智慧农业实施方案.pdf

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第1页共50页崇州市崇州市10万亩粮万亩粮经区经区农业信息化示农业信息化示范范基地建设基地建设实施方案实施方案成都成都黑盒子电子黑盒子电子技术有限公司技术有限公司第2页共50页目录一、项目基本情况.4二、项目建设思路和主要目标.42.1指导思想.42.2主要目标.4三、项目建设内容.5四、系统架构.5五、大田种植农情监测以及智能沼液灌溉系统.65.1系统构成.65.2具体实施方案.75.2.1实施要点.75.2.2农业小型气象监测站实施方案.75.2.3土壤墒情监测站实施方案.95.2.4设备配置清单.11六、智能化养殖系统系统建设方案.116.1系统构成.116.2具体实施.126.2.1养殖环境监测系统.126.2.2养殖环境自动控制系统.126.2.3设备配置清单.13七、生猪溯源系统.147.1系统构成.147.2具体实施.157.3设备配置清单.15八、视频监控系统及展示中心建设.168.1系统构成.168.2具体实施.168.2.1基地视频监控系统.168.2.2基地大屏幕控制中心.188.2.3基地触摸屏信息展示点.188.2.4设备配置清单.18九、物联网综合接入软件平台建设.199.1建设目标.199.2建设内容.199.3系统架构.199.4具体建设.209.4.1市级农业物联网综合服务平台.209.4.2种养循环节水施肥软件管理系统.219.4.3畜禽养殖智能管理系统.249.4.4生猪溯源系统.26十、主要设备技术参数、技术性能指标.2810.1种养循环节水施肥示范基地采购设备部分.28第3页共50页10.1.1农业小型气象监测站.2810.1.2土壤墒情无线采集器.2910.1.3Zigbee转换3G网关设备.3010.2智能化养殖及生猪溯源系统部分.3110.2.1空气温湿度、CO2、光照强度四合一无线采集器.3110.2.2硫化氢无线采集器.3110.2.3氨气浓度无线采集器.3210.2.4氨气浓度无线采集器.3310.2.5ZigBee多路控制器.3310.2.6RFID电子耳标.3410.2.7手持RFID电子标签高频读写器.3410.8控制中心及视频监控系统部分.3510.8.1自动变焦高清网络摄像头.3510.8.2定焦高清网络摄像头.3610.8.3枪型高清网络摄像头.3810.8.4大屏幕图像拼接处理器.39十一、总经费预算.40第4页共50页一、项目基本项目基本情情况项目区域位于崇州市10万亩粮食综合示范区的白头镇（五星村）、隆兴镇（黎坝村）、桤泉镇农业技术服务站。

主要基于五星村和黎坝村种养循环示范区，建设两个智能化养猪场，并且利用养猪场排放的沼气液体建立智能化沼液灌溉系统，对养猪场周边区域的田亩进行灌溉；在粮食种植示范区附近布置农业小型气象站，为崇州广大农户、合作社、现代农业企业提供气象信息服务；在桤泉镇农业技术服务站建立监控中心，展示所有基地的前端生产数据的采集、远程控制以及视频监控信息；建立全市统一的农业物联网综合接入平台，包括大田种植管理系统、生猪养殖管理系统、生猪溯源系统，未来新建的大田粮食种植、畜禽养殖基地的基础数据信息均可接入该平台。

二、二、项目建设项目建设思路和思路和主要目标主要目标2.1指导指导思想思想深入贯彻党的“十八大”精神提出的“四化同步”精神，认真贯彻执行成都市人民政府办公厅关于加快推进都市现代农业信息化的意见（成发办201344号），有效有序推进崇州市农业信息化体系建设，打造一批农业物联网技术应用的示范基地。

充分利用现代科学技术、信息技术推动崇州市农业的现代化发展，推进信息技术在农业种植业、畜禽养殖业生产领域的广泛应用，加快建设崇州市10万亩粮经综合示范区的综合生产能力，推动农业的标准化、规模化和设施化发展，力争把崇州市建设成为“全国领先、西部第一”现代农业综合示范区。

2.2主要目标主要目标以提高崇州市10万亩粮经综合示范区的农业生产智能化为目标，推动信息技术在粮食种植业、生猪养殖业的示范应用。

以构建生态、环保的农业生产示范基地为目标，在崇州市10万亩粮经综合示范区建设种养循环施肥灌溉系统，以实现农业生产的低消耗、低排放。

以提供灵活便捷的信息服务为目标，基于现代计算机技术和通信技术构建农业综合信息服务体系，提高农户和政府职能部门的信息获取能力。

以提升农产品质量安全水平为目标，利用物联网技术和信息技术建立全市统一的生猪溯源系统，实现基于白头镇（五星村）、隆兴镇（黎坝村）两个养猪场第5页共50页的生猪质量溯源示范应用。

三、三、项目建设内容项目建设内容大田种植农情监测以及智能沼液灌溉系统智能化养猪场建设生猪溯源系统视频监控系统及展示中心建设物联网综合接入软件平台建设四、四、系统架构系统架构农发局农发局大屏幕监控中心大屏幕监控中心平台服务器平台服务器设施大棚物联网示范设施大棚物联网示范基地综合接入体系基地综合接入体系大田种植物联网示范大田种植物联网示范基地综合接入体系基地综合接入体系畜禽养殖物联网示范畜禽养殖物联网示范基地综合接入体系基地综合接入体系成都市农委云计算中心成都市农委云计算中心/崇州市智慧城市数据中心崇州市智慧城市数据中心未来接入未来接入农业物联网综合接入软件平台农业物联网综合接入软件平台沼液智能沼液智能灌溉示范基地灌溉示范基地大田种植大田种植物联网示范基地物联网示范基地畜禽养殖畜禽养殖物联网示范基地物联网示范基地示范基地控制及展示平台示范基地控制及展示平台（桤泉镇农业技术服务站桤泉镇农业技术服务站）本地服务器本地监控中心市级农业物联网综合服务平台市级农业物联网综合服务平台（位于农发局位于农发局）视频监控信息视频监控信息第6页共50页五、五、大田种植农情监测以及智能沼液灌溉系统大田种植农情监测以及智能沼液灌溉系统5.1系统系统构成构成农业生产环境是一个开放的生态系统，包含土壤、肥料、水分、光照、温度、空气、视频等因素，对农田环境数据进行快速、准确地采集，对直接或间接与农作物生长相关的因素进行系统分析，有利于对农作物生产进行科学管理。

基于物联网的大田种植农情监测系统，是运用信息采集技术、信息远程传输技术、信息智能分析与控制技术，实施农田环境远程监控系统，包括气象信息、土壤墒情信息以及视频信息，对这些信息进行综合的数据分析将有效提升农业生产的技术管理水平，促进农业产业化及现代化的发展。

第7页共50页5.2具体实施具体实施方案方案55.2.1.2.1实施要点实施要点a）在粮食种植区域布置2套农业小型气象监测站，可采集空气温度、空气湿度、风向、风速、雨量、气压、光照度、土壤温度、土壤湿度多项信息。

b）气象数据信息可以集中传输至物联网综合接入管理平台，并且以表格和对比曲线等形式在大屏幕上展示，可随时查看任意时段的历史数据，导出电子表格个图表。

c）根据作物不同生长阶段的信息、生产现场环境条件等设置空气温度、空气湿度、风向、风速、雨量、气压、光照度、土壤温度、土壤湿度的预警临界阈值，并对各个气候条件设置灾害条件预警分级。

d）气象信息可传输至桤泉镇农业技术服务站的触摸屏一体化查询机，供农户或农技人员查询当天或历史气象信息。

e）控制系统通过对Zigbee的多路控制器进行控制，可实现对沼液灌溉池的水泵、电磁阀的开启/关闭，控制流量控制阀的流量，在控制软件上能够设置沼液和清水的配比比例，从而实现沼液的自动化灌溉。

f）支持手机、IPAD移动端查询气象信息和土壤墒情。

5.2.25.2.2农业小型气象监测站农业小型气象监测站实施实施方案方案功能需求：

该农业小气候环境观测站可采集空气温度、空气湿度、风向、风速、雨量、气压、光照度、土壤温度、土壤湿度多项信息并做公告和趋势分析，该气象站采用ZigBee无线传输形式，将数据传输至控制中心，配合软件可实现网络远程数据传输和网络实时气象状况监测。

气象信息可传输至桤泉镇农业技术服务站的触摸屏一体化查询机，供农户或农技人员查询当天或历史气象信息。

气象站采集的信息种类及要求如下表：

序号要素测量范围分辨率准确度1土壤温度-50-1500.010.32大气温度-40-700.010.23土壤湿度0100%RH0.1%RH3%RH4大气湿度0100%RH0.1%RH3%RH5风速099m/S0.1m/S0.1m/s6风向0-36010.57大气压力101100Kpa0.1Kpa0.3Kpa8降水强度0-99mm/min0.14mm/min3%9光照强度020KLux0.1KLux5%第8页共50页系统构成及系统架构图：

气象站软件管理系统：

第9页共50页5.2.35.2.3土壤墒情监测土壤墒情监测站实施方案站实施方案实施要点：

a）在粮食种植区域布置4套土壤墒情监测站，实时采集田间土壤的含水量信息，并以此做为是否需要灌溉的依据。

b）土壤墒情信息可以集中传输至物联网综合接入管理平台，并且以表格和对比曲线等形式在大屏幕上展示，可随时查看任意时段的历史数据，导出电子表格个图表。

c）土壤墒情监测系统可实现全天候不间断监测，自动采集土壤墒情实时数据，并利用ZigBee无线网络实现数据远程传输。

d）土壤水分超过预先设定的限值时，立刻上报告警信息。

可扩展土壤温度、电导率、PH值以及地下水参数、气象参数等监测功能。

数据采集、存储频率可灵活调整，可远程设置监测设备工作参数。

系统构成及系统架构图：

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（一）智能沼液灌溉系统实施要素：

沼液灌溉系统主要由沼液沉淀池、沼液过滤池、清水池、沼液混合配比池、流量计量和控制系统五个部分组成。

流量计量和控制系统由前端水泵、流量控制阀、自动控制系统三部分组成。

前端水泵有3个水泵，一个是将过滤池的沼液抽取到沼液混合池，一个是将清水池的水抽取到沼液混合池，另外一个水泵是将沼液混合池的混合液体抽取到灌溉管道进行灌溉。

流量控制阀安装在水泵的出水口管道处，该系统可以通过控制中心服务器软件平台按照一定的控制算法或者通过人工设定流量控制阀的流量，实现沼液与清水的比例混合从而达到智能灌溉的目的。

智能灌溉管理软件：

软件平台可实现随时随地通过互联网查看土壤水分数据，控制电磁阀达到智能灌溉的目的。

系统灌溉依据采集的实时土壤水分信息，自动调度灌溉时间；水分上下限智能报警，防止过度浇水，以达到科学节水灌溉；系统集成小型气象站，掌握实时气象信息，减少因天气、季节变化而带来的手动更新调度；支持补灌与轮灌模式，满足不同用户的灌溉需求。

第11页共50页5.2.45.2.4设备配置设备配置清单清单序号序号设备名称设备名称数量数量说明说明1农业小气候气象站2用于测量田间气象信息2土壤墒情无线采集器43Zigbee转换3G网关设备1用于将气象信息、土壤墒情信息传输至控制中心六六、智能智能化养殖化养殖系统系统系统建设方案系统建设方案6.1系统构成系统构成该系统利用物联网技术，通过在黎坝村和五星村的猪场布置各种无线传感器，远程在线采集养殖场环境信息（氨气、硫化氢、氧气、二氧化碳、空气温度、空气湿度、光照强度），能对养殖场内各种设备进行远程控制，如排气扇、湿帘装置等。

智能化养殖系统主要由养殖环境检测系统、自动化控制系统和生产管理系统三部分组成。

示范基地控制中心示范基地控制中心服务器养殖养殖管理系统软件人工信息录入人工信息录入（猪的基本信息等猪的基本信息等）传输设备传输设备（zigbee无线无线智能网关智能网关）无线传输无线传输无线传输无线传输无线传输无线传输排气扇氨气浓度传氨气浓度传感器感器氧气浓度传氧气浓度传感器感器硫化氢硫化氢传感器传感器温湿度温湿度、光照光照、二氧二氧化碳四合一传感器化碳四合一传感器湿帘第12页共50页6.2具体实施具体实施66.2.1.2.1养殖环境监测系统养殖环境监测系统养殖环境监测系统主要用来测量养猪场内环境质量的优劣，如二氧化碳、氨气、硫化氢等有害气体含量，空气温湿度等环境指标，并按照一定规律变换成为电信号或者其他形式的信息传输至控制中心。

无线传感器通过Zigbee无线信号将采集到的养猪场的各种信息传输至养殖基地控制室，在显示终端上进行显示，在计算机上进行数据分析。

温湿度二合温湿度二合一传感器一传感器氨气浓度传氨气浓度传感器感器网关.jpg光照强度传光照强度传感器感器硫化氢传感硫化氢传感器器网关.jpg无线采无线采集器集器无线采集无线采集器器养殖基地控制室养殖基地控制室WIFIWIFI网关网关设备设备zigbeezigbee网网关设备关设备6.2.26.2.2养殖环境自动控制养殖环境自动控制系统系统改造现养猪场的降温系统，采用湿帘-风机降温系统。

建设猪场湿帘温控系统2套，湿帘的规格为高1米，厚0.1米，由波纹状的纤维纸粘结而成。

水流均匀，能承受较高的过流风速，能耐腐蚀，不易滋生苔菌，使用寿命长，与风扇组合使用能达到最佳的降温效果。

湿帘外侧面设置季节性开闭的手动卷膜通风窗，夏季开启，冬季密封；湿帘供水用潜水泵供水。

风机送风量为43000m3/h，电机功率为1.1kW，风扇叶片采用树脂披覆的高级镀锌钢片，特殊的设计达到最高的风力效果，采用绝缘马达，适合各种气候条件下使用。

控制箱内湿帘-风机降温系统开关，既可手动开、停降温系统，同时也可应用计算机和物联网技术根据前端传感器检测到的温度参数进行远程自动控制。

第13页共50页自控控制系统主要通过一个ZigBee智能多路控制器来实现，养殖环境自动控制系统通过接收无线传感器采集的参数以及控制系统软件的指令进行远程控制，也可以根据用户预先设置的控制参数对养殖基地的自动化设施进行远程自动控制。

如温度偏高，打开排气扇、喷雾降温系统。

温度偏高温度偏高、湿度湿度偏大开启排气扇偏大开启排气扇喷雾降温自动控制门窗帘自动卷帘控制音乐播放器温度偏高温度偏高开启喷雾降温开启喷雾降温温度偏高温度偏高、湿度湿度偏大偏大，光照太强光照太强开启卷帘开启卷帘定时播放音乐定时播放音乐无线智无线智能控制器能控制器养殖基地控制室养殖基地控制室6.2.36.2.3设备设备配置清单配置清单一、养殖环境监测一、养殖环境监测序号商品名称数量说明1空气温湿度、CO2、光照四合一无线采集器42硫化氢无线采集器43NH3氨气无线采集器44氧气无线采集器4二、养殖自动控制系统二、养殖自动控制系统第14页共50页序号商品名称数量说明1湿帘系统22Zigbee多路控制器23柴油发电机2三、传输设备类三、传输设备类序号商品名称数量说明1Zigbee转换3G网关设备22网络路由器2七、七、生猪溯源系统生猪溯源系统7.1系统构成系统构成通过在白头镇（五星村）、隆兴镇（黎坝村）两个养猪场的每头猪身上安装RFID电子耳标，每个电子耳标具有唯一的标识码，可以方便的记录每一头猪的各种信息，这些标识码可以通过手持RFID读写器输入到控制中心畜禽养殖管理系统中，当需要查询某一头猪的信息时，只需要对着这头猪的耳标用读写器扫描，畜禽养殖管理系统即可显示出对应这头猪的所有生长信息，从而达到个体识别和溯源的目的。

给养殖管理人员、屠宰管理人员、运输管理人员、销售管理人员配备手持电子标签扫描机，把每一个环节的信息及时、详细的录入到溯源系统。

最终用户通过溯源系统，输入和RFID对应的条码即可查询出所购买的的生猪养殖、屠宰、运输、销售各个环节的信息。

同时当出现疫情爆发时，卫生部门通过该系统能够对可能感染疾病的动物进行追溯。

第15页共50页7.2具具体实施体实施1.本次项目的试点为五星村和黎坝村的两个养猪场，在每头猪身上安装RFID电子耳标，给饲养管理人员、屠宰部门、运输人员、销售人员配备手持读写器，及时录入各个环节的信息。

2.本次项目的实施在五星村和黎坝村的生态养猪场的每头猪身上安装RFID电子耳标，每个电子耳标具有唯一的标识码，可以方便的记录每一头猪的各种信息，这些标识码可以通过手持RFID读写器输入到控制中心畜禽养殖管理系统中，当需要查询某一头猪的信息时，只需要对着这头猪的耳标用读写器扫描，畜禽养殖管理系统即可显示出对应这头猪的所有生长信息，从而达到个体识别和溯源的目的。

3.配合生猪养殖智能化管理系统所获取的养殖环境参数信息、养殖过程管理数据，可以追溯到每头猪养殖过程中环境参数信息、饲料配方、饲料用量、疾病防疫、疾病历史的记录。

7.37.3设备设备配置清单配置清单序号序号设备名称设备名称数量数量说明说明1RFID电子耳标10002耳标钳43手持RFID电子标签高频读写器8第16页共50页八、八、视频监控系统及展示中心建设视频监控系统及展示中心建设8.1系统构成系统构成建成覆盖所有示范基地的视频监控以及展示控制中心，在展示控制中心可同时显示各个示范基地的环境参数、气象信息、现场视频图像等信息。

配合市级农业物联网综合接入软件平台，可互动显示基地内自动化设施的运行情况（如通过软件平台操作控制打开排气扇，在大屏幕上可以看到排气扇转动、显示示范基地生产前端数据、视频信息等）。

8.2具体实施具体实施88.2.1.2.1基地视频基地视频监控系统监控系统a）本次项目的视频监控项目分布在4处区域，大田种植区域需要设置4个带云台和夜视功能球机，其中2个摄像头需要自动变焦的高清摄像头。

b）两个养猪场，每个养猪场设3个高清网络摄像头，分别为灌溉区域的沼液池布置1个、猪场配料场1个，猪场内1个监控点，此外每个养猪场需要第17页共50页一个55寸的液晶电视用于显示猪场参数信息，另外每个猪场需配置一台电脑用于控制猪场设备以及控制视频监控等。

c）土而奇农庄设16个高清网络摄像头（其中2个带云台，其余为枪机，均要求夜视功能，所有摄像头要求无线传输）,此外需要一个55寸的液晶电视放置于农庄入口处，可以显示农庄推广信息等，另外需配置一台电脑用于控制农场视频监控设备。

d）需要在农发局建立1个视频服务器，以便所有的视频监控信息可进行集中存储和查看，可查看任意时段的历史视频数据（至少存储1个月）。

e）为避免田间铺设线缆，所有摄像头的数据传输均采用2.4GHz或5.8GHz无线信号将视频数据实时传输到中心机房，具体实现方式采用无线AP配合无线中心接入基站的传输方案，网络覆盖距离大于5公里。

f）视频监控安装在户外，每个摄像头均采取防雷、防水、防尘措施。

g）支持进行远程查看视频图像，在控制中心大屏幕以及任意一个可接入互联网的计算机终端，均可查看视频信息。

h）支持手机、IPAD等移动端远程查看视频图像，手机在2G（GPRS）网络情况下能够流畅的观看高清视频。

第18页共50页8.2.28.2.2基地大屏幕基地大屏幕控制中心控制中心a）在控制中心位置设置一组22的55寸LCD拼接大屏幕显示设备，集中显示各示范区的视频监控图像，展示图像、宣传视频、企业最新资讯。

b）在控制中心设立一个物联网接入平台服务器，用于接入所有基地物联网信息。

c）在控制中心设立2台普通电脑用于控制大屏幕以及展示物联网数据信息。

d）在控制中心设立一个室内P6单色LED展示屏，展示一些标语或者口号文字。

8.2.38.2.3基地触摸屏信息展示点基地触摸屏信息展示点在大田示范区设室内触摸展示屏一个，要求42寸以上，可以展示崇州市宣传视频、宣传图片等信息，可以远程观看示范基地视频，远程查看大田区域的气象信息、土壤墒情，查看养猪场的环境参数，远程控制沼液灌溉系统和养猪场自动控制系统，查询当天或历史气象信息。

8.2.48.2.4设备配置清单设备配置清单序号序号设备名称设备名称数量数量说明说明1自动变焦高清网络摄像头22定焦高清网络摄像头93枪机摄像头154无线AP165无线中心接入基站1655寸液晶拼接单元屏47大屏幕图像拼接处理器18控制中心管理计算机1955寸电视机310示范基地电脑51142寸TFT真彩液晶屏1第19页共50页12P6室内LED广告屏1九、九、物联网综合接入软件平台建设物联网综合接入软件平台建设9.1建设建设目标目标以推进崇州农业信息发布及时化、农业生产智能化、农产品质量安全化、农业管理信息化为主要建设目标。

围绕崇州市十万亩粮经产业高产高效示范基地，基本搭建以“一平台三系统”（市级农业物联网综合服务平台，种养循环节水施肥软件管理系统、畜禽养殖智能管理系统、生猪质量溯源系统）为核心的现代农业综合服务体系。

9.2建设建设内容内容市级农业物联网综合服务平台种养循环节水施肥软件管理系统畜禽养殖智能管理系统生猪质量溯源系统9.3系统系统架构架构软硬件技术支撑平台（技术组件及模块）各类智能感知、智能控制设备：

摄像头、各类探头等物联网等基础硬件设施数据库、中间件、操作系统等基础软件环境支撑SSH、BaseDAO、控制器、Ajax组件等开发框架支撑调度组件、加解密、缓存组件、传输组件等应用平台基础支撑数据系统流程系统交互系统权限系统非结构数据工具系统技术框架流程系统邮件系统论坛系统即时信息内容管理短信系统基础应用子系统畜禽精细化养殖应用系统大田种植四情监测应用系统设施大棚精细化种植应用系统水产精细化种植应用系统管理应用子系统农业物联网综合服务系统智能农业专家服务系统农产品质量安全溯源系统农产品网络营销系统农业生产指挥调度系统农业产业地理信息系统智慧农业综合服务平台智慧农业综合服务平台信息安全体系数据交换体系成都市云计算平台第20页共50页9.4具体具体建设建设99.4.1.4.1市市级级农业物联网综合服务平台农业物联网综合服务平台农业物联网综合接入平台承载三个应用系统，大田种植及智能灌溉管理系统，生猪养殖智能管理系统，市级生猪溯源系统。

该平台实现三个应用系统之间的数据交互和共享。

采用标准接口，未来可承载智能专家诊断系统、农产品电子交易系统、地理信息系统等其它应用，并可实现所有应用系统之间的数据交互和资源共享，未来可接入成都市级或四川省级的农业物联网接入平台。

软件平台具体要求如下：

1）系统基于http协议和B/S结构设计，稳定运行于JAVA平台，服务器支持WINDOW系列、LINUX、UNIX各种操作系统。

2）采用基于JAVA技术的多层结构，是一种完全的B/S结构的产品，在客户端不用安装除WINDOWS和IE以外的任何产品。

3）采用MYSQL数据库，支持WINDOWS操作系统平台，可以在多种平台上安装和配置。

4）采用开发的J2EE架构，支持通过XML、WEBSERVICE等各种方式与其他信息应用和管理系统交换信息和应用集成，可以全面满足大用户量的技术要求。

第21页共50页9.4.29.4.2种养循环节水施肥软件管理系统种养循环节水施肥软件管理系统技术平台a）系统架构：

系统基于http协议和B/S结构设计。

b）支撑平台：

采用基于JAVA技术的多层结构。

c）运行环境：

服务器支持WINDOW系列、LINUX、UNIX各种操作系统。

d）数据库：

采用MYSQL数据库，可以在多种平台上安装和配置。

e）信息交换：

支持通过XML、WEB