CN106022948A - 农业物联网的综合服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了农业物联网的综合服务系统，属于农业物联网技术领域；所述的农业数据与应用支撑平台包含应用开发平台、数据交换平台、设备管理平台、地理信息平台和接口管理平台；所述的应用开发平台、数据交换平台、设备管理平台、地理信息平台和接口管理平台之间相互连接；所述的基础软硬件设施平台包含计算资源池、存储资源池、资源虚拟化模块和网络平台；所述的计算资源池、存储资源池分别与网络平台连接；市场前景十分广阔；逐步带动农业转型升级，最终为构建全国农产品现代农业服务体系，实现农产品质量安全、农业生产可持续发展及农民增产增收提供技术支撑。

Description

农业物联网的综合服务系统

技术领域

本发明涉及农业物联网技术领域，具体涉及农业物联网的综合服务系统。

背景技术：

物联网(Internet of Things）就是“物物相连的互联网”，是将物品的信息（多种类型编码）通过射频识别（RFID）、传感器等信息采集设备，按约定的通信协议与互联网连接起来，使物品的信息化实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。

总的来说，物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第3 次浪潮，是互联网和通信网的网络延伸与应用拓展，具有整合感知识别、传输互联和计算处理等功能，是对新一代信息技术的高度集成和综合运用。物联网通过信息共享和业务协同，将人与人之间的信息交互沟通向人与物、物与物扩展延伸。

进入新世纪以来，欧美等一些国家相继开展了农业领域的物联网应用示范研究，在农业资源利用、农业生态环境监测、农业生产、农产品安全监管等领域都取得了一定的成果，同时推动了相关新兴产业及其标准化的发展。

在农业资源监测和利用领域，美国和欧洲主要利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测，并将其结果发送到各级监测站，进入信息融合与决策系统，实现大区域农业的统筹规划。例如，美国加州大学洛杉矶分校建立的林业资源环境监测网络，通过对加州地区的森林资源进行实时监测，为相应部门提高实时的资源利用信息，为统筹管理林业提供支撑；在农业生态环境监测领域，美国、法国和日本等一些国家主要综合运用高科技手段构建先进的农业生态环境监测网络，通过利用先进的传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术等建立覆盖全国的农业信息化平台，实现对农业生态环境的自动监测，保证农业生态环境的可持续发展。例如，美国已形成了生态环境信息采集—信息传输处理—信息发布的分层体系结构。法国利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报，对病虫草害进行测报；在农业生产精细管理领域，美国、澳大利亚、法国、加拿大等一些国家在大田粮食作物种植精准作业、设施农业环境监测和灌溉施肥控制、果园生产不同尺度的信息采集和灌溉控制、畜禽水产精细化养殖监测网络和精细养殖等方面应用广泛。例如，2008年，法国建立了较为完备的农业区域监测网络，指导施肥、施药、收获等农业生产过程。荷兰VELOS智能化母猪管理系统在荷兰以及欧美许多国家得到广泛应用，能够实现自动供料、自动管理、自动数据传输和自动报警。泰国初步形成了小规模的水产养殖物联网，解决了RFID技术在水产品领域的应用难题；在农产品安全溯源领域，国外发达国家在动物个体编号识别、农产品包装标识及农产品物流配送等方面应用广泛。例如加拿大肉牛2001年起使用一维条形码耳标，目前已过渡到使用电子耳标。2004年日本基于RFID技术构建了农产品追溯试验系统，利用RFID标签，实现对农产品流通管理和个体识别。

物联网技术大幅提升了我国农业生产的智能化水平。我国已经进入加快改造传统农业，走中国特色农业现代化道路的关键时刻，智能农业服务技术的重要作用日益凸显。这是以农业种植、养殖、加工、经营过程中的各类事件为服务对象，以基础海量数据、动态即时数据获取和智能信息处理系统为核心技术，以分布式、互动性、主动型、自动化等为特征的一种信息服务。其核心是利用现代信息技术手段，对农业生产的各种要素进行数字化采集、科学化管理、智能化控制、精准化服务，提高管理支持，降低生产成本，提高产业效益。智能农业服务技术包括：农情精准获取技术、数据自动处理技术和信息推送应用技术，具有互动性、智能性、主动性、即时性、预见性等独特优势。从智能农业的操作实践上看，目前我国的农业物联网智能应用主要体现在大棚种植、畜禽养殖和水体养殖等方面。

一是温室大棚智能监测控制。主要是通过各种传感器，实时监测温室大棚温度、湿度、光照、土壤水分等环境因子数据，在专家决策系统的支持下进行智能化决策，自动控制生产设备。也可以通过电脑、手机、触摸屏等终端，实时远程调控湿帘风机、喷淋喷灌、内外遮阳、加温补光等设备，调节大棚内生长环境至适宜状态。如，安徽朗坤物联网有限公司温室大棚环境智能控制系统，集数据、图像实时采集、无线传输、智能处理和预测预警、信息发布、辅助决策等功能于一体。

二是畜禽养殖智能监测控制。主要是实时采集养殖区资源信息，实现养殖环境因素远程调控，部分养殖场已经实现了饲喂、繁育、粪便清理等环节的自动化、智能化、精准化控制。如，规模养鸡场智能监控管理系统，可以对鸡舍环境进行监测，发送短信和拨打电话报警，通过无线终端远程控制鸡舍内的灯光、风扇、降温等设备，记录温度、湿度、光照等基础数据，与鸡舍饲养密度、品种、健康状况、肉料比等数据建立关联模型。

三是水产养殖水体环境智能检测控制。例如水产养殖环境智能监控系统，具有数据实时自动采集、无线传输、智能处理、预测预警和辅助决策等功能，可实现对河蟹养殖池水质特别是溶解氧的监控与调节，有效改善河蟹生长环境，提高河蟹产量和质量，减少对周边水体的环境污染，每亩水面增收1000元； GPRS水体在线监控系统可自动检测水体温度、PH值、溶解氧、氨氮等与养殖业关系密切的理化因子，随时检测养殖水面环境，掌控池塘增氧、水泵运行等情况，水质一旦发生异常，微孔增氧系统自动开启，均衡增加水体溶解氧，系统应用后，青虾摄食旺盛，消化吸收能力增强，生长速度加快，规格明显增大，亩均增产15%，增收600元。

目前，我国虽有很多传感器、传感网、RFID研究中心及产业基地都在积极参与建立物联网标准，但由于对物联网本身的认识还不统一，有些还停留在战略性粗线条层面，农业物联网标准制定进程缓慢。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种设计合理、操作方便、可推进现代化农业发展的农业物联网的综合服务系统。

本发明的农业物联网的综合服务系统，它包含农业应用系统、农业数据与应用支撑平台、基础软硬件设施平台；所述的农业应用系统、农业数据与应用支撑平台、基础软硬件设施平台之间相互连接；所述的农业应用系统包含电子商务系统、手机短信平台、追溯信息发布系统、农作物检测系统、各行业生产管理系统、农技服务与专家诊断系统；所述的农业数据与应用支撑平台包含应用开发平台、数据交换平台、设备管理平台、地理信息平台和接口管理平台；所述的应用开发平台、数据交换平台、设备管理平台、地理信息平台和接口管理平台之间相互连接；所述的基础软硬件设施平台包含计算资源池、存储资源池、资源虚拟化模块和网络平台；所述的计算资源池、存储资源池分别与网络平台连接；所述的计算资源池、存储资源池之间通过资源虚拟化模块连接。

作为优选，所述的农业数据与应用支撑平台包含饲料、兽药和疫苗的数据库、动物疾病数据库、农业生产标准数据库、病虫害数据库、土壤、气象以及水情数据库、农产品仓储、流通、销售数据库、农业专家知识库。

作为优选，所述的农业应用系统与消费群体、农业生产经营主体以及农业主管部门相互制约。

作为优选，所述的基础软硬件设施平台与应用基地连接；所述的应用基地包含水利防灾减灾检测应急指挥系统、设施农业精细化种植系统、植物种植测土配方应用系统和水产精细化养殖系统。

本发明中大田环境、畜牧水产养殖环境、大棚环境、作物本体、动物本体等信息获取是实现智慧农业的关键内容，也是建立农业信息数据中心的基础；采用自主研发和集成开发相结合的方式来设计面向农业信息获取应用终端产品，并通过构建农业信息系统集成和应用开发平台实现对自主研发和集成开发的指导，为实现对农产品整个生产、加工、流通、交易、消费全程流通链条的信息监控和管理打下基础；分析农业信息关键应用领域的功能需求，利用应用开发平台提供的数据管理组件、通信类型组件、终端功能配置组件、应用服务组件等标准组件库对目标物流信息获取终端进行配置；研发面向农业信息获取终端和面向企业、政府、消费者的应用终端产品。

建立数据中心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。

农业应用系统（又称“应用云”）主要实现平台的具体业务功能，基于云计算环境为象山县农业企业、农业主管部门、消费者等最终用户提供软件服务。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，即可随时随地使用软件服务。建立云服务平台，需基于农产品供应链上企业的个性化需求，研究云服务平台体系架构、多用户需求自适应资源调度技术以及信息安全技术等问题。

本发明操作时，针对地区农产品的生产、种植、加工、储藏、运输、销售等一系列环节，面向农产品生产加工企业（基地）、农产品物流配送企业、批发市场、超市等农产品销售终端、政府主管部门、社会公众，开展集生产基地管理服务、供应链管理服务、产品可信追溯服务、市场信息推送服务、农业技术服务等多种信息服务为一体的农业物联网建设工程，实现农产品全程供应链在信息获取、共享和跨平台应用上的统一，为物流企业、超市、餐饮企业、农业企业、农业生产基地、政府与消费者提供个性化服务，建成面向社会的农业物联网应用服务体系。

本发明的有益效果：通过把物联网技术应用于现代农业生产监管、农产品供应链管理、农产品可信认证与追溯、电子商务交易等多个领域，是目前发展现代农业的有效手段。基于物联网技术的农业物联网建设工程农产品质量安全保证体系与品牌的建立、农产品流通与交易信息化都具有技术支撑作用，甚至能够进一步推动农产品生产与加工千亿级产业的发展。其发展也将进一步拓展整体物联网的应用发展空间，市场前景十分广阔；逐步带动农业转型升级，最终为构建全国农产品现代农业服务体系，实现农产品质量安全、农业生产可持续发展及农民增产增收提供技术支撑。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明的结构示意图；

图中：

农业应用系统1、农业数据与应用支撑平台2、基础软硬件设施平台3。电子商务系统11、手机短信平台12、追溯信息发布系统13、农作物检测系统14、各行业生产管理系统15、农技服务与专家诊断系统16、应用开发平台21、数据交换平台22、设备管理平台23、地理信息平台24和接口管理平台25、计算资源池31、存储资源池32、资源虚拟化模块33和网络平台34。

具体实施方式

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含农业应用系统1、农业数据与应用支撑平台2、基础软硬件设施平台3；所述的农业应用系统1、农业数据与应用支撑平台2、基础软硬件设施平台3之间相互连接；所述的农业应用系统1包含电子商务系统11、手机短信平台12、追溯信息发布系统13、农作物检测系统14、各行业生产管理系统15、农技服务与专家诊断系统16；所述的农业数据与应用支撑平台2包含应用开发平台21、数据交换平台22、设备管理平台23、地理信息平台24和接口管理平台25；所述的应用开发平台21、数据交换平台22、设备管理平台23、地理信息平台24和接口管理平台25之间相互连接；所述的基础软硬件设施平台3包含计算资源池31、存储资源池32、资源虚拟化模块33和网络平台34；所述的计算资源池31、存储资源池32分别与网络平台34连接；所述的计算资源池31、存储资源池32之间通过资源虚拟化模块33连接。

作为优选，所述的农业数据与应用支撑平台2包含饲料、兽药和疫苗的数据库、动物疾病数据库、农业生产标准数据库、病虫害数据库、土壤、气象以及水情数据库、农产品仓储、流通、销售数据库、农业专家知识库。

作为优选，所述的农业应用系统1与消费群体、农业生产经营主体以及农业主管部门相互制约。

作为优选，所述的基础软硬件设施平台3与应用基地连接；所述的应用基地包含水利防灾减灾检测应急指挥系统、设施农业精细化种植系统、植物种植测土配方应用系统和水产精细化养殖系统。

本发明中大田环境、畜牧水产养殖环境、大棚环境、作物本体、动物本体等信息获取是实现智慧农业的关键内容，也是建立农业信息数据中心的基础。采用自主研发和集成开发相结合的方式来设计面向农业信息获取应用终端产品，并通过构建农业信息系统集成和应用开发平台实现对自主研发和集成开发的指导，为实现对农产品整个生产、加工、流通、交易、消费全程流通链条的信息监控和管理打下基础；分析农业信息关键应用领域的功能需求，利用应用开发平台提供的数据管理组件、通信类型组件、终端功能配置组件、应用服务组件等标准组件库对目标物流信息获取终端进行配置，研发面向农业信息获取终端和面向企业、政府、消费者的应用终端产品。

建立数据中心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。

农业应用系统（又称“应用云”）主要实现平台的具体业务功能，基于云计算环境为象山县农业企业、农业主管部门、消费者等最终用户提供软件服务。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，即可随时随地使用软件服务。建立云服务平台，需基于农产品供应链上企业的个性化需求，研究云服务平台体系架构、多用户需求自适应资源调度技术以及信息安全技术等问题。

本发明操作时，针对地区农产品的生产、种植、加工、储藏、运输、销售等一系列环节，面向农产品生产加工企业（基地）、农产品物流配送企业、批发市场、超市等农产品销售终端、政府主管部门、社会公众，开展集生产基地管理服务、供应链管理服务、产品可信追溯服务、市场信息推送服务、农业技术服务等多种信息服务为一体的农业物联网建设工程，实现农产品全程供应链在信息获取、共享和跨平台应用上的统一，为物流企业、超市、餐饮企业、农业企业、农业生产基地、政府与消费者提供个性化服务，建成面向社会的农业物联网应用服务体系。

本发明的有益效果：通过把物联网技术应用于现代农业生产监管、农产品供应链管理、农产品可信认证与追溯、电子商务交易等多个领域，是目前发展现代农业的有效手段。基于物联网技术的农业物联网建设工程农产品质量安全保证体系与品牌的建立、农产品流通与交易信息化都具有技术支撑作用，甚至能够进一步推动农产品生产与加工千亿级产业的发展。其发展也将进一步拓展整体物联网的应用发展空间，市场前景十分广阔；逐步带动农业转型升级，最终为构建全国农产品现代农业服务体系，实现农产品质量安全、农业生产可持续发展及农民增产增收提供技术支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.农业物联网的综合服务系统，其特征在于它包含农业应用系统、农业数据与应用支撑平台、基础软硬件设施平台；所述的农业应用系统、农业数据与应用支撑平台、基础软硬件设施平台之间相互连接；所述的农业应用系统包含电子商务系统、手机短信平台、追溯信息发布系统、农作物检测系统、各行业生产管理系统、农技服务与专家诊断系统；所述的农业数据与应用支撑平台包含应用开发平台、数据交换平台、设备管理平台、地理信息平台和接口管理平台；所述的应用开发平台、数据交换平台、设备管理平台、地理信息平台和接口管理平台之间相互连接；所述的基础软硬件设施平台包含计算资源池、存储资源池、资源虚拟化模块和网络平台；所述的计算资源池、存储资源池分别与网络平台连接；所述的计算资源池、存储资源池之间通过资源虚拟化模块连接。

2.根据权利要求1所述的农业物联网的综合服务系统，其特征在于所述的农业数据与应用支撑平台包含饲料、兽药和疫苗的数据库、动物疾病数据库、农业生产标准数据库、病虫害数据库、土壤、气象以及水情数据库、农产品仓储、流通、销售数据库、农业专家知识库。

3.根据权利要求1所述的农业物联网的综合服务系统，其特征在于所述的农业应用系统与消费群体、农业生产经营主体以及农业主管部门相互制约。

4.根据权利要求1所述的农业物联网的综合服务系统，其特征在于所述的基础软硬件设施平台与应用基地连接；所述的应用基地包含水利防灾减灾检测应急指挥系统、设施农业精细化种植系统、植物种植测土配方应用系统和水产精细化养殖系统。

5.根据权利要求1所述的农业物联网的综合服务系统，其特征在于建立数据中心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。

6.根据权利要求1所述的农业物联网的综合服务系统，其特征在于大田环境、畜牧水产养殖环境、大棚环境、作物本体、动物本体等信息获取是实现智慧农业的关键内容，也是建立农业信息数据中心的基础；采用自主研发和集成开发相结合的方式来设计面向农业信息获取应用终端产品，并通过构建农业信息系统集成和应用开发平台实现对自主研发和集成开发的指导，为实现对农产品整个生产、加工、流通、交易、消费全程流通链条的信息监控和管理打下基础；分析农业信息关键应用领域的功能需求，利用应用开发平台提供的数据管理组件、通信类型组件、终端功能配置组件、应用服务组件等标准组件库对目标物流信息获取终端进行配置。