市农业物联网工程总体规划方案-2016版.doc

XX市农业物联网工程总体规划方案 2016版
版本号：2012.05

常德市农业物联网工程
整体规划方案

日期：2012-05

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目 录

一．设计概要 2
1.1 工程意义 2
1.2 建设目标 2
1.3 建设原则 3
二. 总体方案 3
2.1建设内容 3
2.1.1 综合服务平台 3
2.1.2 政府决策中心 6
2.1.3 应用示范工程 6
2.2 技术架构 8
2.3.1 感知层 8
2.3.2 传输层 8
2.3.3 服务层 9
2.3.4 应用层 10
2.4 任务分解 10
三. 计划进度 11
3.1 设计阶段 11
3.2 原型开发阶段 11
3.3 开发测试阶段 12
3.4 试点示范阶段 12
3.5 规模应用阶段 13
四. 组织实施措施 14
4.1 组织体系建设 14
4.2 资源集成机制 14
4.2.1 资源聚合 14
4.2.2 项目衔接 14

一．设计概要
1.1 工程意义
作为中国重要的农产品生产基地，常德市东滨洞庭，西通黔川，南毗益阳，北连荆襄，土壤肥沃，气候湿润，具有发展牧业、水产业和林果业的先天条件。常德市是湖南省农业规模及农业产值最大的城市，多年来，在政府领导的指导下，常德逐步形成了以特种水产、肉食、蛋禽、茶叶、杨树、果蔬等为支柱的传统农业产业优势。
农业物联网技术目前已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、经济及生态效益。常德市农业物联网工程的实施，是常德市抓住国家大力发展物联网机遇、推动农业信息化建设的重要方法。农业信息化是农业全过程的信息化，即在农业领域全面地发展和应用现代信息技术，使之渗透到农业生产、流通、消费以及农村社会、经济、技术等各个具体环节，大幅度地提高农业生产效率和农业生产力水平，加速传统农业改造，促进农业持续、稳定、高效发展的过程。
1.2 建设目标
基于常德市农业特点及传统优势，通过农业物联网关键技术的突破、综合服务平台和应用示范工程建设，建成支撑常德市现代农业发展的三大农业物联网服务体系：政府快速决策指挥体系，农产品生产、加工、流通、交易、消费全程供应链管理体系，农产品质量安全溯源体系，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，在湖南省形成农业物联网应用工程典范，为湖南省加快发展“两高一优”（即高质量、高产量，优质配送服务）农业、建设农业强省、实现农业走在中部崛起前列目标提供有力支撑。
1.3 建设原则
根据常德市农业发展的基础、优势及市场需求，按照“政府推动、企业主体、社会参及、共同发展”的原则，大力推进农业物联网技术的推广及应用。着力推广物联网技术在水产养殖、果蔬种植、畜牧畜禽、茶叶生产等优势产业方面的应用。
二. 总体规划
2.1建设内容
围绕常德市农业物联网工程的建设目标，常德市农业物联网工程整体布局为政府决策、平台支撑、生产服务三个层次。整体布局：1个综合服务平台、1个政府决策指挥中心、4个应用示范工程。详见下图 1、图 2所示。
2.1.1 综合服务平台
农业物联网综合服务平台，充分利用和整合常德市各种农业信息化资源,为政府决策、企业经营管理、基层农业科技人员和农业生产经营主体提供综合服务。

图 1农业物联网综合服务平台建设内容
基于云计算技术的物联网综合服务平台主要包括以下三大建设内容。
（1）基础软硬件设施：基础软硬件设施（又称“设施云”）主要由实现多源数据存储、管理、计算、交换的物理设备组成，因此需要选择合适的建设地点，建设中心机房以及集中管理的硬件设备资源池。
设施云负责把服务器、存储设备、负载均衡设备、网络交换设备等物理硬件组成的“云端”基础设施虚拟化，作为计量服务提供给用户。
（2）农业数据及应用支撑平台：应用支撑平台（又称“平台云”）位于设施云之上的基础软件平台，平台云提供应用云依赖的通用服务以及这些服务依赖的运行环境。应用支撑平台由提供开发通用开发组件及集成环境的应用开发平台，实现上下层数据交换功能的数据交换平台，支撑车辆、货物和人员的定位功能的地理信息平台以及通用的感知设备、云服务应用终端的管理平台组成。
数据仓库是平台建设的核心内容，通过分布式数据库系统实现农业生产、农业标准、动物疫情、病虫草害、土壤、气象、水情、农民远程教育等数据的集中管理、分类存储和分级共享，是整个平台的数据源。
（3）农业应用系统：农业应用系统（又称“应用云”）主要实现平台的具体业务功能，基于云计算环境为合肥市农业企业、农业主管部门、消费者等最终用户提供应用服务。应用云将各种农业应用软件系统统一部署在服务器上，用户只需拥有能够接入互联网的服务终端，即可随时随地使用服务。
根据平台的建设目标，农业应用系统整合原有的常德市农业信息网站群、各专业网站和农村手机报等农业信息发布平台，并根据新的应用需求，研发农作物“四情”监测调度、农产品全程供应链（生产、加工、流通、交易、消费）管理、农技推广及专家服务、农产品质量安全追溯等农业应用系统。
2.1.2 政府决策中心
围绕常德市农业宏观决策管理需求，基于物联网综合服务平台，部署政府决策指挥中心。聚合农业生产、加工、物流、交易、消费各环节信息，集成各种宏观及微观农情监测数据，调度强大的分布式计算及存储资源，实现农业病情、虫情、灾情、墒情等信息快速掌握，并实施科学、高效的决策及部署。
2.1.3 应用示范工程
平台建设后，前期将围绕以下四方面展开应用示范。

图 2农业物联网应用示范工程
1、畜禽、水产规模化养殖应用示范
针对桃源毫猪、禽蛋、西洞庭湖水产养殖，通过部署畜禽、水产养殖环境远程监控、疫情监控、疾病远程诊断等信息化设施，实现畜牧、水产养殖、疫药及饲料施用、免疫、检验检疫、地点转换、出场等养殖全过程信息化管理。
2、智能化大棚果蔬种植应用示范
针对汉寿县特色蔬菜种植及石门县柑橘基地，以传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、农业资源数据库技术等物联网技术为支撑，建立智能化果蔬大棚，实时采集温室（大棚）内的空气、土壤温湿度、视频等数据，实时分析参数并调整温、湿、光照等环境控制设备，实现环境参数自动调节、信息发布、病虫害防控等功能。
3、特色茶示范应用
针对桃源古洞春大野茶、石门银锋、东山秀峰等优质特色茶种，建设特色茶叶生产环境监测、精细化生产管理以及整个加工过程监控等信息化设施，实现特色茶叶生产精细化管理和追溯，提升茶叶品牌附加价值。
4、现代化农产品及视频物流中心示范应用
针对常德市农产品及食品在销售过程中的严重损耗问题，建设专门用于农产品及食品运输的冷链物流中心。以RFID技术为依托，建设高效、优质的物流体系，以确保将农民及食品企业的损失最小化。
2.2 技术架构
围绕常德市农业物联网工程整体建设内容，整个工程技术架构分为：感知层、传输层、数据层和服务层四个层次，如

图 3。
2.3.1 感知层
通过引进、集成、研发低成本农业传感器产品，实现对大田环境，畜牧水产养殖环境以及果蔬温室大棚等环境下植物本体、土壤营养成分、植物病虫害、动物生理等信息的快速获取，从而为上层提供基础数据。
农业环境包括：水、土、气，目前对水质、气体感知技术比较成熟，土壤感知较难，主要表现在快速、原位、成本问题，导致大规模土壤肥力建模困难。在整体工程实施过程整，根据不同的应用场景，需要引进、研发、集成不同的农业传感器。
2.3.2 传输层
充分利用电信、移动、联通等主流通讯技术，建立农业物联网传感器通信接口、用户接口等，实现多种网络的自适应无缝接入，保证农业感知设备及用户无障碍地接入综合服务平台。需基于RFID技术、传感器技术、移动通信网络技术开发适合不同应用场景的数据采集终端。

图 3 常德市农业物联网工程技术架构
2.3.3 服务层
基于云计算技术，整合分布在各单位的数据资源，建设农业基础地理、农业资源环境、农业生产管理、农业气象灾害等数据仓库，集成病虫害诊断、施肥决策等知识模型建立农业生产管理知识仓库，为整个工程提供数据及知识支撑。
在数据层面，农业气象相关数据资源已基本具备，可直接对外服务，而土壤类型及施肥数据库、植保数据库以及农业专业服务知识库则需要进一步集成后才能提供服务，农业遥感及地面监测数据库则需要从国外引进相关遥感影像数据。
2.3.4 应用层
围绕农业生产、加工、物流、交易、消费五个环节部署：农作物“四情”监测调度、农产品全程供应链管理、农技推广及专家服务、农产品质量安全追溯等农业应用系统。
政府决策指挥中心采用远程化、网络化、可视化、图表化的现代化的物联网通讯设施和传输技术，选择合适地点集中建设。
在用户服务网络层面，常德市专业合作社、供销社系统及农产品深加工企业、农业生产经营大户等渠道及网络建设已基本成规模，从而为大规模农业物联网工程示范提供支撑。针对不同的应用服务主体，需基于RFID技术、移动通信网络技术开发不同的应用服务终端及应用中间件。
2.4 任务分解
根据工程建设内容及总体技术架构，整个农业物联网工程主要任务包括：传感器系统、传输网络、数据仓库、农业应用系统4大支撑技术研发、1一个综合服务平台、1个政府决策指挥中心搭建，4大应用示范工程建设。为有效推进工程实施，需成立常德市农业物联网工程领导小组，在领导小组的统一部署下，由大学、科研院所企业等技术优势单位承担支撑技术研发任务；由平台运营主体、系统集成优势企业承担平台建设相关任务；由农业生产运营主体、系统集成优势企业承担应用示范工程建设相关任务。
三. 计划进度
常德市农业物联网工程分为5个阶段，进度计划请见
3.1 设计阶段
2012年6月－2012年9月，确定关键技术及产品研发单位和责任人，完成技术路线调研及技术方案制定，并形成切实可行的实施计划。
3.2 原型开发阶段
2012年10月－2012年12月，引进集成低成本高可靠农用传感器及采集终端产品；综合服务平台基础设施建设基本完成，可提供超过100TB的云存储空间和满足万次用户并发访问需求，汇聚的农业基础数据超过20TB。政府决策指挥中心基础设施建设基本完成。
完成农作物“四情”监测调度、农产品全程供应链管理、农技推广及专家服务、农产品质量安全追溯等原型系统开发；合肥市农业物联网整体工程展现雏形。
3.3 开发测试阶段
2013年1月－2012年3月，完成工程所需农业传感器及数据采集终端设备的研发；完成综合服务平台数据仓库建设，提供超过300TB的云存储空间，满足十万次用户并发访问需求；集成的农业基础数据超过70TB。
完成：农作物“四情”监测调度、农产品全程供应链管理、农技推广及专家服务、农产品质量安全追溯系统开发；合肥市农业物联网整体工程初见成效。
3.4 试点示范阶段
2013年4月－2013年8月，完成工程所需农业传感器及数据采集终端的规模应用；综合服务平台建成并稳定运行，并可根据上层服务系统的负载情况，动态调整计算、存储、网络等资源，使资源得到高效利用；政府决策指挥中心建成，实现对合肥市重要农产品、影响农业发展重要因素的动态监测和趋势分析以及农业生产、抗灾救灾、突发事件快捷高效的调度指挥。

图 4合肥市农业物联网工程实施计划图
完成：农作物“四情”监测调度、农产品全程供应链管理、农技推广及专家服务、农产品质量安全追溯等农业应用系统部署。
3.5 规模应用阶段
2013年9月－2013年12月，综合服务平台稳定运行，存储能力为6PB（6000TB），计算能力达1000百万亿次；实现大规模服务的自动发现、自动组织、自适应调整，使服务得到高效访问。
四. 组织实施措施
4.1 组织体系建设
在常德市农业物联网工程领导小组的指导下，集成常德市大学、科研院所、企业等成果转化、产品开发、系统集成的龙头作用，建立产学研用共赢机制。
4.2 资源集成机制
4.2.1 资源聚合
引进、消化和吸收国内外先进农业物联网技术、产品、数据及解决方案，通过集成创新突破大规模、低成本信息获取的技术瓶颈，攻克共性支撑及应用服务的关键技术；坚持引进消化为主、有限目标突破、资源共建共享的基本思路，形成常德市农业物联网数据聚集、知识聚集、产品聚集、人才聚集优势。
4.2.2 项目衔接
充分利用湖南省以及国家部委相关技术前期布局，结合常德市“十二五”科研规划，把“常德市农业物联网工程”及湖南省农业信息化建设结合，形成科研资金及科研智慧的合力。
五. 附件
附件1：政府决策指挥中心设计方案
附件2：农技推广及专家服务系统设计方案
附件3：畜禽、水产品全程供应链管理系统设计方案
附件4：有机茶监控、监测系统以及追溯体系设计方案
附件5：设施果蔬全程供应链管理系统设计方案
附件6：特色经济作物（蓝莓、葡萄）全程供应链管理系统设计方案