基于物聯網的設施蔬菜平安生產管理和追溯平臺一、方案概述托普云農引進開發和集成應用物聯網感知、專家決策、智能控制、質量追溯等相關技術和軟硬件設備，建立基于物聯網的設施蔬菜平安生產管理和追溯平臺，圍繞設施蔬菜平安生產管理和產品質量平安追溯，在天津市原種場設施蔬菜生產基地建立核心示范基地3000畝，輻射帶動周圍設施蔬菜基地30000畝。平臺包含環境信息感知系統、生產履歷信息采集系統、視頻監控信息感知系統、信息傳輸網絡系統、平安生產專家決策系統、遠程智能控制系統、蔬菜平安生產管理系統、蔬菜質量平安管理追溯系統等8個系統。方案架構三、方案主要內容1、環境信息感知系統〔1〕空氣環境信息感知日光溫室空氣環境信息傳感器由設施語音型無線采集終端和各種無線環境信息傳感器及防護外殼組成，監測空氣溫度、濕度、露點、光照強度、二氧化碳濃度等環境參數，通過無線采集終端以無線局域網方式將采集數據傳輸至園區監控中心，并能夠以語音方式報警和指導生產。防護外殼安裝排風風扇，可防止連續高溫高濕環境對電子設備的侵蝕?！?〕土壤信息感知溫室內安裝土壤水分、土壤溫度傳感器，監測設施日光溫室和局部連棟溫室的土壤水分、土壤溫度率情況，通過信息監測指導灌溉。采集數據通過本地數據采集器顯示以及通過會聚節點遠程傳輸到監控中心。2、生產履歷信息采集系統以智能為載體，開發便攜式農事信息采集系統，主要采集育苗信息、定植信息、施肥信息、防治病蟲害信息、灌溉信息、收獲信息等；采集系統與無公害蔬菜平安生產管理系統之間的數據傳輸采用有線和無線兩種方式，有線采用USB口數據傳輸，無線采用GSM短信數據傳輸。3、視頻監控信息感知系統作為數據信息的有效補充，基于網絡技術和視頻信號傳輸技術，對示范園區溫室內部作物生長狀況進行全天候視頻監控。4、信息傳輸網絡系統〔1〕設施環境感知-調控通信網絡建設結合農業物聯網溫室監控應用的需求特點，系統終端傳感器接入設備、中繼設備及網關系統設備跟據我市溫室生產及環境監控特點，自主研發設計的，具有完全自主知識產權，采集組網并負責傳輸本工程示范基地的設施蔬菜生長土壤、空氣等環境感知信息。〔2〕設施圖像感知與傳輸網絡建設圖像信息傳輸在設施生產中有著迫切的需求，它可以為病蟲害預警、診斷等提供重要的技術支撐。農業應用多對圖像的清晰度、分辨率、光線角度等有較高的要求，為有效保證圖像、視頻等信息傳輸的質量和實際應用效果，我們設計如下兩種解決方案來解決設施農業基地的溫室圖像感知問題。5、平安生產專家決策系統對設施農業信息采集與感知的環境信息和農事信息進行匯總并進行綜合分析，以黃瓜、番茄為應用對象，引進GAP〔良好農業標準〕和HACCP(危害分析和關鍵控制點)的理念和方法，注重生產過程各環節的控制，研究確定平安生產流程的關鍵控制點和關鍵限值，開發基于專家知識的環境分析、水肥決策、病蟲害預警等模型，制定平安生產關鍵控制點的控制措施，為設施農產品平安生產提供監測、決策、檢測與診斷效勞。遠程智能控制系統根據平安生產專家決策系統生成的專家決策結果，對溫室設備進行遠程智能控制?！?〕溫室環境綜合調控物聯網系統能自動控制設施內遮陽、外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設備。中央控制軟件是本系統的核心，采用力控組態軟件開發?！?〕設施農業生產自動化節水灌溉系統在示范基地建立灌溉控制中心，在每個溫室內安裝直流灌溉控制器和1個直流電磁閥、1個土壤水分傳感器，實現基于土壤水分信息的灌溉自動控制?！?〕水稻的工廠化育秧生產線自動控制系統水稻的工廠化育秧包括水稻浸種催芽和育秧生產，是水稻機械化插秧的重要環節，也是水稻生產全程機械化的根底，可提供水稻芽種和秧苗生長所需的最正確生產環節，為農戶提供高品質的水稻芽種和秧苗，有效提高水稻品質和產量。7、蔬菜平安生產管理系統系統由RFID電子標簽全程連接，通過移植有生產信息采集系統的RFID便攜式讀寫設備先讀取溫室大棚的RFID、定植、施肥、防治病蟲害、灌溉等信息，采集后RFID便攜式讀寫設備通過短息、數據同步和GPRS等方式將采集的數據添加到用戶端PC機上，再通過蔬菜質量平安追溯軟件對采集數據進行匯總；對采收筐應用RFID進行標識，產品成熟采收時，將移植有生產信息采集系統的RFID便攜式讀寫設備進行采收信息采集，采集時首先讀取大棚RFID，再讀取采收筐RFID，接著輸入采收時間、采收品種、負責人等信息，采集后RFID便攜式讀寫設備通過短息、數據同步和GPRS等方式將采集的數據添加到用戶端PC機上，再通過無公害蔬菜質量平安管理軟件對采集數據進行匯總。8、蔬菜質量平安管理追溯系統建立蔬菜質量平安管理追溯系統，作為設施蔬菜生產管理、技術培訓、專家決策的綜合性管理發布系統。發布設施農業動態信息、生產技術信息；各聯網基地溫室環境信息、視頻監控等數據；專家決策系統生成的專家決策意見；農產品市場價格信息；產品追溯信息。為農業管理部門提供生產動態信息、宏觀決策效勞；為生產經營者提供技術咨詢、專家決策、市場價格、遠程培訓等效勞；為消費者提供追溯查詢效勞。四、其他共獲得了農產品原產地包裝標識生成系統及方法、一種農產品追溯的編碼方法等2項創造專利，基于H.264的嵌入式農產品視頻采集裝置、溫室農產品生產履歷采集器等3項實用型專利，果蔬類農產品生產信息管理系統軟件V1.0、農產品質量平安追溯系統軟件V1.0等3項軟件著作權。五、托普農業物聯網在農產品質量平安追溯系統中的應用托普農產品質量追溯系統，實現“從農田到餐桌〞的全程可追溯信息化管理。該系統是區域農產品質量平安信息統一發布和查詢平臺，根據農產品“一物一碼〞標準，消費者可以通過短信、、POS機、網上查詢、智能掃描二維碼、條形碼等查詢方式，準確了解農產品從生產、加工、物流、倉儲、銷售等全過程的信息，選擇放心產品。農產品質量追溯系統包含整個智慧農業的全流程跟蹤管理，是主干道，涉及農戶、合作社、生產企業、農資供銷商、產品銷售商、政府和消費者，貫穿了農產品生產基地管理、種植養殖過程管理、采摘收割、加工、儲存、運輸、上市銷售、政府監管的各個環節。追溯平臺涉及到的各子系統為智慧農業的某一環節效勞，并將采集到的信息即時傳送到追溯平臺，最終在追溯平臺上進行全流程的展現，實現“質量可監控，過程可追溯，政府可監管〞，讓群眾放心食用，讓政府寬心管理。六、農產品追溯系統的全部環節：七、托普農產品質量追溯系統的重要組成局部1、質量追溯平臺通過互聯網實現全市農產品質量平安相關信息的公布，包含了種植業、畜牧業、加工業農產品信息，介紹全市農產品質量平安監管體系，采集社會對農產品質量平安的投訴和建議，實現利用追溯碼對農產品生產信息的追溯，實現端掃描二維碼對農產品生產信息的追溯。2、生產臺帳管理平臺以農產品企業生產基地作為監管對象，實現對其生產過程信息的采集和管理，詳細記錄基地的地塊生產單元、投入品購置等建立電子化生產檔案，標準生產檔案庫管理，并能夠覆蓋到種植業、畜牧業、農產品加工業的管理范圍。3、質量監管平臺滿足市、縣〔區〕、鎮各級農業主管部門的監管工作，通過業務權限建模實現對本轄區企業的監管，包括種植農產品企業監管、畜牧農產品企業監管、農產品加工企業監管，功能主要包括農產品生產監管；企業認證管理；檢驗檢測監管；企業信用等級管理；各類預警提醒；信息匯總統計；溝通管理等。4、農檢業務管理平臺建立面向檢測機構的檢測業務管理平臺，實現蔬菜、水果、谷物、畜禽等農產品質量平安檢驗業務，包含從樣品的收取、傳遞、檢驗任務的分配、接收、檢驗結果登記、原始記錄的自動分析計算、結果的校核、審核、檢驗報告的匯總生成、報告的審批、簽發全過程的計算機自動化處理，并且提供快捷方便的信息查詢、統計分析報表功能。5、標準庫管理平臺建立與工程功能配套的標準庫系統，實現標準庫的動態管理，要求便于維護，統一的類型庫，可以標準企業生產信息的管理，保證統計報表的有效準確。實現檢測標準的迭代和