| 智慧農(nóng)業(yè)解決方案 |
1.建設(shè)目標(biāo) 楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園信息化項目是楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園整體工程中的重要組成部分，是楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園的大腦和指揮系統(tǒng)。楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園的信息化建設(shè)項目以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，集成應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、全息投影、大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實等高新技術(shù)，打造基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控平臺和智慧農(nóng)業(yè)科技交流示范平臺，實現(xiàn)園區(qū)生產(chǎn)、流通全產(chǎn)業(yè)鏈農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的智慧化管控與全程可追溯，同時還將設(shè)計與國內(nèi)外30~50個園區(qū)連接的視頻接口，以實現(xiàn)縱向和橫向的集成共享，搭建和拓展智慧農(nóng)業(yè)的示范交流平臺等功能定位。楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園信息化項目建設(shè)總體目標(biāo)是：集成大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)，利用作物生長環(huán)境實時監(jiān)測信息，依據(jù)作物全生長期環(huán)境需求模型，采用人工智能決策算法實現(xiàn)作物不同生長階段設(shè)施內(nèi)溫、光、氣、水、肥等環(huán)境因子的智能化調(diào)控，結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控信息，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控；集成移動互聯(lián)網(wǎng)、全息投影、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，實現(xiàn)作物病蟲害的遠(yuǎn)程診斷及農(nóng)學(xué)專家的實時生產(chǎn)指導(dǎo)，并為國內(nèi)示范和國際合作提供技術(shù)交流示范平臺。 建設(shè)目標(biāo)為完成“基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控平臺”和“基于大數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)科技交流示范平臺”兩大平臺的主體建設(shè)，具體目標(biāo)為： （一）、建成基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控平臺 1、建立植物生長模型 集成人工智能算法，依托農(nóng)業(yè)專家，參考文獻(xiàn)，選取西紅柿、櫻桃、葡萄和葉菜四種作物的典型品種，構(gòu)建作物生長速率與“溫、光、氣、水、肥”等環(huán)境因子的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型，實現(xiàn)多因子耦合的環(huán)境調(diào)控決策，植物生長模型具有自主學(xué)習(xí)能力，可由實時環(huán)境大數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，經(jīng)3～4年種植周期后可形成模型的本地化實例應(yīng)用。 2、建立智慧種植系統(tǒng) 依托物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立智慧園區(qū)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)中心，通過定制開發(fā)，集成作物生長模型、溫室環(huán)境智能調(diào)控裝備、氣象站，利用四種生長模型對該四種植物的種植過程所需要的“水、溫、肥、光、氣”指標(biāo)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)；搭建溫室智慧種植系統(tǒng)，最終形成集設(shè)施農(nóng)業(yè)下的智慧種植系統(tǒng)。植物生長模型和智慧種植系統(tǒng)支持隨時間和植物種植周期的持續(xù)而不斷優(yōu)化和升級。 3、建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營管控體系 依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立對各類溫室內(nèi)“溫、光、氣、水、肥”等信息和室外氣象數(shù)據(jù)的實時采集系統(tǒng)，溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，建立園區(qū)動力能源設(shè)施等實時管控系統(tǒng)，可通過4G/5G/NB-IoT等移動互聯(lián)網(wǎng)方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集和指令下發(fā)，并利用反饋機(jī)制確保各設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定可靠。 4、建立農(nóng)產(chǎn)品流通追溯管控決策平臺 依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立品質(zhì)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)中心，建立冷鏈物流設(shè)施、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，與動力能源設(shè)施集成；形成一體化的園區(qū)農(nóng)產(chǎn)品流通管控決策平臺。 （二）、建成基于大數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)科技交流示范平臺 1、建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控體系 建設(shè)溫室內(nèi)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對溫室內(nèi)作物及人員等進(jìn)行實時監(jiān)控和可視對講，同時系統(tǒng)可接入園區(qū)主干道和溫室外的監(jiān)控系統(tǒng)；鋪設(shè)覆蓋園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，支持4G/5G/光纖通信等功能，實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)字、圖片等數(shù)據(jù)無障礙傳輸；建成覆蓋園區(qū)展示點位的自動講解系統(tǒng)。系統(tǒng)具備作物長勢分析、安防管控、成果展示等功能；并還將設(shè)計與國內(nèi)外30~50個園區(qū)連接的視頻接口，以實現(xiàn)縱向和橫向的集成共享，搭建和拓展智慧農(nóng)業(yè)的示范功能 2、建成園區(qū)大數(shù)據(jù)中心與管控平臺 依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立基于大屏展示環(huán)境下的大數(shù)據(jù)中心與管控平臺，形成園區(qū)管控大數(shù)據(jù)中心，以品質(zhì)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)中心共同構(gòu)成數(shù)據(jù)基石。管控平臺可實現(xiàn)設(shè)施環(huán)境、園區(qū)氣象、設(shè)備狀態(tài)、園區(qū)視頻監(jiān)控、冷鏈物流、農(nóng)產(chǎn)品溯源、園區(qū)動力能源、人員管控系統(tǒng)、園區(qū)綜合管理系統(tǒng)等所有園區(qū)監(jiān)控信息的集中展示，同時支持溫室設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，網(wǎng)絡(luò)視頻會議，園區(qū)3D模擬，全息投影等全部信息化功能，實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)的綜合管控與科技成果的集中展示。 2.建設(shè)內(nèi)容 主要有基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控平臺和基于大數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)科技交流示范平臺兩大平臺的建設(shè)：一、建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控平臺 （一）建設(shè)基于作物需求的植物生長模型和智慧種植系統(tǒng) 根據(jù)農(nóng)業(yè)專家知識，已有參考文獻(xiàn)，選定西紅柿、櫻桃、葡萄和葉菜四種作物代表性品種，融合生長環(huán)境中的“溫、光、氣、水、肥”等影響因素，構(gòu)建作物全生長周期生長速率與環(huán)境因子關(guān)聯(lián)關(guān)系模型架構(gòu)，內(nèi)嵌人工智能尋優(yōu)算法，可實現(xiàn)模型的自主優(yōu)化，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，持續(xù)優(yōu)化西紅柿、櫻桃、葡萄和葉菜等四種作物全生長期生長模型，使模型適應(yīng)不同地域氣候特點。利用模型，結(jié)合實時監(jiān)測信息，計算四種作物的不同生長階段種植過程所需的“溫、光、氣、水、肥、”等最優(yōu)調(diào)控目標(biāo)值，并最終給出結(jié)合當(dāng)前氣象信息的最佳調(diào)控決策指令，具有自動調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)智慧種植。智慧種植系統(tǒng)需要在云指揮中心展示、控制和操作，并可形成切換視圖，以提高應(yīng)用性的展示效果。 （二）建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境調(diào)控系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，測量方面，實現(xiàn)對溫室內(nèi)空氣的溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照度，土壤的溫度、濕度、EC值，進(jìn)行測量、展示、上傳至數(shù)據(jù)庫；動作方面，實現(xiàn)保溫電機(jī)、卷膜機(jī)、照明設(shè)施、灌溉設(shè)施的人工控制、自動控制、智能控制等一整套的軟、硬件系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是實現(xiàn)智慧種植、大數(shù)據(jù)分析與控制、智能化和自動化的硬件支撐。物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍為一帶一路2個棚，日光溫室39個棚，大跨度69個棚，以及樓頂溫室和園區(qū)氣象站。 （三）建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)中心 基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)中心是部署在指揮中心大樓二層所有的相關(guān)全套的軟、硬件系統(tǒng)，包括覆蓋植物生長模型和智慧種植系統(tǒng)、冷鏈物流系統(tǒng)、園區(qū)動力能源系統(tǒng)、智能追溯系統(tǒng)等。實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植、商貿(mào)流通與管理的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植和經(jīng)營提供精準(zhǔn)化、可視化、智能化的支持。 二、基于大數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)科技交流示范平臺 （一）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)字化的智能綜合管理平臺，在這個平臺內(nèi)部，視頻、報警、數(shù)據(jù)等信息都可以實時傳回到監(jiān)控中心，為綜合管理系統(tǒng)提供前端現(xiàn)場實時像的監(jiān)視、歷史圖像的回放、報警信息的快速傳遞，進(jìn)行園區(qū)各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的整合分析處理，實時查看種植溫室的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的生長過程、進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻診斷，實現(xiàn)園區(qū)系統(tǒng)數(shù)字化業(yè)務(wù)處理。監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控中心的整套軟、硬件平臺建設(shè)、觀察溫室的前端監(jiān)控探頭布點等視頻安防系統(tǒng)；在智慧農(nóng)業(yè)示范園內(nèi)部署光纖網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的無障礙暢通傳輸。監(jiān)控系統(tǒng)是也包括相關(guān)整套軟、硬件系統(tǒng)，覆蓋范圍為一帶一路2個棚，日光溫室39個棚，大跨度69個棚，以及樓頂溫室、植物工廠和智慧溫室；同時還將設(shè)計與國內(nèi)外30~50個園區(qū)連接的視頻接口，以及園區(qū)安保監(jiān)控，并支持延伸遠(yuǎn)程視頻會議應(yīng)用。以實現(xiàn)縱向和橫向的集成共享，搭建和拓展智慧農(nóng)業(yè)的示范功能。 （二）園區(qū)業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)管控決策平臺 園區(qū)業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)管控決策平臺是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過客戶化定制方式，開發(fā)形成的大數(shù)據(jù)中心平臺和各種大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)，包括大數(shù)據(jù)中心、曲面屏、音響系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)包括反饋控制系統(tǒng)，以及人機(jī)接口系統(tǒng)和自動講解系統(tǒng)、園區(qū)綜合管理系統(tǒng)、園區(qū)3D模擬系統(tǒng)、人員管控系統(tǒng)等，以上系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈的大數(shù)據(jù)中心共享，即本項目的大數(shù)據(jù)中心將支持農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈智慧管控，也支持園區(qū)業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)管控決策。 綜上所述兩大平臺，兼顧園區(qū)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)集成與科技成果交流示范兩大功能，其中智慧種植系統(tǒng)是控制決策中心，是智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用的大腦；物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)為信息監(jiān)測和指令執(zhí)行提供硬件支撐；大數(shù)據(jù)中心平臺是設(shè)置栽培的指揮控制和技術(shù)展示平臺；也是園區(qū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的管控決策系統(tǒng)，是為農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈品質(zhì)管控和科技交流示范的綜合系統(tǒng)。 3.建設(shè)規(guī)模 建設(shè)規(guī)模是指楊凌智慧農(nóng)業(yè)示范園信息化項目內(nèi)容，建設(shè)除遠(yuǎn)程作物病蟲害診斷、VR、機(jī)器人和生產(chǎn)指導(dǎo)專家系統(tǒng)外，基本上覆蓋上述建設(shè)目標(biāo)。其中在西紅柿、櫻桃、葡萄和葉菜中各選取一個典型品種建立作物生長需求模型，利用四種生長模型為作物種植過程所需要的“溫、光、氣、水、肥”智能調(diào)控提供決策依據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)包含溫室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測和設(shè)備遠(yuǎn)程控制，建設(shè)范圍包括：一帶一路溫室2個、日光溫室39個、大跨度拱棚溫室69個；共110個溫室和智慧溫室、以及植物工廠，視頻監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋全園121個點位，其中一帶一路溫室各3個點位，智慧溫室6個點位，其他溫室各1個點位；以及樓頂溫室；并還將設(shè)計與國內(nèi)外30~50個園區(qū)連接的視頻接口。網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)覆蓋全園，并采用千兆光纖網(wǎng)，以及覆蓋所有溫室的對講系統(tǒng)和主要介紹點定位等系統(tǒng)，5G建設(shè)完成后還將支持5G通訊傳輸；智慧云大數(shù)據(jù)管控中心及大屏系統(tǒng)采用最新的液晶拼接大屏，配置服務(wù)器、電腦客戶控制端及網(wǎng)絡(luò)接入等設(shè)備，全息投影系統(tǒng)和立體環(huán)繞6向音響系統(tǒng)。園區(qū)大數(shù)據(jù)中心與管控平臺包括相關(guān)軟硬件，其中軟件系統(tǒng)包括基于大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行定制開發(fā)，形成作物種植智慧管控系統(tǒng)、冷鏈物流系統(tǒng)、園區(qū)動力能源系統(tǒng)、園區(qū)人力資源監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)以及園區(qū)3D模擬等系統(tǒng)。所有植物種植模型和智慧種植系統(tǒng)以及冷鏈物流系統(tǒng)、園區(qū)動力能源系統(tǒng)、園區(qū)人力資源監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)等均支持持續(xù)優(yōu)化和升級。 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