烟台农科院物联网解决方案样本.docx

烟台农科院农业物联网建设方案烟台移动8月前言农业物联网普通应用是将大量传感器节点构成监控网络， 通过各种传感器采集信息，以协助农民或有关工作人员及时发现问题，并且精确地拟定发生问题位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械生产模式转向以信息和软件为中心生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制生产设备。农业物联网，即在大棚控制系统中，运用物联网系统温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备，检测环境中温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制参变量参加到自动控制中，保证农作物有一种良好、适当生长环境。远程控制实现使技术人员在办公室就能对各种大棚环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长最佳条件，可觉得温室精准调控提供科学根据，达到增产、改进品质、调节生长周期、提高经济效益目。一、项目概述（一）项目名称烟台市农科院农业物联网建设项目（二）建设背景随着世界各国政府对物联网行业政策倾斜和公司大力支持和投入，物联网产业被急速催生，依照国内外数据显示，物联网从1999年至今进行了极大发展渗入进每一种行业领域。可以预见到是越来越多行业领域以及技术、应用会和物联网产生交叉，向物联方向转变优化已经成为了时代发展方向，物联网发展，科技融合加快。农业物联网：物联网被世界公以为是继计算机、互联网与移动通信网之后世界信息产业第三次浪潮。她是以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联网络。在这背后，则是在物体上植入各种微型芯片，用这些传感器获取物理世界各种信息，再通过局部无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递，从而实现对世界感知。老式农业，浇水、施肥、打药，农民全凭经验、靠感觉。如今，设施农业生产基地，看到却是另一番景象：温度、湿度、光照、二氧化碳浓度，如何实行按需供应？瓜果蔬菜该不该浇水？施肥、打药，如何保持精准浓度？一系列作物在不同生长周期曾被“模糊”解决问题，均有农业信息化智能监控系统实时定量“精准”把关。（三）政策根据 国务院关于积极推动“互联网+”行动指引意见(国发40号) 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 -国家信息化发展战略 国家重大信息化工程建设规划（-）（征求意见稿） 全国农业和农村经济发展第十二个五年规划 全国农业农村信息化发展“十二五”规划 全国当代农业发展规划（-） 关于进一步加强政务部门信息共享建设管理指引意见 农业部信息进村入户试点工作方案 全国当代农业发展规划（） 国务院关于增进信息消费扩大内需若干意见（国发32号） 信息服务进村入户工程实行方案（意见征求稿） 中共中央国务院关于全面深化农村改革加快推动农业当代化若干意见（中发1号）（四）技术原则和根据该项目建设将遵循如下技术原则： GB8566-88，计算机软件开发规范 GB8567-88，计算机软件产品开发文献编制指南 GB/T12504-90，计算机软件质量保证筹划规范 GB/T12505-90，计算机软件配备管理筹划规范 GB9385-88，计算机软件需求阐明编制指南 GB9386-88，计算机软件测试文献编制指南 GB50174-93，电子计算机房设计规范 ISO/IEC11801-95，信息技术互联国际原则 GB/T15538-1995软件工程原则分类法； GB/T12505-90计算机软件配备管理计算规范； GB/T12394-93计算机质量保证筹划规范； GB/T13502-92信息解决程序构造及其表达商定ISO8631:1989 GB/T14079-1993计算机软件维护指南 GB/T14394-1993计算机软件可靠性和可维护性管理 GB/T15532-1995计算机软件单元测试 GB/T16260-1996信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南 GB/T17544-1998信息技术软件包质量规定和测试 GB/T18491.1-信息技术系统及软件完整性级别ISO/IEC15026:1998 GB/T18493-信息技术软件生存周期过程指南ISO/IEC15271:1998 计算机开放系统互连国标选编 计算机软件工程规范国标汇编 计算机管理信息系统保密管理暂行规定 国际原则ISO17799信息系统安全技术国标汇编 GB/Z24294-信息安全技术基于互联网电子政务信息安全实行指南 GB17859-1999中华人民共和国国标-计算机信息系统安全保护级别划分准则（五）建设原则资源共享原则：统一规划、集中建设核心平台核心应用原则，使农业物联网系统发挥出更大作用。先进性原则：农业物联网建设一定要紧跟国内外先进技术与先进模式。并考虑可持续创新与提高。投资效益比最优原则：投资少、收益大，投资效益比最佳。安全性原则：保证系统操作管理安全，保证涉密信息和网络运营安全。（六）建设目的本项目重要通过农业物联网系统实行，可以实时收集并记录存储温度、湿度、实时图像等数据信息，监视农作物生长状况及设备运营状态，监测环境状况变更，依照作物需求，随时、随处进行解决，为当代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学根据，提高农产品产量。该项目实行通过先进物联网技术实现三个10%目的。即减少投入（涉及生产资料、人工及管理)10%；增长产量10%；在提高农产品质量、安全性方面增收10%。二、建设现状分析“互联网+农业”是农业发展方式一次深刻变革，对毕节市农业信息化建设具备重要意义。在作物环境管理上获得了一定进步，但总体上仍处在初级阶段，需要进一步从信息化、智能化等方面加快发展，着力建设与当代农业匹配信息化生产运营体系，推动农业发展方式转型升级。2.1基本现状当前基本建设已经初步成型，但在作物生长环境调控方面很难精准把控、更不能不及时发现解决，成为迅速发展短板，导致人力、物力很大挥霍，对作物生长导致极大威胁，同步农产品品质、产量也会遭受很大损失。三、项目建设必要性通过本项目建设，可以很以便实现对顾客对农作物生长现场环境或者农业生产产品全方位监测、管理与控制，对建设当代化高水平智能农业生产方式有着重要意义。物联网智慧农业推动农业走向信息化：通过传感器、无线采集设备及传播设备使用，农业种植现场各种信息可以容易通过自动监测传播功能呈当前管理人员眼前，实现了管理者和种植现场迅速连接。同步通过软硬件系统和手机客户端还可以实现自然灾害监测及预警，以便作物生长现场管理，实现高度信息共享和农业自动化。物联网智慧农业提高农业生产管理水平：物联网技术在当代农业中应用对提高老式农业生产管理水平效果明显。在农业生产过程中，通过无线智能传感器实现农业生产现场环境参数实时采集和运用智能物联网监控系统对所采集数据进行实时传送，为农作物生产和温室控制提供了有利科学根据。智慧农业不但为作物生长创造了最佳条件，提高了作物产量和质量，并且可以提高水、化肥等作物消耗品运用率。提高科学决策、应急指挥水平。四、建设内容为实现本项目建设目的，需要完毕如下重要建设内容：布置物联网信息系统平台，通过本项目建设，对本期珍奇瓜果园1套、热带水果园1套、C区花卉温室1套、B区温室2套、家庭园艺园1套、A区花卉温室1套、4个办公楼各1套，共11个监测点空气温湿度等作物生长过程中重要环境参数进行实时监测、管理，对现场作物生长状态、人员管理、设备运营状况等方面进行远程实时视频监控。对作物实时远程监测与诊断，提供智能化、自动化管理决策，是农业技术人员管理农业生产“千里眼”和“听诊器”。4.1采集终端农业物联网环境参数采集终端是将这些传感器节点集合在一起一种采集设备，通过各种传感器可实时监测种植环境信息，并通过GPRS网络将数据传播到物联网综合管理平台。 显示采集终端用于集中显示各类植物生长环境采集值，此终端采用不需要任何操作，安装简朴迅速，适合维护人员管理。顾客可在此终端观看所有连接到她传感器显示值，也可以远程通过手机、PAD进行数据查看与管理。采集传播一体化终端，如下图：各传感器及摄像头构成一种信息采集点，采集器每分钟会对种植区内信息进行采集，并通过无线传播模式，把采集来空气温湿度等通过中间把模仿信号转化为数据上传到物联网数据库。通过电脑、手机客户端来实现数据实时显示，达到精准管理农田，节约用水、施肥、农药作用。可靠运营于各种环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守，将数据传播到计算机数据库中，用于记录分析和解决，当计算机发现参数超过正常限定期，可向顾客发出报警。4.2空气温湿度传感器空气湿度传感器重要用来测量空气湿度，感应部件采用高分子薄膜湿敏电容，位于杆头部，这种具备感湿特性电介质其介电常数随相对湿度而变化。4.3视频监控作为数据信息有效补充，基于网络技术和视频信号传播技术，对作物生长状况进行全天候视频监控。在Internet上，依照顾客权限进行远程图像访问、实现多点、在线、便捷监测方式。通过安装高清网络球机，360度调节视角，对农作物生长状况进行全天候视频监控，管理人员可以随时随处通过计算机或手机清晰观看到农作物生长状况，进行农事指引，减少人工现场和巡逻次数，提高生产效率。从科学种植提高管理水平和实现当代化种植角度来看，视频监控是当代化农业发展必然趋势。4.4农业物联网综合服务平台物联网统一管理平台，集监测系统、远程控制系统、视频监控系统等功能为一体，实现种植全程数字化、网络化和智能化管理。中间层：位于物理感知设备和上层应用系统之间，负责采集物理数据并进行过滤解析以及解决，形成有效信息传给上层应用，支撑整个农业物联网系统互联，为应用提供迅速构建架构支撑和工具手段。在农场布置各种用途传感设备用来采集农作物生长环境各种因素。这些传感设备采集到数据通过有线网络(如RS485)或者无线网络(如Zigbee、GPRS)等传给采集中间件，采集中间件将采集到信息进行解析、过滤、分组、关联、聚合等负载操作，形成顾客所需有效信息上传给数据库进行入库，以便其他模块应用进行调用。顾客能及时感知农作物生长环境变化，采用相应办法。此外，顾客可以在上层系统中给各个参数设定安全阈值，当中间件采集过来数据超过或者低于一定阈值时，系统会自动报警。技术特点：（1）独特“智能故障解决”技术 （2）独特“开放式设备管理”技术 （3）独特“数据分析”技术 （4）强大“多任务并发解决”技术 （5）“原则化数据输出”技术应用软件系统：通过应用软件系统可将各种感知设备基本数据进行统一存储、解决和挖掘，通过中央控制软件智能决策，形成有效指令，为作物生长提供优良生长环境。4.4.1实时监控点击菜单栏选用相应基地，将会跳出相应基地中实时采集上来数据信息，如采集时间、空气温度、空气湿度、实时视频等，如下图所示。 点击视频右边相应参数，在视频下边数据图表中将会直观展示历史曲线。如图：4.4.2曲线分析 点击导航栏上边“数据采集”，并选用相应基地并依照实际需要选用时间段，点击查询。并选取“实时采集曲线显示”系统将会依照选取各个条件将数据取出绘制出曲线。如下图所示：4.4.3数据查询点击导航栏上边“数据采集”，并选用相应基地并依照实际需要选用时间段，点击查询。并选取“实时采集数据列表”，系统将会将历史数据列表形式显示。如下图所示。4.4.4作物记录点击菜单栏作物记录，可以对作物各项有关信息进行相应操作。4.5手机移动APP 以便监管人员通过手机等移动终端设备随时随处查看系统信息，远程操作有关设备。重要功能：4.5.1实时监控实时呈现不同站点所有设备信息，涉及执行设备当前状态，控制模式和传感设备当前探测环境参数。迅速进入设备设立页面，查看修改设备控制参数或报警阈值。4.5.2报警管理接受到设备报警信息后，实时提示报警信息，同步播放报警声音，还可查看历史报警记录及解决状态。4.5.3历史数据可查看任一时段内各种环境参数历史数据，并可以曲线图形式作直观呈现4.6服务器服务器，也称伺服器，是提供计算服务设备。由于服务器需要响应服务祈求，并进行解决，因而普通来说服务器应具备承担服务并且保障服务能力。服务器构成涉及解决器、硬盘、内存、系统总线等，和通用计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠服务，因而在解决能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面有较高规定。服务器建设，为物联网平台提供必要运营工作环境。五、培训方案系统开发调测试完毕后，北京农信通科技有限责任公司将本着为客户服务原则，运用我方技术资源，协调硬件设备制造商及软件产品提供商等外部资源，与客户合伙共同完毕对系统维护人员和系统使用人员有关培训。1、培训目在项目实行过程中，本着全面共享知识与经验宗旨，除贯穿实行全过程顾客传帮带外，还会针对工程中软硬件设备配备提出一整套系统培训方案，以达到如下目：（1）通过对客户技术协作及系统运营维护人员培训，使客户可以切实理解和掌握业务系统、计算机软件、数据库等各种基本知识，纯熟管理以及维护操作，保证系统竣工后可以正常运转，并得到优化执行。（2）通过对系统使用者操作培训，使其纯熟使用业务系统，充分发挥系统作用。2、培训方式培训方式采用集中培训、现场培训、热线支持和发放宣传材料等相结合方式，针对不同层次人员，开设不同培训课程。依照培训方式不同分为：（1）集中培训方式：分别针对系统维护人员和系统操作人员，开设集中培训课程。重点是系统维护人员和系统操作人员，采用集中授课方式，进行培训。（2）现场培训方式：通过面对面单独解说方式，使得系统操作人员、系统维护人员可以更深层次掌握系统各设备使用、维护以及各种寻常操作等。特别时针对项目设备和系统安装、调试和排错等内容，进行现场指引培训往往比授课解说方式更容易让学员记忆、理解和掌握。在项目实行过程中，顾客技术人员可以在培训教师指引下，对设备和系统进行实际地安装、调试和故障排除。在基本理论培训基本上，为后来系统维护工作打下良好基本。现场培训在设备到货后将在实行过程中于顾客实行现场进行。（3）热线支持方式：通过北京农信通科技有限责任公司服务热线提供即时操作征询。（4）宣传材料方式：为了扩大宣传范畴，可印制宣传材料在相应职能部门免费向公众发放。3、培训规定为保证培训质量，需要客户方配合工作。客户方负责提供培训场地及有关设备和环境；负责参加培训学员组织管理工作，涉及告知、报到签到工作，安排作息时间等，保证参加培训学员具备参加培训资格，以保证培训工作质量。在培训结束后，将进行考试，对于考试成绩先进和不合格技术人员，顾客培训工作负责人和北京农信通科技有限责任公司培训负责人应共同制定奖励办法和补救办法，以保证培训工作质量。4、培训对象依照项目实行经验，技术中心将培训对象提成三大类： 技术人员-即客户方系统维护人员和技术开发人员； 系统管理员-即客户方系统管理人员； 普通顾客-即客户方对本系统进行寻常操作解决与信息更新人员。普通来说，参加培训人员最佳具备如下基本： 至少1年计算机有关工作经验； 可以承担常规技术工作； 懂得解决技术问题常规办法和程序； 较好沟通交流技巧和语言表达能力； 具备较强独立工作能力； 对于新技术、新知识有较强接受能力； 有一定系统维护管理工作经验。5、培训教师依照不同培训内容，由北京农信通科技有限责任公司联合软硬件厂家及合伙伙伴共同配备相应培训教师。6、培训教材 系统设计方案。 系统操作手册。 系统维护手册。 软件产品技术手册。 项目专用培训教材。培训教材均使用原则中文编写和印刷，内容清晰明确，保证明现与顾客方有效技术交流。7、培训内容及筹划北京农信通科技有限责任公司将依照项目实际状况，提供三种内容培训：顾客操作培训、系统管理培训、应用开发和系统维护培训，分别面向系统维护人员、系统管理人员和系统维护开发人员。筹划派出多名具备丰富培训经验教师来实行培训工作。（8）培训环境建议 场地：培训教室（需要培训教室可以提供网络环境，投影仪，插线板，授课白板） PC：台式机或者笔记本（CPU：PentiumIV1.6GHz或更高，内存需为1G或更好）六、售后服务技术支持与售后服务将由北京农信通技术支持与售后服务中心统一提供。北京农信通技术支持与售后服务中心（如下简称“支持中心”）是北京农信通科技公司专门为项目开发、系统集成所设常设服务机构，支持中心具备专业服务水准、专业设备和实验环境，以及覆盖全国重要省会都市本地服务团队，同步具备稳定技术支持队伍，并通过了ISO9001质量体系认证。在软件研发期及试运营期阶段，提供全面技术支持服务，保证试运营顺利进行，达到检查系统、完善系统目。在系统竣工验收，进行正式运营后，北京农信通将提供一年免费售后服务及三年软件免费技术支持服务，服务时间为7*24小时。技术支持服务详细期限及支持方式见下：1、质保期内售后服务在系统质保期内，提供7*24小时免费技术支持服务。北京农信通公司提供技术支持与售后服务内容重要涉及：电话支持、远程支持、现场服务、设备维修与更换、系统故障报告和防止、软件版本升级与增强、后期技术培训等。北京农信通公司将通过7*24小时热线电话、传真、电子邮件等各种灵活联系手段为顾客提供全时响应服务。2、质保期外支持服务质量保证期后，北京农信通承诺提供如下技术支持服务：（1）免费维护期后，提供优惠软件系统升级支持。对于我方开发软件，咱们将优惠为客户进行软件版本升级服务。对于第三方厂家提供系统软件、应用软件版本升级时，只收取成本费。（2）永久提供免费热线技术支持。（3）免费维护期后，有义务在系统建设、升级、维护和寻常运营管理方面继续予以业主方技术协作和征询，继续为系统使用单位提供维护服务。如顾客需要进行工作量较大系统迁移或复杂应用安装，或建设新应用系统需要与我方设计开发软件进行联调对接等工作需要我方支持时，咱们可以提供技术征询服务，也可以以最优惠价格提供现场技术服务。（4）保修期满后，北京农信通公司将以优惠价格继续为本项目提供全面技术支持与服务。七、项目预算珍奇瓜果园1套、热带水果园1套、C区花卉温室1套、B区温室2套、家庭园艺园1套、A区花卉温室1套、4个办公楼各1套，共11套（可依照现场种植需求再做添加）。设备名称技术参数单位数量设施农业采集终端型号：NXT-A3-16G4供电电压：支持DC940V输入，具备防反接保护功能工作环境温度：-3080工作环境湿度：0100%RH核心解决器：32位ARMCortex-M3内核嵌入式解决器；最高频率可达72Mhz程序存储容量：128KB（128Kx8） 连 接 性：I2C，SPI，UART/USART，USB传播方式：支持GPRS、CDMA等无线传播方式、可选配以太网、WIFI方式传播合同：原则ModBus合同整机功率：1.5W防护级别：IP65显示方式：OLED（128*64）显示屏，滚屏显示安装方式：1.5米定制三角支架本地功能：可通过按键配备服务器IP和校准时间，上传时间间隔等 可通过配套本地调试软件进行配备服务器IP和校准时间工作方式：可工作在超低功耗模式下，每10分钟上传一次数据，可控制8分钟所有传感器掉电，在上传时间间隔到来前2分钟通电，采集数据并上传完毕后，关断传感器电源，实现节能目。监测数据：空气温度、空气湿度、土壤水分、土壤温度、光照、二氧化碳等（多种参数自由组合）套11空气温湿度传感器型号：NXT-WS测温范畴： -40至123.8测湿范畴： 0至100%RH辨别率：0.1空气温度精度：0.5（25）空气湿度精度：4.5（25）响应时间：8s环境温度：-5580C供电电压：2.45.5V输出信号：数字信号输出（IIC接口）套11流量卡每月30M流量，支持采集设备一年使用。张11设施农业采集支架型号：NXT-ZJ-SS套7高清网络球机 1/2.8 CMOS,有效像素约240万像素视频制式1920*1080(25fps),1280*960(50fps)，1920*1080(30fps),1280*720(60fps)焦距 4.3 - 129mm，光学30倍变倍速度 3S，红外照射距离180米旋转范畴水平：0360持续旋转 垂直：-290支持自动翻转 旋转速度键控:水平0.1160/秒;垂直0.1 120/秒 预置点：水平240/秒；垂直200/秒300个预置点位，并具备有预置点视频冻结功能支持三维定位，支持人性化焦距/速度自动匹配功能视频压缩H.264/H.265/MJPEG,音频压缩G.711alaw/G.711ulaw/G.722/AAC等图像辨别率主码流1920*1080应用编程接口：支持软件集成开放式API,支持原则合同（ONVIF/PSIA/CGI）、支持GB/T28181合同内置RJ45网口，支持10M/100M网络数据支持8条巡航扫描，每条32个预置位支持4条花样扫描，途径记录时间不不大于10 分钟支持7路报警输入，2路报警输出，支持报警联动支持断电记忆，上电后自动回到断电前云台和镜头状态 ,电源 AC 24V/2.2A（10%）（含红外控制电路） 功耗 50W（红外灯、加热器同步启动） ,工作温度-4070； 湿度90% 防护IP66，TVS 6000V防雷、防浪涌和防突波保护，符合GB/T17626.5 4级原则台11硬盘录像机采用嵌入式Linux系统，稳定可靠 网络视频接入16路，网络压缩视频输入网络带宽16路设备最大支持码流接入160MbpsIPC辨别率 12M/8M/5M/3M/1080P/1.3M/720P画面分割:1、4、8、9、16、25、36分割；支持盘组管理，录像定向存储支持断网续传ANR支持N+M集群管理，提高系统稳定性可配备成单盘，Raid0、Raid1、Raid5、Raid6、Raid10、Raid50、Raid60、JBOD等各种数据保护模式支持海量日记存储视频流直存式写入支持H.264和H.265编码格式混和接入解码支持4K辨别率码流接入并解码输出，高清显示画面更加清晰细腻 支持8个SATA接口支持eSATA接口，录像备份用，USB备份速度可达20MBps 支持远程零通道预览支持Smart IPC接入、绊线入侵、区域入侵、场景变化、移动侦测、人脸检测、物品遗留和物品搬移时，可给出报警提示，可对检测到人脸图像进行裁切可实现智能规则配备和智能录像查询支持鱼眼视频接入矫正支持POS信息叠加支持双系统备份功能支持不不大于2x1000Mbps网卡，支持内外网分离。台1监控硬盘 3TB 7200转64M SATA3 监控级缓存：64MB个1路由器多WAN口公司级VPN有线路由器台1互换机48口全千兆互换机，公司级主网互换机台1光纤收发器公司级千兆单模台12农业物联网综合管理平台农业物联网综合支撑服务平台建设，是集新兴互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托漯河市高原则良田示范区、种子生产基地、设施农业、花卉种植、水产养殖等试点安装物联网智能装备，通过布置在农业生产现场各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、GIS图像等）和无线通信网络实现农业生产环境智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指引，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策，为物联网应用、质量安全追溯平台提供良好支撑。重要应用于设施农业、大田种植、水产养殖、花卉种植以及公司生产加工中。套1手机客户端套辅材（PVC管材、水晶头等）保护用PVC管，胶布、水晶头等 批约3.07km线材网线、电源线、插排、信号线等 批约3.07km设备安装费总费用*0.1备注：1.基本建设，需本地提供。服务器建设：服务器建设有3种方式：1.托管至农信通云计算中心前3年免费使用。超过3年，每年收取五千元托管费。2.托管至移动公司机房： 托管至移动公司建设清单序号设 备 名 称规格型号厂家数 量1路由器SR3100H3C1台2互换机H3C 1024GH3C1台3防火墙juniper 520juniper1台4服务器 DELL R720DELL 1台5操作系统win1套6SQL数据库17辅料1批8机房设备安装调试13.自建机房序号设 备 名 称规格型号厂家数 量1服务器机柜42UNXT4台2UPS电源3C20KS 山特1台3电池100ahNXT32块4电池柜2个5PDU8孔16ATOP4台6超五类配线架 24口 4条7防静电地板600*600*3530平方8超五类跳线3M200条9路由器SR3100H3C1台10互换机H3C 1024GH3C2台11防火墙juniper 520juniper1台12服务器 DELL R720DELL 2台操作系统win2套SQL数据库1机房监控平台软件113列头柜80KVA定制4台14ATS机柜225KVA定制1套15辅料1批16机房设备安装调试1