CN112036717A - 基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，涉及农业物联网技术领域。本发明包括数字农场管理子系统、溯源码生成与打印子系统、物联网子系统、农业遥感应用子系统、基于5G的VR视频监测子系统、基于5G的高光谱视频监测子系统、冷链标准化信息子系统、电商‑库存‑发货一体化子系统。本发明通过聚合了遥感数据采集与应用、光谱成像与分析、物联网、智慧农业云数据平台、生产与流转跟踪与防伪、区块链等多项成熟技术，形成集产地防伪认证、生产流程标准化、食品安全追溯等功能于一体的拓展应用模块，促进农业信息化升级，实现从“农田到餐桌”的全程可追溯。
Description
技术领域
本发明属于农业物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，消费者越来越关心农产品的质量安全。近年来，频繁曝光的“假冒伪劣”、“农药超标”、“瘦肉精”事件，每次都会引发人们对食品安全的关切，在这样的前提下，实现农产品/食品安全的信息化与可追溯也变得越来越重要。
同时，在政府层面，面向日益引起重视的能源安全管理、食品质量问题，以及我国实施深化改革加强食品安全工作、深化供给侧改革的迫切需求，推行食品原产地可追溯制度和质量标识制度，保障食品安全，已成为我国各级政府机构开展公共管理工作及产业发展政策制订工作中的重要任务。
目前市面上已有的溯源体系，大多局限于流转数据与常规农事作业记录，数据安全性与可信度良莠不齐，标准化体系化能力不足，更多体系化潜力也难以开发。
现提供一种基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，通过数字农场管理子系统、溯源码生成与打印子系统、物联网子系统、农业遥感应用子系统、基于5G的VR视频监测子系统、基于5G的高光谱视频监测子系统、冷链标准化信息子系统、电商-库存-发货一体化子系统的设置，解决了现有的溯源体系，大多局限于流转数据与常规农事作业记录，数据安全性与可信度良莠不齐，标准化体系化能力不足，更多体系化潜力也难以开发的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，包括：
数字农场管理子系统，所述数字农场管理子系统用于实时记录农场日常操作信息，农场日常操作信息包括指派到具体员工的任务计划指定以及计划执行反馈，并生成可扫码访问的溯源大数据档案，所述数字农场管理子系统包括电脑端网页、手机端APP或微信小程序、服务器端数据库、农事记录单元、农场信息化管理单元；
溯源码生成与打印子系统，所述溯源码生成与打印子系统用于借助数字农场管理子系统形成采收记录，并基于单次采收总量通过微信小程序与热敏打印机，按照单次采收总量即时打印带前缀与流水号的二维码标签，并即时记录打印记录，并配套记录销售、发货去向，实现以总量控制、去向控制为手段的有效防伪，进而提升品牌价值与经济效益；
物联网子系统，所述物联网子系统通过配备各类传感器监测节点对作物生长环境进行持续监测，一方面及时发展异常情况，避免损失，另一方面，也能够成为溯源档案的重要部分，通过全方位呈现最直观的信息，让消费者对产品更加放心，进而提升产品的品牌价值与经济效益；
农业遥感应用子系统，所述农业遥感应用子系统为基于卫星遥感大数据、无人机光谱成像仪器、激光雷达仪器、地面物联网遥感系统的复合型遥感大数据应用系统；
基于5G的高光谱视频监测子系统，包括多台安装于农场固定位置的高光谱相机，用于在农产品生长阶段的监测与大数据分析及农产品的光谱特征分析，产品评级、分类与防伪，优化种植作业，提升产量与质量；
基于5G的VR视频监测子系统，包括供农场操作人员在执行相关工作时佩戴的基于双目视觉信息采集的头部穿戴设备，记录的相关影像，可通过VR的形式向消费者展示，尤其适用于在农庄食用当天采收/现场加工新鲜产品的消费者，能够以身临其境的第一视角方式观看采收、捕捞的现场记录。或是购买防伪需求高的高价值产品的消费者，能够从第一视角回放甚至直播观看每一步操作，并直接观看到有效的防伪、防调包措施；
冷链标准化信息子系统，包括信息化冷链与恒温恒湿仓库；
电商-库存-发货一体化子系统，用于基于微信小程序、热敏打印机进行订单、快递发货管理。
进一步地，所述农事记录单元用于农场主录入操作流程并指定具体员工实施(同时可设定是否必须拍照反馈)，并将操作流程通过手机端APP或微信小程序发送至对应员工的手机端；所述手机端APP或微信小程序用于员工对操作流程进行信息反馈，反馈的信息以区块链方式存储，发挥区块链不可篡改性优势对公信力提升的作用。
进一步地，所述农场信息化管理单元用于显示已登记注册的地块轮廓，并显示该地块农作物情况；每一地块中均安装的摄像头、传感器，通过农场信息化管理单元点击查看摄像头、传感器的实时数据与历史数据。
进一步地，所述传感器采集的数据上传至区块链。
进一步地，所述物联网子系统为标准物联网系统或基于标准物联网系统进行接口适应性开发，标准物联网系统包括种植环境(大气、土壤、气象等)监测、高清视频监控、异常预警、生成溯源大数据档案等。
本发明具有以下有益效果：
本发明聚合了遥感数据采集与应用、光谱成像与分析、物联网、智慧农业云数据平台、生产与流转跟踪与防伪、区块链等多项成熟技术，形成集产地防伪认证、生产流程标准化、食品安全追溯等功能于一体的拓展应用模块，实现从“农田到餐桌”的全程可追溯。将餐饮服务、食品安全、智慧农业等要素结合，积极对接国家级食品安全标准/行业规范。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统的结构示意图；
图2为本发明中农事记录单元的工作台信息页面显示实例；
图3为本发明中农事记录单元的溯源信息页面显示实例；
图4为本发明中高光谱相机信息页面示意图；
图5为本发明中物联网传感器当前读数查询页面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，本发明为一种基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，聚合了遥感数据采集与应用、光谱成像与分析、物联网、智慧农业云数据平台、生产与流转跟踪与防伪、区块链等多项成熟技术，形成集产地防伪认证、生产流程标准化、食品安全追溯等功能于一体的拓展应用模块，将智慧农业等先进技术全面融入市场：一方面进一步丰富了食品追溯与质量评级体系，另一方面，也为先进技术提供了更好的应用场景，具体包括：
数字农场管理子系统，数字农场管理子系统用于实时记录农场日常操作信息(包含可指派到具体员工的任务计划指定以及计划执行反馈)，并生成可扫码访问的溯源大数据档案，数字农场管理子系统包括电脑端网页、手机端APP或微信小程序、服务器端数据库、农事记录单元、农场信息化管理单元；凭借全程可追溯相关功能的品牌塑造能力，以及营销促进能力，促进农业信息化产业升级；
溯源码生成与打印子系统，溯源码生成与打印子系统用于借助数字农场管理子系统形成采收记录，并基于单次采收总量通过微信小程序与热敏打印机，按照单次采收总量即时打印带前缀与流水号的二维码标签，并即时记录打印记录，并可配套记录销售、发货去向，实现以总量控制、去向控制为手段的有效防伪，进而提升品牌价值与经济效益。选用的配套热敏打印机机身体积仅为110*108*60mm，重量仅为350g，便于携带至产品包装、发货现场操作，无需外部电源，满电情况下，电池工作时间可达200小时以上，批量打印模式下，每秒可打印数张标签(每张标签二维码内容均含有不同流水号)；可选配不同规格的热敏纸张，并设置相匹配的模板尺寸，打印机支持25-76mm不同宽度的标签纸张，最大支持45mm卷纸直径，避免频繁换纸，提高效率；
物联网子系统，物联网子系统通过配备各类传感器监测节点对作物生长环境进行持续监测，一方面及时发展异常情况，避免损失，另一方面，也能够成为溯源档案的重要部分，通过全方位呈现最直观的信息，让消费者对产品更加放心，进而提升产品的品牌价值与经济效益；全程数据记录与分析，根据市场的反馈，对农业生产过程以及相关新技术、经营策略进行进一步优化，促进智慧农业相关技术的落地及发展；
农业遥感应用子系统，农业遥感应用子系统为基于卫星遥感大数据、无人机光谱成像仪器、激光雷达仪器、地面物联网遥感系统的复合型遥感大数据应用系统，该子系统一方面将成为全程追溯体系的重要数聚元，另一方面也将结合数据闭环能力及数据应用层面的专业性，进一步加强全程追溯体系对农产品、水产品、畜牧业产品全产业链的提升作用；
基于5G的高光谱视频监测子系统，包括多台安装于农场固定位置的高光谱相机，并结合云台系统，实现大范围监测，用于在农产品生长阶段的监测与大数据分析及农产品的光谱特征分析，产品评级、分类与防伪，优化种植作业，提升产量与质量。高光谱成像数据量巨大，以团队成员参与研制的高分五号高光谱相机为例，每秒数据率高达1.8G，地面定点高光谱相机虽然数据量没有达到这样的程度，但仍然远高于普通监控探头、4K甚至8K相机，而5G的正式商用，将填补高光谱成像的数据率短板，尤其是令结合溯源及大数据分析的应用场景更具有可实施性。可在农场信息化管理单元显示的地块轮廓(地图)中相应位置出现光谱相机图标，弹出光谱相机界面，界面右侧多了一个“光谱信息”按钮，点击“光谱信息”按钮，如图4所示，弹出底下的界面，同时视频画面中出现一个十字叉丝，新界面显示十字叉丝对应位置的高光谱特征曲线，可通过上传标准曲线或调用在线光谱库，对当前曲线进行分析，也可以管理和查看历史数据、以excel形式导出当前数据，用于外部软件进行进一步分析。在农场中面向固定区域连续采集高光谱影像，一方面，能够比人眼或普通监控相机更早发现异常，并及早采取相应措施避免损失；另一方面，长期收集的光谱曲线，能够推演出数十甚至上百种与作物长势、病虫害、营养含量、土壤状况等方面相关的参数，不仅是溯源信息的重要组成部分，还能通过大数据分析，不断提升实际应用中的实用性，进而进一步优化相关工艺。
基于5G的VR视频监测子系统，包括供农场操作人员在执行相关工作时佩戴的基于双目视觉信息采集的头部穿戴设备，记录的相关影像，可通过VR的形式向消费者展示，尤其适用于在农庄食用当天采收/现场加工新鲜产品的消费者，能够以身临其境的第一视角方式观看采收、捕捞的现场记录。或是购买防伪需求高的高价值产品的消费者，能够从第一视角回放甚至直播观看每一步操作，并直接观看到有效的防伪、防调包措施；
冷链标准化信息子系统，包括信息化冷链与恒温恒湿仓库，实现对制冷能源系统与温控系统在线化、实时化、移动化、智能化管理，改变传统人工管理带来的设备运行效率低、能源浪费严重、设备故障率高以及制冷品质、温控品质不良等问题；
电商-库存-发货一体化子系统，用于基于微信小程序、热敏打印机进行订单、快递发货管理。小程序可与“一物一码”小程序集成)的订单管理与快递发货解决方案，无需注册、无需下载、无需安装、无需手机验证、无需电脑和宽带，用户便能使用丰富的服务，极大降低用户的使用门槛。另一方面，菜鸟网络的应用平台支持，为系统与几十家快递公司的迅速对接提供了技术保障。
优选的，系统适用于通过调用各大电商平台订单数据高效发货，同时也适用于原产地批发农户，特别是零散未通过电商平台的订单，可用手机随时随地远程接单、自动收单，再用手机对接蓝牙打印机完成远程发货，物流信息能自动通过微信推送给买家。
优选的，系统可同时提供基于微信平台的电商子系统，以及基于“一物一码”体系的库存管理系统，电商、发货、库存共用一个数据库，形成高效联动。
优选的，农事记录单元用于农场主录入操作流程并指定具体员工实施(同时可设定是否必须拍照反馈)，并将操作流程通过手机端APP或微信小程序发送至对应员工的手机端；反馈的信息将在农事记录单元页面的工作台信息页面(如图2所示)及溯源信息页面(如图3所示)中显示，工作台信息页面具体显示：收入、订单、任务、物联网四个模块信息，具体的，任务模块信息中显示具体的任务及对应的时间、地块、反馈信息(照片)，具体的任务如套袋、除草、施肥等；溯源信息页面具体显示：作物名称、品种、标准、种植时间、采收时间、生长位置、环境照片等信息，手机端APP或微信小程序用于员工对操作流程进行信息反馈，反馈的信息以区块链方式存储，发挥区块链不可篡改性优势对公信力提升的作用，保障数据防伪验真能力，结合区块链不可篡改的优势，从技术保障的角度实现更好的社会与市场公信力，进而形成更强的品牌塑造与推广能力，以及质量评级量化能力。
优选的，农场信息化管理单元用于显示已登记注册的地块轮廓(地图)，并显示该地块农作物情况；每一地块中均安装的摄像头、传感器，通过农场信息化管理单元点击查看摄像头、传感器的实时数据与历史数据。
优选的，物联网子系统为标准物联网系统或基于标准物联网系统进行接口适应性开发，将数据接入“熊猫溯源”当中，标准物联网系统包括种植环境(大气、土壤、气象等)监测、高清视频监控、异常预警、生成溯源大数据档案等，配备该系统或接入标准接口后，在农场信息化管理单元显示的地块轮廓(地图)中相应位置出现物联网图标，如图5所示，点击图标，即可进入物联网传感器数据查询、读取界面。传感器的数据将以相应产品的实际主要时间节点为界，提取作为产品溯源信息的一部分，相关数据还可通过大数据分析，结合市场反馈，形成最优生长环境参考标准。
优选的，传感器采集的数据上传至区块链，区块链方面，可兼顾数据的不可篡改性(非法数据操作公众可知)，以及中心化海量数据存储的实时性、安全性、可靠性、可扩展、及高效性；具备更强的大规模应用与服务能力。
基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，聚合了遥感数据采集与应用、光谱成像与分析、物联网、智慧农业云数据平台、生产与流转跟踪与防伪、区块链等多项成熟技术，形成集产地防伪认证、生产流程标准化、食品安全追溯等功能于一体的拓展应用模块，实现从“农田到餐桌”的全程可追溯。将餐饮服务、食品安全、智慧农业等要素结合，积极对接国家级食品安全标准/行业规范。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，其特征在于，包括：
数字农场管理子系统，所述数字农场管理子系统用于实时记录农场日常操作信息，并生成可扫码访问的溯源大数据档案；
所述数字农场管理子系统包括电脑端网页、手机端APP或微信小程序、服务器端数据库、农事记录单元、农场信息化管理单元；
溯源码生成与打印子系统，所述溯源码生成与打印子系统用于借助数字农场管理子系统形成采收记录，并基于单次采收总量通过微信小程序与热敏打印机，按照单次采收总量即时打印带前缀与流水号的二维码标签，并即时记录打印记录，并配套记录销售、发货去向；
物联网子系统，所述物联网子系统通过配备各类传感器监测节点对作物生长环境进行持续监测；
农业遥感应用子系统，所述农业遥感应用子系统为基于卫星遥感大数据、无人机光谱成像仪器、激光雷达仪器、地面物联网遥感系统的复合型遥感大数据应用系统；
基于5G的高光谱视频监测子系统，包括多台安装于农场固定位置的高光谱相机，用于在农产品生长阶段的监测与大数据分析及农产品的光谱特征分析，产品评级、分类与防伪；
基于5G的VR视频监测子系统，包括供农场操作人员在执行相关工作时佩戴的基于双目视觉信息采集的头部穿戴设备；
冷链标准化信息子系统，包括信息化冷链与恒温恒湿仓库；
电商-库存-发货一体化子系统，用于基于微信小程序、热敏打印机进行订单、快递发货管理。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，其特征在于：
所述农事记录单元用于农场主录入操作流程并指定具体员工实施，并将操作流程通过手机端APP或微信小程序发送至对应员工的手机端；
所述手机端APP或微信小程序用于员工对操作流程进行信息反馈，反馈的信息以区块链方式存储。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，其特征在于：
所述农场信息化管理单元用于显示已登记注册的地块轮廓，并显示该地块农作物情况；
每一地块中均安装的摄像头、传感器，通过农场信息化管理单元点击查看摄像头、传感器的实时数据与历史数据。
4.根据权利要求1或3所述的基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，其特征在于，所述传感器采集的数据上传至区块链。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，其特征在于，所述物联网子系统为标准物联网系统或基于标准物联网系统进行接口适应性开发，标准物联网系统包括种植环境监测、高清视频监控、异常预警、生成溯源大数据档案。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧农业用农产品溯源管理系统，其特征在于，所述农场日常操作信息包括指派到具体员工的任务计划指定以及计划执行反馈信息。
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2020
- 2020-08-20 CN CN202010840447.5A patent/CN112036717A/zh active Pending
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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