一．项目建设目标：
1.数字农业的核心问题主要为以下四部分，即农业信息的获取、对所获取信息的管理、经信息分析做出的决策、由决策而决定的具体实施方针，在这四部分中，对农业种植数据的获取是数字农业的起点，也是其中最关键的一点，做不到准确实时的获取农业数据，就无法建造真正的数字农业，变成目前行业中大多数智慧农业平台“有平台，无数据”的状况。而实现数字农业，建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。
2.利用“物联网、移动互联网、云计算”技术，通过智慧农业软硬件结合，实现对农业生产现场气象、土壤、空气环境的实时监测，通过视频监控系统掌控作物长势及病虫害情况，对种植基地的灌溉、施肥等农业设施实现远程自动化控制。该系统的使用可减少人工、精准调控、规避风险，拟通过项目实施，实现节省人工20%-30%，节省水肥和农药10%-20%，增加产量10%-20%，提高质量，达到降本增效的目标，并为农产品溯源提供安全保障。
项目总体框架
具体建设目标如下：
通过农业物联网无线传感网络,实现对各种植区大田或大棚内的空气、土壤、作物生理和小气候等因素进行全纬度、高密度和高粒度的大数据在线监测。考虑到地块实际情况，本系统传感器将满足无线部署、无线信号传输、自供电、防水等级6级、长期连续恶劣天气正常运行、日常使用免维护的要求，并且可根据需求自行调整安装位置。
根据监测数据及时的进行智能预警提醒，并自动对接农业专家、技术服务人员对农户种植情况进行反馈和指导。帮助种植户解决因技术缺乏导致的各种问题。
通过病虫害数字模型准确预测各种植区域作物病虫害发生的时间和程度，制定精准预测、精准预防和精准控制的植保方案。种植户可通过系统提交作物病虫害照片及视频，系统后台自动匹配过去三十天内的作物环境数据。专家及技术人员可根据数据及照片视频快速做出准确判断，并提供最精准有效的防治方案。
通过作物分类和查询，实现对作物基础信息，行业咨询，种植类技术资讯，政策补贴类资讯，销售采购类资讯，风险控制类资讯等汇总和呈现，帮助农户能够更加及时和系统的了解跟作物相关的咨询及知识。
实现对整个农产品产销完整业务链的全程监控，最终使消费者能够通过手机客户端扫描产品包装上的二维码来实现农产品全程真实溯源。
给农户提供基于农资需要的供应商及优质产品。根据我们的数据和种植指导能够非常清晰的判断当前的农资需要，从而能够为农户和农资供应商提供准确的对接服务，帮助农户买到质优价廉的好农资。
进销存管理，供应商管理，让农户可以更加方便的管理供应商和销售记录，并自动生成财务报表。清楚的知道每个棚，每亩地的投入情况，产出情况，并且可以根据种植管理过程中的数据对比最终的产出情况，从而能够对每年的投入和产出做精准的比对，优化种植管理和农事操作，节本增效。并且在多基地管理的时候能够更加方便和高效。
将基地介绍，产品介绍、溯源信息、物联网信息，认证信息、作物品种、种植面积、供应量等集中进行展示和宣传，让全国连锁超市、连锁生鲜门店、线上商城等销售渠道的采购经理可以及时的在线获取基地信息，并且可以通过物联网数据对基地的种植管理过程实时在线查验，从而对基地的种植管理过程的科学性，规范性做出准确判断，快速的辨识产品品质并建立采购对接。让全国的采购经理都可以通过平台高效快速的找到合作基地，从来去掉中间环节，让农户多卖钱，采购方少花钱。
通过农业物联网系统的实施，利用传感器、无线通讯、大数据、云计算、物联网、人工智能等技术进行数据收集及分析，通过可视化展示，对农作物的生长情况实现实时跟踪、病虫害检测、产量预测等。平台融合硬件、数据、监控、种植模型、溯源、产销对接等一站式应用，能够实时收集并记录土壤温度、湿度、EC值、空气的温度、湿度、光照强度等信息数据，增加视频监控系统实现远程查看作物长势及病虫害情况，通过信息采集设备管控储存管理过程，通过溯源体系追溯作物种植过程中的农事操作记录、检测记录及市场流通情况。根据作物需求与设定值，随时、随地远程进行手动或自动处理，可扩展实现通风口、采光、水肥等电气设备的自动化管理。并将所有数据汇集到数字农业大数据应用服务平台，实时管控作物生命周期的环境变化情况、农事操作情况、产销分布情况。
建设内容示意图
建设智慧农业科创中心数字农业大数据可视化智能控制中心，打造大数据监管驾驶舱，实现大数据应用分析和规模化数据监测。通过数字农业大数据应用平台，实现温室/大棚、大田等数据的汇总、储存、分析、显示，支持PC、手机端等多平台操作。可实现对智慧农业科创中心科技中心基础信息的管理，包括科技中心单位信息、科技中心种植管理、科技中心基地大棚、科技中心设备信息、科技中心产品出入库信息、科技中心农事操作信息、供应商及客户信息。
1.数字农业大数据应用服务平台
通过平台进行实时的更新调整和选择查看，软件系统与功能主要包括：
基本信息管理：企业、基地、地块、大棚、作物信息；
实时数据监控：包括作物生长环境中，各项环境数据的实时采集及视频监控；
历史数据查询：可根据需要生成传感器三天、七天、十五天、三个月、半年、一年等任意需要的时间周期内的数据变化曲线；
种植指导管理：根据作物不同的生长阶段选择不同的参考管理范围，如发芽期、开花期、结果期、成熟期等，并可通过平台信息交互，远程诊断病虫害，提供实时在线指导。
农事操作记录及查询：包括播种、定植、耕地、清园、施肥、喷药、灌溉、除草、采收等信息；
智慧溯源系统：建设农产品安全智慧溯源系统，一物一码，实现多品牌、多品类管理，并实现种植、生产、加工、检测、流通、销售等全流程可追溯，并可通过二维码引流到电商平台，带动销售；
进销存管理：记录各基地进销存情况，包括产品、订单、客户、供应商等的详细数据，根据投入及产出分析对比；
远程智能控制：通过平台远程智能控制智慧农业科创中心科技中心内的自动化设施。
交流中心：科技中心科创中心门户网站，对外开放，支持信息交流、反馈和汇总。
平台界面
（1）平台主要为以下功能价值服务：
①数字化科学种植
针对各规模化基地进行科学化、数字化、可视化管理，针对作物不同种植区域的气候环境，保证产量以及质量，建立种植模型，预测产量，让企业管理有据可依，让整个作物生长过程能够精准调控，规避风险。
②智能预警、智慧控制
通过以多种方式和渠道手动或自动对现场设备远程控制、智能化报表和决策分析系统结合可研数据，实现设施设备的智慧控制与农业生产情况的智能预警，体现农业生产的智慧化；
③品牌打造与营销
打造农产品从种植到品牌到溯源到销售的一条龙产业链，建立健全农产品的线上线下营销网络。通过智慧溯源系统让消费者能够充分了解农产品的品质和等级，打造农产品特色品牌。
④产业整体升级
建设高产高质作物智慧种植基地，带动覆盖地区农业产业整体升级，打造智慧农业示范中心、农业科技应用、农业人才培训中心中心科技中心，促进农业产业又好又快发展。
平台服务模块
对合作基地（合作社）进行管理，通过手机或PC可为每个基地、合作社单独设定账号，实现自我管理。获得账号后，可以进行土地规划、农场环境采集、农场种植计划、农事管理、农资管理、销售管理、农户管理、农产品溯源、病虫害预警、报表统计与管理等一体化服务。
通过科技中心数字农业大数据应用服务平台，不但能够实现更快捷、更精准、更有效地管理核心示范和繁育基地，而且可以通过平台能够对所有作物的种植基地进行统一监管，包括对农场的基础信息查看、种植信息、追溯信息、统计数据等。
平台通过智慧农业物联网的管理数据采集，建立作物的种植模型库，相当于建立作物种植标准，其内容包括生长的每个周期情况（休眠期、发芽期、长苗期、开花期、结果期、收获期等周期的天数、积温情况）、环境需求（空气温湿度、养分情况、土壤温湿度、光照等数值标准范围）、病虫害信息（设置病虫害信息以及容易发生的最高最低温湿度值）以及作物品种。
针对作物种植过程中或收获后的情况，系统会根据模型库的数据对当前种植数据进行比较分析，对异常情况进行预警预报，比如病虫害预警、环境异常预警等。
（2）系统八大服务模块建设
平台融合硬件、数据、监控、种植模型、溯源、产销对接等一站式应用，搭建科技中心数字农业大数据应用服务平台，通过农业管理数据的实时采集、智能学习和专业分析，转化为对企业的多层次应用服务。
八大服务模块
（3）农场管家种植生产管理系统建设
农场管家种植管理模块是对系统内进销存进行统一管理，让基地可以更加方便的管理产品、订单、供应商、和客户记录，并自动生成财务报表。清楚的知道每个基地、每个地块、每个时间段的投入情况、产出情况，并且可以根据种植管理过程中的数据对比最终的收益情况，从而能够对每年的投入和产出做精准的比对，优化种植管理和农事操作，节本增效。并且在多基地管理的时候能够更加方便和高效。
农场管家种植生产管理系统
（4）质量安全溯源管理系统建设
农产品质量安全追溯系统，是面向政府监管、消费者溯源、企业生产管理的电子化监管与追溯平台，综合采用网络技术、产品编码技术以及多媒体查询等技术，解决农业生产监管及农产品质量溯源两个方面的需求，使得农业生产中的生产流程及投入品使用可以上报管理部门进行监管，并且在农产品进入流通领域后可以通过网络进行产品产地、批次、流向等数据的追溯溯，最大范围内的对农产品质量进行有效监管。
系统总体实现产前管理、产中监管、产后追溯、生产预警、统计分析、二维码打印和消费者端的质量追溯、质量反馈等功能。贯穿农产品整个生产、检测和流通等环节，通过生产档案电子化管理为生产者安全生产服务，通过农残检测和流通环节的信息化为消费者提供追溯服务，搭建数据整合、查询、分析服务。实现“安全可预警、源头可追溯、流向可跟踪、信息可查询、责任可认定、产品可召回”的信息化、网络化、立体化、智能化的质量安全监管网。
追溯平台架构图
通过为每个产品建立一个具有随机性、唯一性的二维码溯源标签，完成唯一身份信息的建立，然后将这个初始信息放入后台数据库中，当产品发生变化后，在每个环节之后，将这些变化的信息添加到后台数据库之中，比如作物成熟了进行采摘时，就把这些信息录入到后台中，这样扫描二维码后，就会出现这条信息，当产品流通后，到达商店里，通过扫码等记录方式，就能将这些信息记录到后台中，当最终消费者查询时，后台数据库就会将这些收集来的信息反馈给消费者，这样就完成了一个产品的二维码溯源。
（5）农业智慧营销系统建设
大数据平台通过全端覆盖，高效可溯的智慧营销系统，聚焦市场营销，聚力打造特色农产品“线上+线下”销售，构建多元化、复合型营销网络，发展营销新模式新业态，围绕区域、产业、企业综合竞争力的提升，大力推动农业体制创新，完善电子商务运营体系，同时建设生产计划管理系统，为各种农产品及品牌提供产量预估、品种规划等数据支撑，为科技中心电子商务销售及整体农产品销售体系提供数据服务。
智慧营销系统
（6）病虫害库、专家系统建设
作物的生长特征和生产要求是实现规模化生产最重要的问题，这个问题将直接关系到产量和效益。数字农业大数据应用服务平台将搭建完善的农业专家系统和病虫害库，为科技中心提供详细的农作物的生长特性、生产要求、生产规范，辅助生产。也可通过系统提交作物病虫害照片及视频，系统后台自动匹配过去三十天内的作物环境数据，让专家及技术人员可根据数据及照片视频快速做出准确判断，并提供最精准有效的防治方案。
（7）平台系统的开发部署及安全机制
①系统的开发部署
系统的稳定运行需要一个可靠、安全、可扩展、易维护的应用系统平台作为支撑，以保证网站应用的平稳运行。应用系统又可分为几个子系统：
Web前端系统：为了达到不同应用的服务器共享、避免单点故障、集中管理、统一配置等目的，不以应用划分服务器，而是将所有服务器做统一使用，每台服务器都可以对多个应用提供服务，当某些应用访问量升高时，通过增加服务器节点达到整个服务器集群的性能提高，同时应用也会受益。
负载均衡系统：负载均衡建立在现有网络结构之上，通过廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
数据库集群系统：利用至少两台或者多台数据库服务器，构成一个虚拟单一数据库逻辑映像，像单数据库系统那样，向客户端提供透明的数据服务。
缓存系统：缓存分为文件缓存、内存缓存、数据库缓存。在大型系统应用中使用最多且效率最高的是内存缓存。使用正确的缓存系统可以达到实现以下目标：使用缓存系统可以提高访问效率，提高服务器吞吐能力，改善用户体验。减轻对数据库及存储集服务器的访问压力。避免单点故障，提供高可靠性和可扩展性，提高性能。
分布式存储系统：将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
分布式服务器管理系统：随着集群规模的扩大，原来基于单机的服务器管理模式已经不能满足需求，新的需求必须能够集中式的、分组的、批量的、自动化的对服务器进行管理，能够批量化的执行计划任务。集中式的服务器管理工具，可以高效的实现大规模的服务器集群管理，被管理服务器可以分布在任何位置，只要网络可以连通就能实现快速自动化的管理。
代码分发系统：生产环境的服务器以虚拟主机方式提供服务，不需要开发人员介入维护和直接操作，提供发布系统可以实现不需要登陆服务器就能把程序分发到目标服务器。
实现内部开发、内部测试、生产环境测试、生产环境发布的4个开发阶段的管理，发布系统可以介入各个阶段的代码发布。实现源代码管理和版本控制。
②系统平台的安全机制
为了保障IT系统能够正常运行，需要信息系统运行维护规范化，建立响应操作规范机制。推进信息系统维护管理的标准化和规范化，规范系统各层面的操作访问流程，提高信息系统维护管理的效率。严格执行用户权限控制和职责分离，具有完整的操作痕迹及文档记录。同时，探索集中系统维护体系，维护模式逐步由分散向集中过渡。操作系统和数据库层面由市统一控制，应用系统层面由市、区分级管理。
为了防患于未然，加强了应急预案管理，保障信息系统稳定运行。应急预案明确了组织机构及工作职责，包含了信息系统风险分析、应急处理运行机制、信息系统保障措施等内容。搭建IT基础架构库管理平台，积极探索服务支撑新模式，从“面向职能的管理”向“面向流程的管理”转变，全面梳理并规范信息化服务流程，并实现可追溯性。
2、大数据指挥中心建设
数字农业大数据指挥中心展览展示内容包括科技中心概览、生态监控、动态分析、预警预测、智能控制，既为科技中心提供直观、强大的对外展示平台，也为各级管理人员提供面向决策指挥，全面可视化、快速响应、数字化调度的全方位决策支持。
平台基地板块示意图(总览）
智慧农业的核心是大数据，而大数据最重要一环是农业环境数据的采集。传感器技术是整个智慧农业体系的基础，传感器技术的先进、实用、准确程度决定智慧农业的发展进度。
通过部署在各种植基地生产现场的物联网设备，如传感器、气象站、摄像头等，可以实时或定期监测采集生产现场的数据，并上传至数字农业大数据应用服务平台。科技中心负责人通过手机或者PC登陆数字农业大数据应用服务平台即可查看对应基地或地块的气象数据、土壤环境数据、作物长势、设备状态等。
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