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1、中科方德物联网系统建设项目可行性研究报告 黑龙江中科方德农业物联网系统设项目可行性研究报告黑龙江中科方德软件有限公司版权所有 C 20目录第一章 总论31.1引言31.2项目基本情况3称3设内容3设单位4设规模41.3项目可行性分析4同类技术详细情况4先进性及解决的关键问题5广前景分析6研究的结论7第二章 背景、必要性和意义82.1项目建设的背景82.2项目建设的必要性和意义82.3项目建设的有利条件9第三章 项目总体规划103.1项目总体目标103.2项目建设规划10第四章 项目建设方案114.1系统总体架构114.2系统网络拓扑114.3系统功能介绍12成12集系统13控系统15警系统16
2、程控制系统16理系统17务系统18定制系统19第五章 社会效益分析215.1社会评价基本结论215.2经济评估结论21第六章 总结22第一章 总论1.1引言当今世界，科学技术突飞猛进。以物联网技术和数字化网络技术为代表的信息技术，以惊人的发展速度，迅速在各领域运用。物联网技术在工业控制和电子商务等领域已经有较快的发展同时，我国农业正从传统意义上的精耕细作向精准化和智能化的现代农业演进。物联网这项技术在农业领域应用日益广泛。物联网技术在农业生产和科研中的引入与应用，对于建立集约型农业生产经营管理方式，提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全等多方面具有重要意义，是现代农业依托新型信息化应用
3、上迈出的重要一步。本文就农业物联网系统的规划和建设可行性问题作初步的探讨。1.2项目基本情况称黑龙江中科方德农业物联网系统设内容本系统是面向农业领域推出的第一代拥有自主知识产权的远程环境监测系统。CO浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集，自动开启或者关闭指定设备 如远程控制浇灌、开关卷帘等 。同时在温室现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号。用户通过电脑或智能手机，随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。现场采集的数据，为农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。前端设备支持多种传感器接口，同时支持音频、视频功能，可以有效
4、的为农业专家提供第一手的现场专业数据。设单位黑龙江中科方德软件公司设规模五常市农业生产基地1.3项目可行性分析同类技术详细情况充分利用物联网信息管理技术发展现代化农业已成为当今各个发达国家农业发展的热点之一。以欧美为代表的世界发达国家，在农业信息化网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利用等方面，全方位推进农业物联网的发展步伐，利用“5S”技术（GPS、RS、GIS、ES、DSS）环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等，对农作物生产进行精细化管理和调控，有力地出尽了农业整体水平的提高。上个世纪90年代，在我国随着互联网技术的成熟和普及后，计算机物联网开始进入农业领域，从事农业人员甚至普通农
5、民，既可以随时随地及时快捷的获得各项科技信息、管理信息、市场供求信息、气象与土壤信息、作物与病虫害信息等等。物联网和计算机信息技术的结合，正在改变农业高度分散、生产规模小、时空变异大、量化与规模化程度差、稳定性和可控程度低等行业弱点。随着物联网在农业领域的应用和普及，目前初步形成可应用于各类农业环境监测和诊断的网络化技术和产品，已经在设施农业、农田作物、野外台站、工厂化养殖等领域示范应用。如果不断扩大应用范围。进一步完善相关技术，即可形成农业环境监控物联网。应用该研究成果可针对大规模农业园区、设施农业和野外农田，离散部署无线传感器节点，组建无线传感器网络，对作物生长环境、农业气象要素，如空气温
6、湿度、土壤温湿度、光照强度等进行动态实时采集，并通过GPRSCDMM3G移动通信网络实时传输至远程中心服务器，中心服务器接收存储数据，结合对应的诊断知识模型对数据解析处理，以达到分布式监测，集中式管理。真正的使“运筹帷幄决胜千里”的农业管理调控理念梦想成真。先进性及解决的关键问题中科方德农业物联网平台在部署和实施过程中解决了最大的问题是，通过采用传感器、视频监控建立与设施信息库、状态库、调度服务库及智能分析平台提高投入资源的附加值、减少资源损耗提升农业生产竞争力。在现代化温室栽培领域，物联网技术精确地呵护着果蔬和作物的秧苗。在这个过程中，温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、离子传感
7、器、生物传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。节水灌溉无线传感网自动灌溉系统利用传感器感应土壤的水分，并在设定条件下与接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。可在温室、庭院花园绿地、高速公路中央隔离带、农田井用灌溉区等区域，实现农业与生态节水技术的定量化、规范化、模式化、集成化，
8、促进节水农业的快速和健康发展。在农田、果园等大规模生产方面，借助物联网技术把农业小环境的温度、湿度、光照、降雨量等，土壤的有机质含量、温湿度、重金属含量、PH值等，以及植物生长特征等信息进行实时获取传输并利用，对于科学施肥、灌溉作业来说具有非常重要的意义。在果蔬和粮食的储藏中，温度传感器发挥着巨大的作用，制冷机根据冷库内温度传感器的实时参数值实施自动控制并且保持该温度的相对稳定。气调库相比冷藏库更先进的贮藏保鲜方法，除了温度之外，气调库内的相对湿度 RH 、O2浓度、CO2浓度、乙烯 C2H4 浓度等均有相应的控制指标。控制系统采集气调库内各种物理量参数，通过各种仪器仪表适时显示或作为自动控制
9、的参变量参与到自动控制中，保证有一个适宜的贮藏保鲜环境。在生鲜农产品流通方面，需要对储运环境的温度和农产品的水分进行控制，环境温度过高可能会发生大批农产品的腐烂，水分不足品质会受到影响，在这个环节如果借助物联网的帮助，将能大大提高农产品运输的品质。在作物的生长过程中还可以利用形状传感器、颜色传感器、重量传感器等来监测物的外形、颜色、大小等,用来确定物的成熟程度，以便适时采摘和收获；可以利用二氧化碳传感器进行植物生长的人工环境的监控，以促进光合作用的进行。在动物饲养中也有传感器应用，如有可用来测定畜、禽肉鲜度的传感器。它可以高精度地测定出鸡、鱼、肉等食品变质时发出的臭味成分二甲基胺 DMA 的浓
10、度，利用这种传感器可以准确地掌握肉类的鲜度，防止腐败变质。也有用来检测鸡蛋质量的传感器。近年来，随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联网技术在现代农业中的应用逐步拓宽。在监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤pH值等方面，物联网技术正在发挥出越来越大的作用，从而实现科学监测，科学种植，帮助农民抗灾、减灾，提高农业综合效益，促进了现代农业的转型升级。在传统农业中，人们获取农田信息的方式很有限，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力，而通过使用无线传感器网络可以有效降
11、低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。在现代农业中，大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络，通过各种传感器采集信息，可以帮助农民及时发现问题，并且准确地捕捉发生问题的位置。这样一来，农业逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，促进了农业发展方式的转变。利用物联网信息技术应用于与设施管理，提高投入资源的附加值、减少资源损耗提升农业生产竞争力。该解决方案使用的主要技术手段为：采用传感器、视频监控；并建立与设施信息库、状态库、调度服务库及智能分析平台。研究的结论中科方德农业物联网
12、系统，符合农业部农业七大体系建设规划、黑龙江省“十二五”规划纲要和项目实际，建设目标明确，规模适度。项目建设方案合理，项目技术先进，组织管理系统健全，社会效益显著。因此，项目建设不仅非常必要，也十分可行。第二章 背景、必要性和意义2.1项目建设的背景物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点，国家和政府部分非常重视物联网产业的发展，新华社报道，在各省启动的十二五规划中，有23个省份将物联网作为重要发展目标。物联网（The Internet of things）是指通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、二维码等信息感知设备，按约定的
13、协议连接起来，通过有线或无线网络进行信息交换和通信，以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术在农业中的应用，既能改变粗放的农业经营管理方式，也能提高动植物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业发展。农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。作为粮食大国，我国农业总产量中科技进步的贡献率由19721980年的27提升到198
14、11985年的30402010年农业科技进步贡献率达到52%在知识经济迅猛发展的今天，科学技术作为第一生产力在中国农业现代化建设中将发挥越来越大的作用。物联网新一代信息技术的重要组成部分由此可见，物联网科技的发展也必将深刻影响智能农业的未来。农机企业要抓住物联网建设的重大历史机遇，在“感知中国”的宏伟战略目标推进建设，2.3项目建设的有利条件国家和政府已经明确提出了发展物联网“感知中国”的宏伟战略目标，这也为构建农业物联网“感知农业”指明了方向。物联网在农业上的应用必将越来越广泛和重要，一批关键农业信息感知技术和新兴产业培育问题也可望实现突破。预计未来物联网技术在农业领域的重点是朝着低成本、可
15、靠性、节能型、智能化和环境友好型等五大方向发展。战略目标第三章 项目总体规划3.1项目总体目标本系统建设的总体目标是紧密结合五常市农业生产、加工和销售的特点，建设农业物联网平台，实现网内数据交换、使不同的人可以方便、有序地参加农业生产的协同工作，提高工作效率；同时引入实时监控管理的理念，实现各种信息资源的即时采集和共享，及时发布关于水稻方面的相关信息，及时通过平台对农业生产进行远程管理监控。智能预警功能会对采集数据超过系统预先设置的限制时，将开启系统报警功能，并发送短信告知相关管理人员，便于对农作物生产的管理。健全的专家服务系统即时提供专业的农业病虫害管理、农机农具管理等一系列可定制功能。病虫害防治系统建立病虫害防治数据库，提供病虫害预防与智能推理诊断 同时，该设计方案充分考虑到系统的先进性、实用性、安全性、可扩展性和经济性等原则，以方便易用的原则，快速的提高工作效率，从而实现五常市农委日常管理工作的规范化、电子化、标准化，增强农业生产、加工以及销售的可管理性，实现信息的实时查询、分析、统计，最终体现农产品“远程无忧”管理。3.2项目建设规划该系统建设项目主要是针对五常市的各个农业生产基地的种植、加工以及销
