“四情平台”建设项目实施方案

托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展“四情平台”建设项目实施方案建设单位：技术支持：浙江托普仪器有限公司编制日期：2014-8-21托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展前言物联网信息技术在2006年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一次产业升级。总体来说，物联网是指各类传感器和互联网相互衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确定地址，它的各种状态、参数可被感知。2010年国家发布了“十二五”发展规划纲要中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。加快发展设施农业，推进蔬菜、水果、茶叶、花卉等园艺作物标准化生产。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。推进现代农业示范区建设、农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息技术，提高农业生产经营信息化水平。农业物联网可以应用在作物准备、种植和培育、生长和收货等阶段总而言之，物联网农业智能测控系统能大大的提高生产管理效率，节省人工，而且能非常便捷的为农业各个领域研究等方面提供强大的科学数据理论支持，其作用在当今的高度自动化、智能化的社会中是不言而谕的。托普简介及企业资质：1.1公司简介浙江托普仪器有限公司位于素有“人间天堂”美誉的杭州。杭州市国家信息化试点城市、电子商务试点城市、电子政务系统试点城市、数字电视试点城市和国家软件产业化基地、集成电路设计产业化基地。优越的天时地利人和环境助长了托普的飞速发展。浙江托普仪器有限公司是一家致力于中国农业信息化发展的国家高新技术企业，创新地将物联网，云计算等最新信息技术运用在了农业领域，助推我国农业现代化发展。公司以先进的感知监测产品，前沿的云计算运用，领先的物联网技术和和系统集成为核心，为种植业（大田，联栋温室大棚）、水产养殖、畜牧养殖及食品安全溯源等领域提供标准、个性化的解决方案。托普潜心十年，专注于农业领域，立足农业物联网关键技术的研发，通过应用示范，探索农业物联网的产业化应用。如今我司已在全国各地实施了近百个农业物联网示范基地，拥有（顶层设计-方案制定-实施应用-技术支持）全套服务的丰富经验。是国内农业物联网领域拥有核心技术和丰满实践经验的先行者，更是我国“智慧农业”建设的倡导者和推动者。公司目前拥有员工300余名，其中研发技术人员近百人，项目施工及售后50余人。迄今已荣获国家发明专利2项、国家实用新型专利25项、产品软件著作权30余项、软件产品登记证书13项，拥有大量完全自主知识产权的技术和产品。目前正在筹建院士工作站和博士后工作站。与时俱进，开拓创新，托普仪器将与您一起携手为中国农业的现代化和信息化不懈努力。托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展1.2企业资质及荣誉：托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展二、项目概述：2.1项目建设背景物联网的农业应用，将面对一系列在广域空间分布的信息获取、高效可靠的信息传输与互联、面向不同应用需求和不同应用环境的智能决策系统集成的科学技术问题。它既需要电子、信息、通信科技与产业界对关键共性技术的突破和提供低成本、使用可靠和易用性好的硬、软件产品与服务的支持，又需要农业信息工程科学家们的协力研究、面向农业应用需求的技术整合和运营服务模式创新的保障。信息科技将融入各种农业应用领域，成为生物、农艺、工程交叉汇聚学科的纽带。物联网农业应用技术的创新，将打破学科与部门的界限，促进不同学科间的交叉融合和衍生新的交叉学科，将大力推进以需求和应用为导向的协力研究模式，为新兴产业的发展和转变农业发展方式创造新的机会。根据目前国内农业物联网技术研发及应用情况，农作物病虫害防治与预警系统信息采集以自动化采集为主，辅助以人工采集两方面组成。目前依靠自动化信息采集的主要是外部生产环境参数，待农作物本体感知技术研发突破后，及时增加相应的自动化采集参数，逐步减少人工采集。通过本项目的建设，促进农业信息服务网络化、农业资源管理数字化、农业生产过程管理精准化、农业装备智能化，在我国成为农业物联网应用工程典范，为创建国家级现代农业示范区提供有力支撑。项目建设原则要求：根据具体项目情况，综合选择适用于本项目要求的设计方案。考虑到系统相关需求，同时参考相关信息系统建设成功经验，确定采用以下设计原则进行系统设计：先进性：系统将采用国际上最先进、成熟、实用的技术标准，既保证系统实现的功能，又满足未来若干年应用发展的需要。安全性：提供全面符合国家和工信部有关信息安全政策法规、核心技术自主的整体安全解决方案。能够适应业务专网和工信部信息安全系统建设规范等多层次的安全要求。可靠性：本系统的设计将在尽可能减少投资的情况下，从系统结构、网络结构、技术措施、设备选型等方面综合考虑，以确保系统稳定可用，实现7×24小时的不间断服务。开放性：系统设计采用的各项软、硬件设备均应符合国际通用标准，符合开放性原则，要与技术发展的潮流吻合，保证系统的开放性和技术延伸性。高效性：采用新技术和稳定的产品，将整个系统的信息流量维持在一个均衡高效的指标内。可维护性：系统的管理、维护和维修应具有简易性和可操作性。可延展性：方案的设计要有技术的延续性、灵活的扩展性和广泛的适应性及良好的用户界面，注意分步实施的可操作性，保证前期投资的有效和后期投入的衔接，最大限度的保证其兼容性和经济性。设计目标建设“四情”监测管理，将采集数据实时传输至省物联网综合服务平台，托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展实现对农作物苗情、墒情、病虫情、灾情以及各生长阶段的长势、长相的动态监测、为农作物生产提供技术服务和救灾指导，为各级领导进行粮食生产决策提供数据支持。农业四情监测系统可通过虫情测报灯、苗情、灾情摄像机和墒情传感器对每个监测点的病虫状况、作物生长情况、灾害情况、空气温度、空气湿度、露点温度、土壤温度、光照强度等各种作物生长过程中重要的参数进行实时监测。测量结果可以在网站上直观的显示出来，同时还可远程设置每个点的各种参数。并且还配套云服务平台，将数据传入云平台上，再配合专业的分析处理功能，可以对作物生长环境信息的处理分析，提供更多更好的科学指导。农业四情系统是由传感器与温室通主机，以及中心服务器这些硬件组成，由中心服务器提供云平台服务，设备上传数据到中心服务，用户通过Web、PC与移动客户端可以访问数据与系统管理功能。总体结构图粮食作物“四情”监测管理系统主要由智能虫情测报灯、视频监测站、八要素气象监测站、人工采集设备、远程网络传输系统、终端信息查询等组成。总体结构如下图所示。托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展结构图（二）四、设计的内容“四情”信息自动监控点具体设备方案针对现代农业“四情”监测的需求而开发的物联网信息技术整体解决方案，主要包括四部分：一、监测点信息采集部分：1套智能虫情测报灯，1套土壤监测站，1套八要素气象监测站，1套远程视频采集设备，8套人工采集设备（Android系统智能手机）。二、监测点设备的数据传输部分：土壤监测站、气象监测站采用最新的集成模版技术，通过一套内置的GPRS模版将数据直接上传至服务器。视频、智能手机通过服务运营商的3G网络互联网发送至省服务器。三、监测点信息的发布与智能处理部分：LED信息发布系统，即安装在县农业局（管理处）四个46寸LED拼接屏1套或50寸电视1台。数据发送到省厅中央控制室的管理平台，意外信息的手机报警处理等功能。“四情”系统组成模块及子系统介绍托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展1.无线虫情测报系统根据项目要求每N亩种植大田Y个区域配置两套固定式太阳能虫情测报灯，测报灯会对每天收集的害虫进行分类与计数，并将数据发送至监测平台，平台整理分析每天的数据，形成数据库，以供农业专家远程诊断。无线虫情测报灯2.视频监控子系统（苗情和灾情）远程视频监控系统由摄像、传输、控制、显示、存储五大部分组成。根据项目要求，在制定区域安装360°远红外摄像机，用户通过视频系统可清晰直观的实时查看种植区作物的生长及病虫害情况，并对突发性异常事件的过程进行及时监视和记忆，用以提供及时高效的指挥和调度。苗情、灾情监测托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展3.无线气象、墒情监测系统：根据项目要求在指定区域的中心位置配置N套无线农业气象综合监测站，无线气象站主要采集大田的种植气象环境指标(标配：空气温度、空气相对湿度、土壤温度、土壤水分、辐射、风速、风向、降雨量，因监测土壤墒情需求，本系统的土壤温度和土壤水分监测单元各配置4个传感器，分别在地表往下-20cm、-40cm、-60cm、-80cm的土壤深度监测土壤温度和水分），气象墒情综合站会定时将监测到的气象数据通过无线网络（GPRS或3G)发送到监测平台或者管理人员的手机上，指导农业生产并有效形成气象灾害预警,以便相关部门及时采取措施，减少损失。固定式无线农业气象综合监测站（含墒情）手机显示即时农业气象数据预警预报系统：本系统中可设置病虫害发生程度的安全阀值，当病虫害测报分析仪器所监测的数据超过安全范围是，报警系统启动，管理平台上的信息参数会以红色字样显示并闪烁，同时会将病虫害状况以短信方式通知管理人员专家系统：本系统将省市县的病虫害防治专家信息及联系方式全部收集，组成专家顾问系统，用户可联系农业专家，咨询病虫害防治难题，亦可将自己的防病、防虫经验分享到系统中。信息管理系统各省市县相关职能部门（农业局、林业局、植保站）可利用本系统远程实时监测种植区农作物的虫情、苗情、墒情、灾情数据等农业信息，也可远程手动操作拍摄虫情、苗情图片，可协助有关管理部门做好灾前预防、灾中控制、灾后治理的托普仪器——致力于中国农业信息化的发展托普仪器——致力于中国农业信息化的发展工作。有效防灾减灾，保障农户安全生产，提高农户经济利益，维护生态环境平衡。设备安装说明一、智能虫情测报灯：每个监测点各安装一套，可以安装在检测点的任何位置。设计方案：测报灯内置1800W高清摄像头，会对每天收集的害虫进行分类与计数，并通过系统设置后自动拍照将现场图片信息无线发送至监测平台，平台整理分析每天的数据，形成数据库，以供农业专家远程诊断。二、气象监测站、土壤监测站：每个监测点各安装一套，可以安装在检测点的任何位置。设计方案墒情：根据作物成长的根系深度，分别在土壤0～20厘米、20～40厘米、40～60厘米层各安装一个土壤温度、一个土壤含水量传感器。常规设置1小时采集发送数据一次，也可以通过短信方式或电脑远程设置数据存储和发送时间间隔。气象参数：根据监测点附近的空气温度和湿度、光照强度、辐射、风速、风向、降雨量数据分析作物的成长环境。常规设置1小时采集发送数据一次，也可以通过短信方式设置数据存储和发送时间间隔。数据发送模式：GPRS传输模式：集成无线传感器网络网关TD/WCDMA/EVDO都可以。U盘模式：也可利用U盘直接取出历史数据。短信模式：可将数据以短信的形式发送至指定手机号码，可通过短信形式唤醒主机将数据发送至手机中。气象站以及土壤站的特点：可定时或实时自动采集相应参数，采集间隔可灵活设定；具有现场或远程编程能力，设备参数可通过手机短信指令设置、路径可改变、数据可读取；具有召测和远程控制功能，设备可接收来自上级平台的指令，根据指令进行数据传输或输出开关控制信号；采