四川智慧果園，數(shù)字果園建設(shè)方案，解決方案

一、 智慧果園建設(shè)背景

   我國果園面積和水果產(chǎn)量均居世界前列，水果產(chǎn)業(yè)在很多地區(qū)是農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)，在我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的地位。但是，我國果樹種植和果園管理總體水平與*國家還有較大差距，尤其是果園數(shù)字化、信息化和智能化管理技術(shù)差距更大。因此，依托數(shù)字技術(shù)，構(gòu)建現(xiàn)代果樹栽培技術(shù)體系，發(fā)展信息化和智能化果園，對(duì)我國果樹產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是加速縮短與發(fā)達(dá)國家差距、提高水果產(chǎn)業(yè)競爭力的迫切需要。

   數(shù)字農(nóng)業(yè)是用數(shù)字化信息技術(shù)，對(duì)農(nóng)業(yè)所涉及的對(duì)象和全過程進(jìn)行可視化表達(dá)、數(shù)字化涉及、信息化管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。智慧果園是數(shù)字農(nóng)業(yè)在果園生產(chǎn)管理中的具體實(shí)踐和深化。智慧果園把果園的生產(chǎn)、管理、經(jīng)營、服務(wù)等看成一個(gè)有機(jī)聯(lián)XI的系統(tǒng)，把數(shù)字技術(shù)綜合、全面、系統(tǒng)地應(yīng)用到果園生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，促進(jìn)和提高果園管理水平，并達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提高果品產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。

   傳統(tǒng)果園的澆水、施肥、打藥，果農(nóng)全憑經(jīng)驗(yàn)、靠感覺。如今，智慧果園生產(chǎn)基地，看到的卻是另一番景象：果樹該不該澆水、施肥、打藥，怎樣保持精確的濃度？溫度、濕度、太陽輻射、二氧化碳濃度，如何實(shí)行按需供給？一系列作物在不同生長周期曾被“模糊"處理的問題，都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)定量“精確"把關(guān)，果農(nóng)只需按個(gè)按鍵，做個(gè)選擇，或是*聽“指令"，就能種果樹、結(jié)好果。

智慧果園不僅為果園管理者提供了便利，更將消費(fèi)者與產(chǎn)品密切聯(lián)XI起來。產(chǎn)品質(zhì)量從來都是消費(fèi)者關(guān)心的問題，有了智慧果園系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品的追根溯源更加方便了。消費(fèi)者可以通過掃描水果上的二維碼查詢產(chǎn)品原產(chǎn)地認(rèn)證信息、生產(chǎn)單位信息以及在生長過程中的施肥用藥情況，讓消費(fèi)者實(shí)時(shí)監(jiān)控和了解果樹生長、采收情況。各類信息一目了然，讓消費(fèi)者心里有底，吃著放心，買得舒心。

二、系統(tǒng)方案

2.1、方案要點(diǎn)

   四川智慧果園，數(shù)字果園建設(shè)方案，解決方案智慧果園綜合服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間GIS、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程獲取大田基地的空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、雨量、蟲情病害及視頻圖像等信息，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆朴?jì)算中心，經(jīng)過病蟲害預(yù)警模型、專家知識(shí)庫分析，可遠(yuǎn)程控制椪柑基地智能灌溉、自動(dòng)殺蟲等設(shè)備，并及時(shí)做出相關(guān)預(yù)警信息，生成有機(jī)大田基地生長種植簡報(bào)，同時(shí)可以根據(jù)作物長勢或病蟲草害情況，由農(nóng)業(yè)專家給予遠(yuǎn)程農(nóng)技指導(dǎo)。

   管理人員可以通過手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)等信息終端實(shí)時(shí)查詢椪柑基地環(huán)境要素和作物長勢，同時(shí)可以通過信息終端遠(yuǎn)程控制智能灌溉等設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)園區(qū)集約化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，達(dá)到降低蟲情病害，減少施肥用藥，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人為責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)，提高品質(zhì)品相，綠色健康可持續(xù)發(fā)展的目的。

智慧果園試點(diǎn)項(xiàng)目采用“1+1+1+N"的構(gòu)建方式，實(shí)現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)多種應(yīng)用，在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行所有采集信息、操作控制、咨詢?yōu)g覽、質(zhì)量監(jiān)督、行政執(zhí)FA、命令發(fā)布。為椪柑生產(chǎn)、蟲情監(jiān)測、生產(chǎn)質(zhì)量溯源、政府管理等主體構(gòu)建立體權(quán)限體系，高效全面地解決椪柑生產(chǎn)、質(zhì)量追溯、農(nóng)資管理、質(zhì)量監(jiān)督等各個(gè)環(huán)節(jié)的問題，實(shí)現(xiàn)椪柑生產(chǎn)和流通過程，果品質(zhì)量和檢測結(jié)果的全程追溯。

   平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析的NONG業(yè)環(huán)境、椪柑生產(chǎn)管理、農(nóng)資管理的信息實(shí)時(shí)監(jiān)測采集、控制、測報(bào)、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警等功能的智慧果園綜合服務(wù)平臺(tái)。適用于當(dāng)下的果園信息化、數(shù)字化和精ZHUN化模式，*地提高了工作效率，解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)不能規(guī)模化生產(chǎn)、無法實(shí)現(xiàn)科技興農(nóng)等問題。本平臺(tái)采用B/S+C/S架構(gòu)進(jìn)行搭建，支持PC電腦、手機(jī)APP、手機(jī)H5等多種方式訪問。

2.2 系統(tǒng)組成

數(shù)字果園是將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新型信息技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理以及經(jīng)營全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測、信息獲取以及智能管理，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提供農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的，從而從根本上變革經(jīng)驗(yàn)型、盲目性的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)管理以及農(nóng)業(yè)經(jīng)營的模式，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。

應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)，科學(xué)配置大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、病蟲害防治系統(tǒng)、水肥一體智能灌溉系統(tǒng)、生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)、質(zhì)量安全監(jiān)督追溯系統(tǒng)、智能專家指導(dǎo)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)柑橘產(chǎn)品溯源、生產(chǎn)管理的精ZHUN化、標(biāo)準(zhǔn)化、遠(yuǎn)程化和自動(dòng)化，加快推進(jìn)果樹生產(chǎn)智能化、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化、管理高效化、服務(wù)便捷化，全面提高水果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平，

項(xiàng)目采用“1+1+1+N"的模式，實(shí)現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)，多種應(yīng)用。項(xiàng)目具體建設(shè)內(nèi)容如下：

系統(tǒng)由如下部分組成：

一平臺(tái)：數(shù)字果園綜合信息服務(wù)平臺(tái)

一分析：數(shù)字果園大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

一中心：指揮控制中心

N個(gè)子系統(tǒng)：環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)無人機(jī)管理子系統(tǒng)、病蟲害防治子系統(tǒng)、園區(qū)生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)警子系統(tǒng)、水肥一體智能灌溉子系統(tǒng)、信息交流發(fā)布子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家指導(dǎo)系統(tǒng)等。

2.3、系統(tǒng)架構(gòu)

監(jiān)測點(diǎn)設(shè)備主要包括：自動(dòng)氣象站、墑情監(jiān)測站、遠(yuǎn)程抓拍蟲情測報(bào)燈、太陽能物聯(lián)網(wǎng)殺蟲燈、視頻監(jiān)控球型攝像機(jī)等設(shè)備。

自動(dòng)氣象站、墑情監(jiān)測站、遠(yuǎn)程抓拍蟲情測報(bào)燈、太陽能物聯(lián)網(wǎng)殺蟲燈、視頻監(jiān)控球型攝像機(jī)等設(shè)備，可放置在基礎(chǔ)平臺(tái)上（如下圖），并加圍欄保護(hù)。

系統(tǒng)供電：建議就近取電，市電供電。

信號(hào)傳輸：根據(jù)前期項(xiàng)目實(shí)際調(diào)研，考慮后續(xù)維護(hù)成本，建議采用無線網(wǎng)橋或光線傳輸信號(hào)。

2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.應(yīng)用系統(tǒng)需采用模塊化設(shè)計(jì)，單一模塊出現(xiàn)故障應(yīng)不影響其他模塊的正常工作。同時(shí)，可以方便的增加新的應(yīng)用系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮用戶使用便捷的因素，因此要求系統(tǒng)支持互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等多種應(yīng)用模式和方式；

2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮數(shù)據(jù)接口的安全性和統(tǒng)一性，一方面要保證數(shù)據(jù)的相對(duì)安全，一方面還要為以后增加新的應(yīng)用系統(tǒng)提供便捷的數(shù)據(jù)接口。同時(shí)，數(shù)據(jù)要建立冗余機(jī)制；系統(tǒng)要有靈活、嚴(yán)格的權(quán)限設(shè)計(jì)，保證管理員對(duì)每個(gè)用戶要能進(jìn)行靈活的權(quán)限分配。同時(shí)，要保證沒有獲得*的功能不能使用；應(yīng)用系統(tǒng)可以通過主數(shù)據(jù)管理組件提供的訪問接口或數(shù)據(jù)共享視圖使用共享的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；

3.統(tǒng)一應(yīng)用框架要求。應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)使用統(tǒng)一的應(yīng)用支撐平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，使用統(tǒng)一管理組織和人員、統(tǒng)一應(yīng)用功能界面組裝、統(tǒng)一用戶身份驗(yàn)證和統(tǒng)一訪問*控制功能；統(tǒng)一信息資源編目要求。設(shè)計(jì)統(tǒng)一的信息資源編目組件，為信息資源的抽取、整理、編目、查詢提供支撐。應(yīng)用系統(tǒng)有信息資源編目需求的基于此組件實(shí)現(xiàn)；

4.統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享要求。基礎(chǔ)代碼等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存放和管理是數(shù)據(jù)一致性和標(biāo)準(zhǔn)化的基本保障，是數(shù)據(jù)共享的前提條件。應(yīng)用系統(tǒng)需要共享的數(shù)據(jù)通過主數(shù)據(jù)管理組件進(jìn)行描述和管理；統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換要求。構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，滿足同一部署節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換以及分布部署應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)交換需求。應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)符合統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換平臺(tái)技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)與其他應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換；統(tǒng)一使用公共組件要求。主要包括工作流管理組件、內(nèi)容管理組件、全文檢索組件、智能文檔組件等組件。

三、子系統(tǒng)介紹

3.1智慧果園大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

   將果園大數(shù)據(jù)以圖表、圖形方式展示“果園環(huán)境數(shù)據(jù)匯總分析"、“果園病蟲害數(shù)據(jù)匯總分析"、“水肥一體數(shù)據(jù)匯總分析"、“園區(qū)生產(chǎn)管理匯總分析"、“信息交流發(fā)布信息匯總"、“園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)警數(shù)據(jù)匯總"的實(shí)時(shí)信息，方便管理人員進(jìn)行現(xiàn)場遠(yuǎn)程指揮和控制。

3.2環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)

   環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)是多方面環(huán)境監(jiān)測與自動(dòng)控制為一體的強(qiáng)大集成平臺(tái)，整個(gè)平臺(tái)采用PC客戶端+手機(jī)客戶端+物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)+云服務(wù)*架構(gòu)研發(fā)，充分解決在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的諸多應(yīng)用困難問題。

3.3病蟲害防治子系統(tǒng)

   系統(tǒng)通過氣象數(shù)據(jù)、病蟲害生長繁殖規(guī)律等建立病蟲害預(yù)警模型庫，蟲情監(jiān)測站主要對(duì)蟲害數(shù)據(jù)采集，為病蟲害防治措施的制定提供準(zhǔn)確的、詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。幫助管理人員遠(yuǎn)程自動(dòng)化采集病蟲害信息，通過數(shù)據(jù)分析，確定病蟲害的發(fā)生期、發(fā)生量，給園區(qū)提供科學(xué)的生產(chǎn)種值指導(dǎo)，提高作物的品質(zhì)，為整個(gè)園區(qū)蟲害防治預(yù)警生產(chǎn)提供重要依據(jù)，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)為增產(chǎn)增收保駕護(hù)航。

3.4水肥一體智能灌溉子系統(tǒng)

   水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)灌溉科技與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的一款新產(chǎn)品，它通過各類傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過對(duì)各傳感器的數(shù)據(jù)分析，科學(xué)合理的安排灌溉計(jì)劃，結(jié)合進(jìn)的灌溉控制系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)電腦端和手機(jī)端的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。

3.5園區(qū)生產(chǎn)管理子系統(tǒng)

   要保證質(zhì)量安全和品牌，必須強(qiáng)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測，對(duì)果園投入品進(jìn)行管控，使果品質(zhì)量和質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化體系逐步完善，果園投入品和果品質(zhì)量安全追溯體系持續(xù)建強(qiáng)。

3.6 果品溯源子系統(tǒng)

   農(nóng)產(chǎn)品溯源是通過采集農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工、倉儲(chǔ)、物流等環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)，為農(nóng)產(chǎn)品建立可視化產(chǎn)品檔案，向消費(fèi)者充分展示產(chǎn)品安全與品質(zhì)相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)從農(nóng)田到餐桌的雙向可追溯。同時(shí)，通過一物一碼技術(shù)，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和流通企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品防偽鑒真，并精ZHUN獲取客戶分布數(shù)據(jù)，是消費(fèi)者購買農(nóng)產(chǎn)品的溯源依據(jù)，更是企業(yè)全面展示、營銷優(yōu)ZHI農(nóng)產(chǎn)品的利器。

3.7信息交流發(fā)布子系統(tǒng)

   信息交流發(fā)布系統(tǒng)（交易市場數(shù)據(jù)系統(tǒng)）是有交易市場前端收集發(fā)布系統(tǒng)、前端展示分屏展示單元、數(shù)據(jù)傳輸中心、中心匯總統(tǒng)計(jì)展示分析主要模塊構(gòu)成。

3.8農(nóng)業(yè)專家指導(dǎo)子系統(tǒng)

   將農(nóng)業(yè)專家資源和*的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，面向果農(nóng)和其他新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體傳播科技成果，幫助解決果業(yè)生產(chǎn)中遇到的疑難雜癥，為政府部門、農(nóng)戶和其他新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體提供數(shù)字化信息和咨詢服務(wù)。