智慧农业大数据平台技术解决方案课件

智慧农业大数据平台技术解决方案大数据云平台智慧农业大数据平台技术解决方案大数据云平台11.1.系统管理平台：平台软件、云管理软件系统管理平台：平台软件、云管理软件2.2.系统管理设备：采集与控制设备系统管理设备：采集与控制设备3.3.技术支持：平台托管服务、农技服务等技术支持：平台托管服务、农技服务等目录Contents1.系统管理平台：平台软件、云管理软件2.系统管2Part 1系统管理平台平台软件、云管理软件Part 1系统管理平台31.1什么是智慧农业)智慧农业概念“十三五”国家科技创新规划，智慧农业是构建高效安全生态现代农业技术关键组成部分政府出台智慧农业相关政策l信息化建设：建设村级益农信息社，到2020年基本覆盖所有行政村。建设全球农业数据调查分析系统，改造升级国家农业数据中心。l智能化应用：建设基于卫星遥感、航空无人机、田间观测一体化的农业遥感应用与研究中心。l物联网应用：对大田种植、畜禽养殖、渔业生产等进行物联网改造，建成10个农业物联网应用示范省、100个农业物联网应用示范区、1000个农业物联网应用示范基地。智慧农业是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点和无线通信网络，实现精准化种植、可视化管理、智能化决策。2015年“互联网+”重点工作方案中“互联网+”农业需开展实施农产品质量安全追溯体系建设、开展农业物联网示范、强化“三农”信息服务等三项重点工作。l实施农产品质量安全追溯体系建设，完善部门监管、企业管理、公众查询三大平台，初步实现数据整合、交换和共享。l开展农业物联网示范，选择10个有一定规模的农业生产基地，应用物联网技术对畜牧水产养殖、果蔬大棚生产及农机提排灌等实施精准化作业示范，促进全省传统农业生产转型升级。l强化“三农”信息服务，通过12316“三农”服务热线、网站、手机APP等多种手段，提供及时精准的信息服务和指导，完善和健全500个乡、村级信息服务站点，有效解决农村信息服务最后一公里问题。1.1 什么是智慧农业智慧农业概念“十三五”国家科技创新规划4互联网+“农业”就是运用“3S”（GIS、GPS、RS）、IT技术，结合设施工程、生物工程、农业工艺技术等技术，改造整个农业产业链，使农业更具有“智慧”，实现精准感知、智能控制、信息管理与决策支持；实现直达农田到餐桌的包括农业资源管理、生产管理、农业电子商务、农产品质量与安全溯源、防伪、农业休闲旅游、农业信息服务、农业技术推广与服务等整个农业产业链上大数据云平台，打造现代新型农业生产模式和商业模式，实现农业生产与流通活动安全、绿色、环保、增产、增效、增收、良性持续发展的目的。1.1什么是智慧农业互联网+农业 互联网+“农业”就是运用“3S”（G51.2智慧农业的核心要素)便捷化操作管理精确化数据采集智能化统计分析1.2 智慧农业的核心要素便捷化操作管理精确化数据采集智能化61.3中国农业面临的问题)资金投入不足农业的投资回报率是很高的，整个农产品市场空间也足够大，但是能够真正认识到这一点的人并不多。固有的“农民不挣钱”的思想根深蒂固。中间流通环节过多农产品价格倒挂问题还将长期存在，农民挣不到利润、市民买菜又贵。其中的流通渠道效率低下，是主要问题所在。参与这个渠道的人口过多，既得利益庞大。新技术应用推广难新技术进入农业领域，起效慢，不能得到广泛认可。部分农业人急功近利，不愿意冒险采取新技术。科研院所效率低下，农业新技术的推广存在制度性的障碍。农业品牌化可信度差国产农产品的品牌可信度太差，三聚氰胺牛奶、瘦肉精死猪肉火腿肠，农产品的生产加工几乎不透明，消费者信赖度很低。1.3 中国农业面临的问题资金投入不足中间流通环节过多新技术71.3中国农业面临的问题现实痛点农业所存在的状况我国是农业大国，而非农业强国。农业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力，也对环境保护与水土保持构成严重威胁；传统的农产品流通，产供销信息不对称，造成市场波动与资源浪费等，所这些对农业可持续性发展带来严峻挑战，一系列现实疼点与问题亟待解决。2、如何促进农业生产方式转变、企业增效、农民增收？1、如何保障食品安全？3、如何解决农业生产规模化集约化管理问题？7、如何吸引高素质年轻人才服务于农业？4、如何解决农业科研、土地浪费、生产效率低下？10、如何解决农技、农资、农业生产和农产品流通资源信息与有效监管决策？6、如何解决农业生产环境监视与控制问题？5、如何解决农业科技推广与服务？8、如何解决农业企业产品“识别难、相信难”？9、如何解决农产品营销？1.3 中国农业面临的问题现实痛点农业所存在的状况我国是农业81.4产业化和信息化是中国农业的未来进一步进一步城镇化城镇化农业农业产业化产业化农业农业信息化信息化农业人口减少剩余农业人口人均耕地增加自动化生产降低人工成本进一步完善土地流转政策土地从零散型走向集约化精细化生产提高生产效率生鲜直送降低中间流通环节生产加工流程透明化资金投入扩大人力成本提高1.4 产业化和信息化是中国农业的未来进一步城镇化农业农业农91.5物联网带动农业智慧化l高效协同：基于物联网服务简化农业管理流程，提升农业智能化管理效率l科学决策：凭借大数据分析和人工智能，提升农业智能化管理决策水平l绿色环保：依靠最新的技术，构建农业节能节排，绿色环保体系l应急保障：利用实时监控和实时决策，通过数据共享和交换平台，建立科学系统应急保障联动机制1.5 物联网带动农业智慧化农业检测大棚种植产品溯源智慧灌溉101.6三大精品网络提升智慧农业基础资源保障高低频协同的高品质4G网l协同：800M/1.8G/2.1G协同使用低频：实现网络广覆盖高频：实现网络大容量l重耕：800M重耕端到端高品质全光网l全光网接入：乡镇以上全面光纤化、城市千兆接入l加强数据调度，提升访问质量：CDN服务：全国统一，集约调度IDC接入：扩大DCI网覆盖，接入更多IDC广覆盖质量优的IoT网l广覆盖：与LTE800M同步部署，以网络低频模式，提升覆盖性l接入持续优化：构建全网集约平台，支持物联网接入优化三个领先：网络技术世界领先，网络质量业内领先，网络能力适度领先三个精品：4G网、全光网、IoT网1.6 三大精品网络提升智慧农业基础资源保障高低频协同的高品111.7NB-IoT已成为智慧农业领域技术热点广覆盖20dB增益窄带功率谱密度提升重传次数编码增益5$模组成本简化射频硬件简化协议降低成本减小基带复杂度10年电池寿命简化协议,芯片功耗低功放效率高发射/接收时间短50K连接数每小区频谱效率高小包数据发送特征终端极低激活比低功耗大连接低成本智慧林业智慧渔业智慧畜牧智慧大棚智慧灌溉1.7 NB-IoT已成为智慧农业领域技术热点广覆盖20dB121.8运营商已建成全球最大NB-IoT网络)全国已完成31万NB-IoT基站全覆盖三大三大优势优势范围最广进度最快频段最佳发展进程2016年10月新采购的LTE800M设备，规范要求支持NB-IoT2016年12月项目启动，筹备测试资源、制定总体方案和测试规范2017年1月完成试验网工程建设2017年3月完成场外试验2017年6月完成端到端业务运营级测试验证完成800M的NB-IoT全网部署正式启动商用化工作2017年5月率先建成全球覆盖最广NB-IoT网络，基站数超过30万1.8 运营商已建成全球最大NB-IoT网络全国已完成31万13Part 2系统管理设备采集与控制设备Part 2系统管理设备142.1智慧农业能力平台定位能力全开放协议全适配2/3/4GNB-IOTWi-Fi智慧养殖智慧大棚智慧监控智慧灌溉Smart Agriculture智慧农业能力平台协议扩充智慧种植RFIDZigBee蓝牙智慧农业能力平台将核心能力对外开放面向应用提供商，实现快速对接和拓展面向各终端实现多终端、广能力的汇聚及开放支持2.1 智慧农业能力平台定位能力全开放协议全适配2/3/4G152.2基于物联网的智慧农业能力平台解决方案2024/7/7依托平台开放核心能力、资源，与产业各方开放合作，广泛适配终端、汇聚丰富应用及服务，提升用户感知及粘性，继而增加对于终端、应用、服务商的影响力，对接支撑智慧城市需求与业务，支撑打造基于物联网的全新信息农业模式。终端接入能力应用开发能力接口管理能力网络能力网络安全能力云资源能力终端监测数据行为数据设备数据账户数据指令数据智慧农业能力平台终端第三方平台养殖大棚种植APP应用光猫机顶盒环境宝APP周边系统灌溉智慧农业应用服务2.2 基于物联网的智慧农业能力平台解决方案2023/8/1162.3智慧农业能力平台整体架构数据层网络安全运维保障体系标准规范体系IDC基础设施云平台大数据存储服务器网络连接通信网物联网互联网感知设备环境感知位置感知状态感知视频采集电子标签农业基础设施土地大棚水源养殖场道路基础设施智慧业务业务管理物联网设备接入农业设施标准接口行业设备标准接口大数据接口IT服务云资源服务数据服务网络服务通信服务互联网库其它库传感采集库空间地理库温湿度库环境监测库数据管理果园生产设施农业大棚监控农产品安全畜牧生产粮食生产环境监测数据显示网络安全服务能力层合作管理语音交互交互层人脸识别语义分析人工智能接入层数据中心连接管理2.3 智慧农业能力平台整体架构数据层网络安全标准规范体系I172.4智慧农业能力平台分层模型接入层物联网设备接入管理NB-IOTWifi2/3/4G能力层应用层数据层数据中心数据采集处理存储分析应用合作管理交互控制管理云资源服务网络服务数据服务网络安全服务应用管理：可提供丰富的应用管理功能，如智慧养殖，灌溉，种植等，可在平台进行快速应用设计、开发、发布等.交互控制管理：实现多渠道指令交互控制如语音、手势等。云资源服务：对外提供统一的云资源服务，包括政策云，市场云，农业云，以减少应用方的成本投入；数据服务：运用大数据分析及数据挖掘技术，结合业务模型，对外提供统一完备的数据服务，API接口等。网络服务：提供电信运营商基础网络服务，将应用构建在最新最稳固的网络架构之上。网络安全服务：遵循运营商级的网络安全规范，提供统一的实时监控，智能告警，以及强大的安全防护支撑。数据中心：提供数据采集、处理、存储、分析能力。为数据学习提供基础，是智慧农业大数据应用的能力基础。物联网设备接入管理：提供电信级物联网设备接入管理，可以适配多种协议接入方式，获取接入参数，实现能力运化，实现用户侧终端设备快速简洁接入。2.4 智慧农业能力平台分层模型接入层物联网设备NB-IOT182.5、智能农业云平台价值链分析政府部门科研院所农技部门生产部门产品渠道商农产品消费者实时获得信息与决策数据，提高监管效率，提供政策引导获得产品精准信息，有准确识别、放心消费、提供需求信息获得科研方向信息，成果转化，提供技术知识、技术服务获得服务对象，推广农业技术获得市场信息，提供农业生产资料获得政策、技术和市场信息与服务，精准生产并提供产品环境监控物联网系统农业环境监测系统农业休闲旅游平台农业信息与服务平台农业O2O电商平台病虫害智能诊断与预警系统专家数据库与农技推广系统农产品溯源防伪系统智慧农业云平台获得市场供求信息，精准组织产品2.5、智能农业云平台价值链分析政府部门科研院所农技部门生产19传感层局域网互联网监管层应用层v温室种植。v水产养殖。v畜牧养殖。v大田种植。v智能灌溉与施肥。v农业气象。v土壤墒情。v远程视频监控。v农业灾害预警物联网监控与。v农副产品加工。v农产品储存。v农产品运输。v病虫害远程视频监控与智能诊断。v农业灾害 监测与预防。v安防监控系统。v路灯管理v决策v。空气温湿度传感器土壤水分传感器CO2传感器PH值、EC值传感器视频监控远程监控本地后台管理手机监控智能电视投屏网关无线数据探测器2/3/4G、NB-IOT/GPRS、ZIGBEE/WIFI/LORA无线智能控制器云平台人工智能云计算大数据2.6、农业物联网系统-架构传感层局域网互联网监管层应用层温室种植。空气温湿度土壤水分20Part 3技术支持平台托管服务、农技服务等Part 3技术支持21 智慧农业物联网典型扩展性应用3、智慧农业物联网典型扩展性应用v温室种植。v水产养殖。v畜牧养殖。v大田种植。v智能灌溉与施肥。v农业气象。v土壤墒情。v远程视频监控。v农业灾害预警物联网监控。v农产品质量安全溯源 v农副产品加工。v农产品储存。v农产品运输。v病虫害远程视频监控与智能诊断。v农业灾害 监测与预防。v安防监控系统。v路灯管理v决策v。智慧农业物联网典型扩展性应用3、智慧农业物联网典型扩223.1农业监测结合农业气象环境信息，遥感图像信息，知识库及智能化的数据融合、挖掘，对农作物生长趋势做出预测，并对农作物四情(墒情、苗情、虫情、灾情)进行预警分析，及时提醒用户做出预防。农业监测系统l多传感器数据融合技术l数据挖掘技术l云计算技术l建立农业知识库l远程诊断优质、高产、高效、生态、科学3.1 农业监测结合农业气象环境信息，遥感图像信息，知识库233.1.1、基于GIS技术的农业环境监测系统农业环境是人类赖以生存的自然环境中的一个重要组成部分，属中国法定环境范畴。当前中国农业环境质量的突出问题是环境污染和生态破坏。主要包括农田、森林、草原、灌溉水、空气、光、热及施用于农田的肥料（包括化肥）、农药和农业机具等。地方环境保护已经列入地方环境保护已经列入政绩考核的一部分，农业环政绩考核的一部分，农业环境监测系统将成为智慧农业境监测系统将成为智慧农业不可或缺的一部分。不可或缺的一部分。空气监测空气监测灰尘（即降尘和飘尘）、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、臭氧、酸性降雨等土壤监测土壤监测有毒的金属化合物、非金属无机物和有机物等水质监测水质监测温度、PH值、浑浊度、导电率、悬浮物、溶解氧、生化耗氧量、化学耗氧量、总氮、总磷、某些有机毒物、重金属毒物和卫生指标等农畜水产农畜水产品监测品监测重金属、农药、亚硝酸盐、黄曲霉素、有机化合物等3.1.1、基于GIS技术的农业环境监测系统农业环境是人类243.2智慧大棚智慧大棚可利用物联网技术，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点(风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构)构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、PH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,通过模型分析、自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业，从而获得植物生长的最佳条件。NB-IoT传感器水肥一体设备风机内遮阳外遮阳侧窗湿帘智慧大棚管理平台大棚种植的高效和精准化管理实现大棚集约化、网络化远程管理信息智能化监测和自动化操作管理智慧农业能力平台3.2 智慧大棚智慧大棚可利用物联网技术，采用不同的传感器节253.3智慧畜牧)智慧畜牧可利用物联网技术，采用特定的传感器实时采集、监测牲畜的体温、位置等信息，利用大数据分析等技术结合特定算法对牲畜的排卵期、疾病、受伤、走失等进行监控和预测，利用现代信息技术准确掌握牲畜生育进程和生长动态，对牲畜生长动态以及牲畜各生育阶段的长势长相进行动态监测和趋势分析，对牲畜养殖、栋舍管理和防疫出栏进行快捷高效的远程指导，提高精细养殖和栋舍管理的能力。读写设备3.3 智慧畜牧智慧畜牧可利用物联网技术，采用特定的传感器263.4智慧灌溉2024/7/7基于物联网的大田种植智能化管理系统针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，利用物联网技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、酸碱度、养分、气象信息等，实现墒情（旱情）自动预报、灌溉用水量智能决策、远程、自动控制灌溉设备等功能，最终达到精耕细作、准确施肥、合理灌溉的目的。l气象信息采集l土壤信息采集l自动控制l视频监控l远程控制3.4 智慧灌溉2023/8/13基于物联网的大田种植智能化273.5、农业病虫害智能诊断与预警系统1234结合物联网进行图像视频采集监测农作物病虫害情况，进行智能比照与识别，提取结果存储至云端。监测与智能识别智能分析与诊断实时动态预警发布灾害数据管理使用模型算法、智能分析方法对监测的云端数据进行云计算与诊断实时展现监测动态。综合历次周期数据分析与诊断，给出预警与信息发布，同时同步至农业信息平台。提供采集数据、分析诊断结果数据、灾害预警数据的管理、备份等功能系系统统通通过过线线下下基基层层上上报报、农农科科员员调调查查数数据据库库建建立立、终终端端实实时时情情况况数数据据采采集集、专专家家模模型型介介入入、云云端端计计算算，做做到到灾灾前前预预警警、灾中指导、灾后评估灾中指导、灾后评估的整体目标。的整体目标。3.5、农业病虫害智能诊断与预警系统1234结合物联网进行283.6专家数据库与农技推广系统粮食作物、经济作物、蔬菜瓜果、南北果树、种子种苗、花木园艺、植保技术、农药化肥、作物栽培、农副加工、食杂干鲜等农业技术知识。猪牛羊鸡、特禽特养、品种种苗、饲料营养、养殖技术、水产养殖、兽药渔药、机械资材、疾病防治、农副加工、民俗工艺等农业技术知识。保鲜储藏、动物病理、动物繁殖、繁殖改良、果树栽培、花卉栽培、农业机械、蔬菜栽培、无土栽培、仪器分析、渔业技术相关教程文档下载。植物病害、植物害虫、兽医内科、兽医外科、兽医免疫、微生物学、植物组培、畜禽繁殖、水产疾病、鱼类养殖、昆虫资源等视频教程资源，供在线观看。农户与农业专家在线交流互动功能，如在线咨询、课题研究发起、课题成果发布、在线会诊等。本系统本系统将根植于庞大的农业动态数将根植于庞大的农业动态数据库和实战专家群组，提供农业技据库和实战专家群组，提供农业技术，反馈农业实践问题。提供农业术，反馈农业实践问题。提供农业知识查询、并连接农户与专家实时知识查询、并连接农户与专家实时在线互动解决农业实践问题。结合在线互动解决农业实践问题。结合互联网推广技术，实现农技推广。互联网推广技术，实现农技推广。背景：农业是实践科学，尤其农业生产，不论是从土壤、栽培、植保到采收，还是从地域特色到气候变化，实践经验和农技普及至关重要。以往的农业数据库注重科研，忽视农业生产实践，农技普及、农业研究理论转化、研究课题取之于民等方面。种植种植频道频道养殖养殖频道频道教程教程下载下载农业农业视频视频农专农专在线在线3.6 专家数据库与农技推广系统粮食作物、经济作物、蔬菜瓜293.7、农产品溯源防伪系统-简介有利于提高农产品质量控制能力、质量安全监管水平、规范农产品检验工作。从基础产地认证、资源整合、溯源监管和第三方保险理赔消费保障，层层把关。解决农产品“信任识别难，有利于促进农产品流通和出口贸易、消费，提升产品溢价性。扫一扫产品身份证，查看从“田间到餐桌”的全流程溯源，买的放心、吃的安心。用户至上政府企业消费者此系统通过物联网采集的农作物生长及其环境参数记录、图像等数据，结合RFID、条码等识别技术，能够连接农产品生产、检验、监管和消费各个环节，提取生产、加工、流通、消费等消费者关心的公共追溯要素，建立了食品安全信息数据库，实现“从田间到餐桌”的追溯模式，确保农产品安全可靠、提高消费者购买信心，提升农产品溢价性。3.7、农产品溯源防伪系统-简介有利于提高农产品质量控制能303.7.1、农产品溯源防伪系统-核心功能食品安全信息库系统运行图追溯查询信息管理商业监管农产品从种植、生产、检疫、加工、流通、销售的具体运行图。可通过溯源系统对农产品种植、生产、加工等关键环节，如农药、化肥用量、检疫等进行全程监督监控。对种植的农户、加工销售企业、农产品等相关信息进行查询、统计管理。消费者使用手机扫描产品包装上的二维码，快速查看丰富详尽的农产品档案于实时视频与环境。如生产者、加工者、生长期图片、肥料使用记录、农药使用记录、关键环境数据视频、检疫等信息。3.7.1、农产品溯源防伪系统-核心功能食品安全系统追溯查询313.7.2农产品溯源档案信息列举云平台来自哪个地区商品种子来源生长环境施肥情况农药使用情况生长周期运输环节手机扫描产品二维码使用哪家哪种肥料使用什么药物从种子到成熟采集哪个物流公司运输环境时间施肥次数用药次数种子商信息什么环境下种植（空气、水、土壤、种植物参数与照片）安全购买农产品安全溯源系统输入产品安全代码3.7.2 农产品溯源档案信息列举云平台来自哪个地区商品323.8农业O2O电商平台农业O2O电商是一个集网上洽谈交易、网上竞价交易、网上结算、交收、物流配送服务、门户信息服务、后台管理等功能于一体的农产品第三方电子商务公共服务平台。平台将为农产品流通提供政府监管、质量安全追溯等解决方案。通过提供电子商务与现代物流全面融合的服务，积极推进全国性农产品生产、大流通格局的形成，平台最终将打造成为权威的、具有重要影响力的农产品交易中心、价格中心、结算中心和物流配送中心。模式示例：3.8 农业O2O电商平台农业O2O电商是一个集网上洽谈33新模式新思路新项目新机遇结束语(Contact Us)新常态新技术新模式新思路新项目新机遇结束语(Contact Us)新常态34感谢您的聆听大数据云平台感谢您的聆听大数据云平台