1.1 建設(shè)現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以貫穿農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營全過程。歸納起來，在以下五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用成效明顯：一是在農(nóng)業(yè)資源的精細(xì)監(jiān)測和調(diào)度方面，利用衛(wèi)星搭載高精度感知設(shè)備，獲取土壤、墑情、水文等極為精細(xì)的農(nóng)業(yè)資源信息，配合農(nóng)業(yè)資源調(diào)度專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策;二是在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測和管理方面，利用傳感器感知技術(shù)、信息融合傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的自動監(jiān)測;三是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的精細(xì)管理方面，應(yīng)用于大田種植、設(shè)施農(nóng)業(yè)、果園生產(chǎn)、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化控制和科學(xué)化管理，提高資源利用率和勞動生產(chǎn)率;四是在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源方面，通過對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、銷售過程的全程信息感知、傳輸、融合和處理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品“從農(nóng)田到餐桌”的全程追溯，為農(nóng)產(chǎn)品安全保駕護(hù)航;五是在農(nóng)產(chǎn)品物流方面，利用條形碼技術(shù)和射頻識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的采集跟蹤，有效提高農(nóng)產(chǎn)品在倉儲和貨運(yùn)中的效率，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)發(fā)展。

  從地方應(yīng)用情況看，全國很多省市開展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)研究和應(yīng)用試點(diǎn)，從全國范圍來看，北京、江蘇、浙江、黑龍江和安徽等地農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成效比較突出。北京市重點(diǎn)開展了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)用水管理、環(huán)境調(diào)控、設(shè)施農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水精細(xì)管理和設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測;黑龍江省側(cè)重在大田作物生產(chǎn)中搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，借助互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)集中處理和分析，支撐生產(chǎn)決策;江蘇省開發(fā)了國內(nèi)領(lǐng)先的基于物聯(lián)網(wǎng)的一體化智能管理平臺，側(cè)重在設(shè)施農(nóng)業(yè)、畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面進(jìn)行探索，并在生豬、食用菌等生產(chǎn)領(lǐng)域初步形成比較成熟的商業(yè)模式，企業(yè)應(yīng)用積極性很高;浙江省重點(diǎn)在設(shè)施花卉方面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)通過傳感器無線傳輸?shù)轿㈦娔X中，實(shí)現(xiàn)了花卉種植全過程自動監(jiān)測、傳輸控制;安徽省明確提出全面推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，率先探索“頂層設(shè)計(jì)、整體推進(jìn)、典型示范”的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展模式，據(jù)了解，目前小麥“四情”監(jiān)測項(xiàng)目建設(shè)已經(jīng)啟動。此外，河南、重慶、遼寧和內(nèi)蒙等地也開展了一些探索工作。

  從我國相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)情況看，近年來，我國在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方面取得了一些進(jìn)展，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的集成應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，開發(fā)了高精度植物生命信息獲取設(shè)備、動物行為信息傳感器、環(huán)境信息傳感器，作物長勢分析儀、作物成像光譜儀等一批作物信息監(jiān)測和診斷儀器，具備實(shí)時(shí)獲取動植物生長發(fā)育信息的技術(shù)手段和能力;在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯方面，完成了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地信息實(shí)時(shí)采集與傳輸技術(shù)的開發(fā)工作，構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地認(rèn)證數(shù)據(jù)平臺，初步建立了應(yīng)用評價(jià)系統(tǒng)和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全數(shù)字化預(yù)警模型，開發(fā)了便攜式質(zhì)量全程跟蹤與溯源終端產(chǎn)品;在農(nóng)產(chǎn)品流通方面，制定了農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽信息分類和編碼規(guī)則，突破了一維與二維條碼混合標(biāo)記的技術(shù)難題，開發(fā)了電子標(biāo)簽中間技術(shù)，研制了電子標(biāo)簽讀寫設(shè)備，初步構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品物流信息管理和農(nóng)產(chǎn)品電子交易信息管理平臺。

  1.2 建設(shè)意義

  智能農(nóng)業(yè)改變了粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方式，可以提高動植物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，對提升改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)具有重要的意義。但是“智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)”的范疇還有待進(jìn)一步明確。根據(jù)目前智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，其產(chǎn)品呈現(xiàn)以下特征;一是參與企業(yè)眾多，除去傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中農(nóng)業(yè)種植、加工、流通、分銷企業(yè)以外，還有通信、集成電路、軟件、智能化設(shè)備和服務(wù)提供商等企業(yè)參與現(xiàn)有農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中。二是商業(yè)模式創(chuàng)新不足，智能農(nóng)業(yè)發(fā)展還處于初級階段，新進(jìn)入的很多企業(yè)缺乏成熟的商業(yè)模式，因而企業(yè)無法獨(dú)自推出合適的解決方案。三是相關(guān)產(chǎn)品具有很高的技術(shù)含量，是現(xiàn)代通信技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、信息技術(shù)與電力技術(shù)高度融合的高科技產(chǎn)品。四是缺乏智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的高端技術(shù)人才，無法短期內(nèi)解決大量在智能農(nóng)業(yè)中面臨的技術(shù)難提。

  根據(jù)智能農(nóng)業(yè)的上述特征和對產(chǎn)業(yè)鏈的深度剖析，智能農(nóng)業(yè)的建設(shè)覆蓋種植(養(yǎng)殖)、加工、倉儲、物流、銷售五個(gè)價(jià)值鏈環(huán)節(jié);從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，可以分為智能農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備研發(fā)制造、農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備研發(fā)制造、農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)研發(fā)、農(nóng)業(yè)通信技術(shù)研發(fā)制造、智能農(nóng)業(yè)運(yùn)營與增值業(yè)務(wù)開發(fā)以及智能化終端制造研發(fā)。因此，智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈可以通過下圖(智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖)

  智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

  2 指導(dǎo)思想與建設(shè)目標(biāo)

  2.1 指導(dǎo)思想

  以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，緊緊抓住國家發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和實(shí)施發(fā)展規(guī)劃的戰(zhàn)略機(jī)遇，立足于科技優(yōu)勢，圍繞著創(chuàng)新型推動，綠色化發(fā)展，集群式布局，產(chǎn)業(yè)鏈延伸，國際化提升的原則，通過信息化促進(jìn)特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以楊凌示范區(qū)信息化綜合服務(wù)平臺和寬帶網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋為支撐，以全區(qū)城鄉(xiāng)一體和智慧化發(fā)展均等服務(wù)為目標(biāo)，推進(jìn)“智慧楊凌”建設(shè);從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范領(lǐng)域以智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，推進(jìn)以全面感知、廣泛互聯(lián)、科技管控、深度應(yīng)用、靈活互動為主要特征的“智慧農(nóng)業(yè)”建設(shè)，引領(lǐng)全區(qū)信息化梯度發(fā)展。

  中農(nóng)互聯(lián)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是全國級專業(yè)定位于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的高科技企業(yè)，長期以來致力于借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和移動互聯(lián)等新一代信息技術(shù)手段，發(fā)展優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)，打造從農(nóng)田到餐桌，覆蓋生產(chǎn)、加工、物流、銷售、消費(fèi)五大領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量追溯體系，從而協(xié)助政府和企業(yè)解決中國的糧食安全和食品安全問題，推動農(nóng)業(yè)“兩高一優(yōu)”發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益大提升。我們立足建立以一個(gè)區(qū)級智慧農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)平臺;三個(gè)綜合應(yīng)用平臺：農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源平臺、以發(fā)展各地電子商務(wù)平臺和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺;9個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)，涵蓋園內(nèi)果樹、大田(小麥、玉米)、鮮蔬、牲畜、家禽、種苗、沼氣等各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

  2.2 建設(shè)原則

   為了更好地將楊凌打造成全國領(lǐng)先的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，為園區(qū)企業(yè)提供一流的配套服務(wù)，帶動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需從頂層設(shè)計(jì)，采取統(tǒng)籌規(guī)劃、分步建設(shè)、穩(wěn)步推進(jìn)的建設(shè)原則。軟件平臺采用B/S體系結(jié)構(gòu)。總體設(shè)計(jì)堅(jiān)持以下原則：

  (1) 高性能

  網(wǎng)絡(luò)和軟件平臺滿足為不同業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量保證(QoS)的需要，充分考慮將來業(yè)務(wù)量的增大，保證當(dāng)前及今后一定時(shí)期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和軟件的高效與通暢。

  (2) 可擴(kuò)展性

  隨著應(yīng)用規(guī)模的發(fā)展，系統(tǒng)能靈活方便地進(jìn)行硬件或軟件系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級，具有良好的開放性和可擴(kuò)展性，以適應(yīng)系統(tǒng)規(guī)模和應(yīng)用功能的不斷完善和擴(kuò)展，包括用戶數(shù)量上的可擴(kuò)展性(或性能可擴(kuò)展性)和業(yè)務(wù)上的可擴(kuò)展性(或功能可擴(kuò)展性)。設(shè)計(jì)全面考慮與其它信息系統(tǒng)的接口，保證各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換無瓶頸、無障礙。

  (3) 可靠性和安全性

  網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)主要原則。在設(shè)計(jì)中選用高可靠性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，合理設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，盡可能利用成熟技術(shù)。軟件平臺在網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件等各個(gè)層次采取有效的安全措施和技術(shù)手段保證系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)的安全，防止系統(tǒng)及數(shù)據(jù)被非法訪問和破壞，保證系統(tǒng)的高度可靠性和安全性，滿足系統(tǒng)全天候運(yùn)行的要求。

  (4) 標(biāo)準(zhǔn)開放性

  網(wǎng)絡(luò)方面支持國際上通用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、動態(tài)路由協(xié)議等開放協(xié)議，有利于與其它網(wǎng)絡(luò)之間平滑連接互通，以及將來網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。軟件方面依照國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，采用開放構(gòu)件技術(shù)進(jìn)行建設(shè)，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一工作標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程、統(tǒng)一軟硬件平臺、統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼，系統(tǒng)能夠提供開放的客戶接口，可方便地進(jìn)行自身拓展和實(shí)現(xiàn)與其他相關(guān)系統(tǒng)的無縫連接。

  (5) 可管理性及易維護(hù)性

  系統(tǒng)建設(shè)采用集中式管理，具備良好的可管理性，便于對系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控，降低管理成本，方便系統(tǒng)管理員的管理，并在系統(tǒng)發(fā)生任何問題的時(shí)候都能夠很容易地進(jìn)行診斷，并立即采取有效的措施，使得系統(tǒng)時(shí)刻處在良好運(yùn)行的狀態(tài)。

  (6) 先進(jìn)性和成熟性

  軟件開發(fā)必須保證技術(shù)的先進(jìn)性，以避免在軟件交付使用后過早面臨被淘汰的危險(xiǎn)，同時(shí)軟件開發(fā)所采用的技術(shù)必須是成熟的技術(shù)，以免技術(shù)不成熟給系統(tǒng)運(yùn)行造成困難

  (7) 參數(shù)化設(shè)計(jì)和靈活性

  系統(tǒng)將基礎(chǔ)臺賬、業(yè)務(wù)屬性、流程管理等設(shè)計(jì)為參數(shù)配置，這樣可以按不同的情況靈活設(shè)置，以保證系統(tǒng)應(yīng)用程序的靈活性。

  2.3 建設(shè)目標(biāo)

  (1) 建設(shè)農(nóng)業(yè)信息化示范工程。

  (2) 建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)信息化建設(shè)工程。

  (3) 建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息資源和服務(wù)平臺。

  2.4 建設(shè)內(nèi)容

  (1) 農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)。采用二維碼、RFID、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，以“產(chǎn)品追溯”為主線，對楊凌示范區(qū)的農(nóng)民專業(yè)合作社、涉農(nóng)企業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行追溯跟蹤。

  (2) 涉農(nóng)企業(yè)電子商務(wù)平臺。依托示范區(qū)綜合服務(wù)平臺建設(shè)楊凌涉農(nóng)企業(yè)電子商務(wù)平臺。為涉農(nóng)企業(yè)提供安全、可靠的網(wǎng)上交易平臺，信息發(fā)布平臺，供求關(guān)系平臺。重點(diǎn)建立以大宗鮮活農(nóng)產(chǎn)品交易為主的產(chǎn)銷對接系統(tǒng)。

  (3) 旱區(qū)多遙感平臺農(nóng)田信息精準(zhǔn)獲取技術(shù)集成與應(yīng)用工程。包含耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取綜合快速空間信息分析與服務(wù)系統(tǒng)、多尺度作物產(chǎn)量監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)、無人機(jī)遙感信息處理監(jiān)測集成系統(tǒng)、即時(shí)服務(wù)和精準(zhǔn)作業(yè)集成系統(tǒng)等。

  3 總體架構(gòu)

  3.1 總體框架

3.2 技術(shù)架構(gòu)

   4 應(yīng)用體系

  4.1 應(yīng)用體系架構(gòu)