤、氣象、種養(yǎng)殖數(shù)據(jù)或指令進(jìn)行

數(shù)據(jù)預(yù)處理，不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲管理。支持根據(jù)應(yīng)用需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以

便利用數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換共享和可視化。

d)應(yīng)用層。應(yīng)用層是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)萬物互聯(lián)、人機交互的核心層，通過B/S、C/S模式的應(yīng)用系

統(tǒng)，提供農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不同場景、全業(yè)務(wù)階段的各種應(yīng)用，包括但不限于設(shè)備管理、環(huán)境監(jiān)測、

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人員管理、綜合統(tǒng)計和項目管理功能，可擴展視頻監(jiān)控、GIS管理、智能決策、預(yù)測預(yù)警和質(zhì)

量安全追溯功能等。

7平臺部署架構(gòu)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺部署包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場、云端計算平臺和各接入單位平臺三部分。農(nóng)業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺部署架構(gòu)見圖2。

圖2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺部署架構(gòu)

a)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場通過部署農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場控制系統(tǒng)，借助無線/

有線傳感網(wǎng)絡(luò)、傳感器、控制器、智能終端、基站、邊緣計算設(shè)備、中繼器、RFID、攝像頭

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等，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施設(shè)備的管理、控制及數(shù)據(jù)采集，借助邊際網(wǎng)關(guān)可以將物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)

發(fā)送到云端計算平臺，服務(wù)于大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖四種生產(chǎn)應(yīng)用場景。

b)云端計算平臺。依托云端計算平臺提供的網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等資源，接收來自農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生

產(chǎn)現(xiàn)場邊際網(wǎng)關(guān)發(fā)送的數(shù)據(jù)，建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云端數(shù)據(jù)中心，對外提供基礎(chǔ)服務(wù)接口、資源

服務(wù)接口和管理服務(wù)接口，服務(wù)于各加入單位的業(yè)務(wù)系統(tǒng)需求。

c)各接入單位平臺。在各接入單位（政府、企業(yè)、農(nóng)戶、監(jiān)督機構(gòu)）部署農(nóng)業(yè)行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的

前置機/ESB，通過調(diào)用基礎(chǔ)服務(wù)接口、資源服務(wù)接口和管理服務(wù)接口，實時獲取農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、設(shè)施設(shè)備運行狀態(tài)等。

8平臺應(yīng)用架構(gòu)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺應(yīng)用架構(gòu)見圖3，包括設(shè)施設(shè)備、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺、客戶端。

圖3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺應(yīng)用架構(gòu)

a)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)部署智能終端、PC、可視化大屏、便攜式計算機等設(shè)施設(shè)備。

b)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺向上為其他交互的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)服務(wù)接口、資源服務(wù)接口和管理

服務(wù)接口三種服務(wù)接口。其中，基礎(chǔ)服務(wù)接口是將資源服務(wù)接口和管理服務(wù)接口中基礎(chǔ)性的

操作封裝形成的公共接口。三種服務(wù)接口應(yīng)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺的發(fā)布功能、檢索功能

和管理功能，并應(yīng)符合下列要求：

1)平臺應(yīng)采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的SOA規(guī)范，基于HTTP、MQTT、COAP等協(xié)議實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接入；

2)數(shù)據(jù)交換應(yīng)支持多種數(shù)據(jù)格式的傳遞，包括XML、JSON、YAML等；

3)支持跨語言，跨操作系統(tǒng)調(diào)用。

c)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺向下提供任務(wù)調(diào)度接口、設(shè)備控制接口和數(shù)據(jù)采集接口三種接口。其中，

任務(wù)調(diào)度接口用于對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，設(shè)備控制接口負(fù)責(zé)云端遠(yuǎn)程控制

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)施設(shè)備，數(shù)據(jù)采集接口負(fù)責(zé)按照業(yè)務(wù)需求對各種物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，支

持自動定時采集、云端觸發(fā)采集兩種方式。

A

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參考文獻(xiàn)

[1]GB/T25069—2022信息安全技術(shù)術(shù)語

[2]G