在线式自动校园田园农业气象站、在线农田小气候站

1.1 建设现状

农业物联网应用可以贯穿农业生产经营全过程。归纳起来，在以下五个环节应用成效明显：一是在农业资源的精细监测和调度方面，利用卫星搭载高精度感知设备，获取土壤、墒情、水文等极为精细的农业资源信息，配合农业资源调度专家系统，实现科学决策;二是在农业生态环境的监测和管理方面，利用传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术，构建农业生态环境监测网络，实现对农业生态环境的自动监测;三是在农业生产过程的精细管理方面，应用于大田种植、设施农业、果园生产、畜禽水产养殖作业，实现生产过程的智能化控制和科学化管理，提高资源利用率和劳动生产率;四是在农产品质量溯源方面，通过对农产品生产、流通、销售过程的全程信息感知、传输、融合和处理，实现农产品“从农田到餐桌”的全程追溯，为农产品安全保驾护航;五是在农产品物流方面，利用条形码技术和射频识别技术实现产品信息的采集跟踪，有效提高农产品在仓储和货运中的效率，促进农产品电子商务发展。

  从地方应用情况看，全国很多省市开展了农业物联网的相关研究和应用试点，从全国范围来看，北京、江苏、浙江、黑龙江和安徽等地农业物联网应用成效比较突出。北京市重点开展了农业物联网在农业用水管理、环境调控、设施农业等方面的应用示范，实现了农业用水精细管理和设施农业环境监测;黑龙江省侧重在大田作物生产中搭建无线传感器网络，借助互联网、移动通信网络等进行数据传输及数据集中处理和分析，支撑生产决策;江苏省开发了国内领先的基于物联网的一体化智能管理平台，侧重在设施农业、畜牧水产养殖等方面进行探索，并在生猪、食用菌等生产领域初步形成比较成熟的商业模式，企业应用积极性很高;浙江省重点在设施花卉方面应用物联网技术，各项环境指标通过传感器无线传输到微电脑中，实现了花卉种植全过程自动监测、传输控制;安徽省明确提出全面推动农业物联网发展，率先探索“顶层设计、整体推进、典型示范”的农业物联网应用发展模式，据了解，目前小麦“四情”监测项目建设已经启动。此外，河南、重庆、辽宁和内蒙等地也开展了一些探索工作。

  从我国相关技术产品研发情况看，近年来，我国在农业物联网关键技术和产品研发方面取得了一些进展，为农业物联网的集成应用奠定了基础。在农业生产方面，开发了高精度植物生命信息获取设备、动物行为信息传感器、环境信息传感器，作物长势分析仪、作物成像光谱仪等一批作物信息监测和诊断仪器，具备实时获取动植物生长发育信息的技术手段和能力;在农产品质量追溯方面，完成了农产品产地信息实时采集与传输技术的开发工作，构建了农产品产地认证数据平台，初步建立了应用评价系统和农产品产地安全数字化预警模型，开发了便携式质量全程跟踪与溯源终端产品;在农产品流通方面，制定了农产品电子标签信息分类和编码规则，突破了一维与二维条码混合标记的技术难题，开发了电子标签中间技术，研制了电子标签读写设备，初步构建了农产品物流信息管理和农产品电子交易信息管理平台。

  1.2 建设意义

  智能农业改变了粗放的农业经营管理方式，可以提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展，对提升改造传统农业具有重要的意义。但是“智能农业产业”的范畴还有待进一步明确。根据目前智能农业的发展现状，其产品呈现以下特征;一是参与企业众多，除去传统农业中农业种植、加工、流通、分销企业以外，还有通信、集成电路、软件、智能化设备和服务提供商等企业参与现有农业产品中。二是商业模式创新不足，智能农业发展还处于初级阶段，新进入的很多企业缺乏成熟的商业模式，因而企业无法独自推出合适的解决方案。三是相关产品具有很高的技术含量，是现代通信技术、半导体技术、信息技术与电力技术高度融合的高科技产品。四是缺乏智能农业领域的高端技术人才，无法短期内解决大量在智能农业中面临的技术难提。

  根据智能农业的上述特征和对产业链的深度剖析，智能农业的建设覆盖种植(养殖)、加工、仓储、物流、销售五个价值链环节;从产品结构来看，可以分为智能农业基础设施设备研发制造、农业自动化设备研发制造、农业信息化技术研发、农业通信技术研发制造、智能农业运营与增值业务开发以及智能化终端制造研发。因此，智能农业产业链可以通过下图(智能农业产业链结构图)

  智能农业产业链结构

  2 指导思想与建设目标

  2.1 指导思想

  以科学发展观为指导，紧紧抓住国家发展现代农业和实施发展规划的战略机遇，立足于科技优势，围绕着创新型推动，绿色化发展，集群式布局，产业链延伸，国际化提升的原则，通过信息化促进特色产业发展。以杨凌示范区信息化综合服务平台和宽带网络的广泛覆盖为支撑，以全区城乡一体和智慧化发展均等服务为目标，推进“智慧杨凌”建设;从现代农业示范领域以智慧农业发展为目标，推进以全面感知、广泛互联、科技管控、深度应用、灵活互动为主要特征的“智慧农业”建设，引领全区信息化梯度发展。

  中农互联农业物联网是全国级专业定位于农业物联网的高科技企业，长期以来致力于借助物联网、云计算和移动互联等新一代信息技术手段，发展优质高产高效农业，打造从农田到餐桌，覆盖生产、加工、物流、销售、消费五大领域的全产业链质量追溯体系，从而协助政府和企业解决中国的粮食安全和食品安全问题，推动农业“两高一优”发展，实现农业经济效益、社会效益、生态效益大提升。我们立足建立以一个区级智慧农业综合服务平台;三个综合应用平台：农产品质量安全溯源平台、以发展各地电子商务平台和物联网应用平台;9个应用子系统，涵盖园内果树、大田(小麦、玉米)、鲜蔬、牲畜、家禽、种苗、沼气等各类物联网应用。

  2.2 建设原则

   为了更好地将杨凌打造成全国领先的现代农业示范区，为园区企业提供一流的配套服务，带动农业产业转型，园区物联网建设需从顶层设计，采取统筹规划、分步建设、稳步推进的建设原则。软件平台采用B/S体系结构。总体设计坚持以下原则：

  (1) 高性能

  网络和软件平台满足为不同业务提供服务质量保证(QoS)的需要，充分考虑将来业务量的增大，保证当前及今后一定时期内网络和软件的高效与通畅。

  (2) 可扩展性

  随着应用规模的发展，系统能灵活方便地进行硬件或软件系统的扩展和升级，具有良好的开放性和可扩展性，以适应系统规模和应用功能的不断完善和扩展，包括用户数量上的可扩展性(或性能可扩展性)和业务上的可扩展性(或功能可扩展性)。设计全面考虑与其它信息系统的接口，保证各系统间的数据交换无瓶颈、无障碍。

  (3) 可靠性和安全性

  网络的可靠性和安全性是网络设计中需要考虑的一个主要原则。在设计中选用高可靠性网络产品，合理设计网络架构，尽可能利用成熟技术。软件平台在网络、操作系统、数据库、应用软件等各个层次采取有效的安全措施和技术手段保证系统平台和数据的安全，防止系统及数据被非法访问和破坏，保证系统的高度可靠性和安全性，满足系统全天候运行的要求。

  (4) 标准开放性

  网络方面支持国际上通用标准的网络协议、动态路由协议等开放协议，有利于与其它网络之间平滑连接互通，以及将来网络的扩展。软件方面依照国家的有关标准和规范，采用开放构件技术进行建设，统一规划、统一工作标准、统一业务流程、统一软硬件平台、统一数据编码，系统能够提供开放的客户接口，可方便地进行自身拓展和实现与其他相关系统的无缝连接。

  (5) 可管理性及易维护性

  系统建设采用集中式管理，具备良好的可管理性，便于对系统统一管理、统一监控，降低管理成本，方便系统管理员的管理，并在系统发生任何问题的时候都能够很容易地进行诊断，并立即采取有效的措施，使得系统时刻处在良好运行的状态。

  (6) 先进性和成熟性

  软件开发必须保证技术的先进性，以避免在软件交付使用后过早面临被淘汰的危险，同时软件开发所采用的技术必须是成熟的技术，以免技术不成熟给系统运行造成困难

  (7) 参数化设计和灵活性

  系统将基础台账、业务属性、流程管理等设计为参数配置，这样可以按不同的情况灵活设置，以保证系统应用程序的灵活性。

  2.3 建设目标

  (1) 建设农业信息化示范工程。

  (2) 建设现代农业示范区信息化建设工程。

  (3) 建立现代农业信息资源和服务平台。

  2.4 建设内容

  (1) 农产品溯源系统。采用二维码、RFID、物联网等先进技术，以“产品追溯”为主线，对杨凌示范区的农民专业合作社、涉农企业的农产品进行追溯跟踪。

  (2) 涉农企业电子商务平台。依托示范区综合服务平台建设杨凌涉农企业电子商务平台。为涉农企业提供安全、可靠的网上交易平台，信息发布平台，供求关系平台。重点建立以大宗鲜活农产品交易为主的产销对接系统。

  (3) 旱区多遥感平台农田信息精准获取技术集成与应用工程。包含耕地质量监测数据获取综合快速空间信息分析与服务系统、多尺度作物产量监测预报系统、无人机遥感信息处理监测集成系统、即时服务和精准作业集成系统等。

  3 总体架构

  3.1 总体框架

3.2 技术架构

   4 应用体系

  4.1 应用体系架构