多利農業物聯網示范基地建設的實踐

趙 杰 （上海市浦東新區農業技術推廣中心 201201）張宏偉 （上海多利農業發展有限公司，上海市浦東新區 201311）

多利農業物聯網示范基地建設的實踐

趙 杰 （上海市浦東新區農業技術推廣中心 201201）張宏偉 （上海多利農業發展有限公司，上海市浦東新區 201311）

為促進我國農業物聯網的進一步發展，給相關地區建設農業物聯網提供參考借鑒，分析了上海多利農業物聯網示范基地的實施情況，并總結和分析了農業物聯網建設取得的成果和效益。

多利農業物聯網；示范基地；建設；實踐

隨著網絡技術的發展，物聯網在農業上的應用越來越廣泛，農業物聯網正朝著可靠性、節能型、環境適應性、低成本、信息化、智能化方向發展。上海多利農業發展有限公司根據農業部《農業物聯網區域試驗建設工程工作方案》、上海市農委《關于上海農業物聯網發展的實施意見》等文件精神，在上海市科技興農項目的支持下，開展了農業物聯網示范基地建設的實踐。現將基地建設相關情況總結介紹如下。

1 基地建設目標

采用基于物聯網核心的二維碼和彩碼技術、RFID技術、互聯網技術、數據庫技術，對有機蔬菜從種植到銷售到物流配送到客戶手中的整個周期，進行電子化、信息化、智能化管理，建立一套完整的有機蔬菜質量追溯系統。

2 基地建設內容

從有機蔬菜種子、農藥、化肥等采購開始，采用RFID信息入庫管理；蔬菜的田間播種、施肥、灌溉和噴藥等都通過RFID予以記錄，并和具體的大棚信息綁定；在蔬菜生長期間，通過無線傳感器網絡采集環境信息，建立作物生長履歷；農產品收獲后的包裝采用二維碼、次世代彩碼和RFID進行標識；市民購買農產品后，可通過彩碼對農產品質量信息進行查找溯源。若市民發現問題產品，可向食品安全管理部門反映。

農產品的追溯信息內容可根據追溯權限不同分為用戶、質量監督部門和農業企業三級，其中用戶權限較低，質量監督部門和農業企業的權限稍高，三者查詢內容不同，如農業企業為加強生產管理，追溯內容需詳細到某一次農藥配比是何人、何時、何地所配；質量監督部門則需了解有關種子、農藥的品種名稱、來源等詳細信息。

3 基地建設取得的成果

目前，上海多利農業發展有限公司完成了管線鋪設及硬件設備的安裝及系統開發，完成了有機農業農資管理系統、RFID標簽讀寫系統、有機蔬菜生產管理系統、多利冷鏈物流體系模塊的開發，完成了有機蔬菜質量追溯與彩碼技術的結合等工作。

3.1 有機農業農資管理系統

3.1.1 基礎信息模塊

基本信息管理主要分為供應商管理、農資類別管理、農資信息管理等3個模塊。供應商管理主要分為植保供應商、農資供應商、種子供應商、肥料供應商等4類；農資類別管理主要包括種子、植保、農資、肥料等4類；農資信息管理主要包括農資ID、農資名稱、農資類別、所屬供應商、單價、單位、規格、穴數等內容。

3.1.2 農資管理模塊

農資管理即對各種農業物質進行信息化管理。農資管理子系統主要分為二維碼管理、農資出入庫管理、農資庫存管理等3個模塊。主要目的是對于消耗性農資（如肥料、種子、各種物料）的入庫、出庫、庫存、有效期、品質、等級進行管理和監控；對于非消耗性農資（如地塊、大棚）的信息進行維護、查詢、跟蹤、監控。

具體內容為：二維碼管理是對農資倉庫使用的二維碼進行管理；出入庫管理是對農資出入庫進行管理，主要記錄農資名稱、類別、規格、數量、單位、批號、單價、金額、狀態、領用人、日期等信息；庫存管理是對當前農資倉庫進行管理，其中包括批號、農資名稱、農資類別、規模、單位、庫存數量、單價、金額等信息。

3.2 RFID標簽讀寫系統

通過在田間大棚設置RFID無線讀寫器與觸發器，實時監控佩戴RFID人員卡的生產工人在田間大棚的勞作情況，主要記錄工人在各個大棚內的生產活動情況。同時與田間檔案記錄連接，詳細記錄生產活動的具體內容，如除草、施肥、灌溉等。

3.3 有機蔬菜生產管理系統

建立RFID標簽讀寫硬件系統和有機蔬菜生產管理軟件系統，完成生產時所采用的各種原料信息的讀取，以及與特定大棚生產信息的寫入，完成農產品生產履歷建設；建立無線傳感器網絡系統，以完成各農產品生產大棚內RFID標簽讀寫信息與后臺服務系統的信息交換。

生產管理系統包括生產批次大棚管理、育苗活動管理、大棚狀態管理、育苗記錄管理、批次計劃管理、大棚活動管理、訂單計劃查詢等7個模塊。

批次計劃管理是制定生產批次。大棚狀態管理是對當前

大棚的信息進行管理，主要包括大棚名稱、場區名稱、基地名稱、生產批次ID、產品名稱、種植日期、狀態、采摘日期、負責人、在場人數、趨勢等。育苗記錄管理是對育苗期間生產活動進行記錄，主要記錄生產批次ID、育苗日期、批號、農資名稱、穴盤規格、穴盤數、農資包數、預估包數、種植日期、領用穴盤數、領用人、育苗天數等信息。育苗活動管理是指實時查看工作情況，包括工作人員、農資信息、時間等。大棚活動管理是對大棚活動信息進行管理，包括大棚名稱、生產批次ID、產品名稱、活動日期、作業名稱、采摘數量、采摘處置、植保名稱、用量、備注、負責人等。批次大棚管理是對當前大棚生產批次進行記錄，包括生產批次、大棚名稱、產品名稱、移栽日期、采摘日期、實際產量、狀態等。

3.4 多利冷鏈物流體系

多利冷鏈物流是指有機蔬菜從產地采收后，在產品加工、貯藏、運輸、分銷、零售等環節始終處于適宜的低溫環境下，最大程度地保證農產品的質量安全與品質，減少損耗、防止污染的特殊供應系統。該系統包含了多利有機農產品從倉儲、包裝、運輸到銷售的整個過程，直至多利有機農產品到達消費者手中。多利有機農產品冷鏈物流系統實現實時定位，保證數據的實時更新與多用戶之間的共享，實現多利有機農產品冷鏈物流作業中的實時定位，確保農產品運輸過程中的質量。多利冷鏈物流系統主要包括以下功能。

3.4.1 首 頁

主要利用WebGIS技術顯示多利公司配送區域的地理信息圖層，包括電子地圖、衛星地圖和三維地圖，地理信息圖層數據主要利用百度地圖API獲取百度地圖資源數據。同時，在首頁上也呈現了多利公司每個配送區域的配送車輛信息（車牌號），并提供各個功能的鏈接接口。

3.4.2 會員標注

主要根據配送路線對會員進行分類，并將該配送路線上的會員信息用表格的形式顯示在頁面上。其中，配送路線主要是利用GIS空間分析和網絡分析技術，對多利公司當日配送會員清單進行分析，并合理制定配送路線。系統同時將會員位置信息顯示在電子地圖上，系統用戶可通過切換電子地圖、衛星地圖和三維地圖查看周邊的地理信息。

3.4.3 路徑優化

主要是對配送路線的路徑進行優化。當系統用戶選擇某一條配送線路并點擊“優化”時，利用GIS空間分析和網絡分析技術計算得到該配送線路上最優的會員配送順序，并將這些會員的相關信息顯示在頁面上的表格中。系統用戶可從上而下依次雙擊表格中的每個會員，系統可計算出下一個配送會員的位置和最優的車輛行駛路徑，并用紅色線條在電子地圖上可視化地顯示出具體的行車路徑。

3.4.4 車輛實時定位

在每輛配送車上安裝車載GPS傳感器，將實時測得的車輛經緯度、速度等數據傳輸到多利實時數據庫中。系統用戶可在首頁上，選擇需實時定位的車輛的車牌號，點擊“實時定位”按鈕，即從實時數據庫中將車輛的當前經緯度、行車速度等數據查詢出來，并結合百度地圖API技術，將車輛的實時位置可視化地顯示在電子地圖上。

3.4.5 車輛軌跡查詢

主要根據多利實時數據庫中記錄的車輛歷史經緯度數據來實現。當系統用戶選擇需要查詢的車輛的車牌號以及車輛行駛軌跡的時間范圍后，即可從多利實時數據庫中查詢到該時間范圍內，該車牌號車輛的所有經緯度數據及其記錄時間，然后通過對時間進行排序，即可獲得車輛的行駛軌跡點。同時，還可利用百度地圖API技術，將這些行駛軌跡點在百度地圖中生成車輛的行駛軌跡，并可視化。

3.4.6 車輛預警

在每輛配送車上安裝溫濕度傳感器，將實時測得的配送車輛車廂內的溫度和濕度等數據傳輸到多利實時數據庫中。本系統實時監控多利實時數據庫中的車廂溫度和濕度等數據，并自動報警，同時根據溫度、濕度傳感器的編號定位到問題配送車輛，在地圖上自動定位到該車輛的位置。

3.4.7 清除標記

主要清除首頁電子地圖上車輛實時定位、車輛行駛軌跡查詢、車輛預警運行的結果。當系統用戶運行清除標記后，首頁電子地圖初始化為系統剛運行時的效果。

3.4.8 退出系統

用戶可通過退出系統關閉多利冷鏈物流智能管控系統。

3.5 有機蔬菜質量追溯系統

3.5.1 彩碼引擎系統開發

為確保農產品食用安全和實現農產品質量的追溯，多利引進國際先進技術，進行了多利彩碼體系的研發。通過掃描多利彩碼，可獲得多利有機蔬菜的認證信息。追溯信息包含有機蔬菜的生產批次、采摘時間、種子信息、田間農作信息、質檢信息、生長環境信息、有機蔬菜的食療食譜、有機蔬菜小知識等。多利彩碼直接貼在多利有機農產品的包裝上，其不僅成為多利有機農產品的標志，有利于不僅為企業進行品牌宣傳，還保證多利有機農產品的質量安全。

3.5.2 質量追溯系統開發

質量追溯是關系到有機蔬菜貨真價實和食用安全的頭等大事，為此，結合生產管理、倉儲管理、物流管理，建立了質量追溯管理系統，主要包括基礎信息管理、農資管理、生產管理、質檢管理、倉儲管理、物流管理、系統管理、追溯碼管理等，確保消費者能夠全流程監控多利有機蔬菜的生產情況，然后得到放心、安全、健康、美味的食品。

4 取得的效益

4.1 提高了工作管理效率

農業物聯網示范基地建成后，多利的生產經理可在線實時統籌安排制定和調整生產計劃，生產工人可根據相關生產計劃申領和使用農資，進行農事管理操作，農資倉庫的庫存情況及出入庫記錄也將實時被錄入數據庫系統中；同時，系統還依靠RFID設備實時記錄生產工人的具體農事操作情況，自動形成電子田間檔案。這樣，生產計劃的制定及生產工人調配更加合理，省去了生產組長記錄和編制田間檔案等環節，大大提高了勞動生產率。質檢部門和包裝部門同樣可優化人員調配和記錄整理環節的工作，在降低人工成本的同時，提高了工作效率。

4.2 降低了人工成本

多利農業物聯網運行后，生產部每2 hm2節省1名生產工人，1年可降低人工成本2.16萬元。

4.3 提高了產品附加值

在農業物聯網技術應用實踐中，通過土壤性狀智能監測、大棚環境參數自動調控等，實現了合理灌溉、合理施肥、環境可控，為蔬菜植株提供了最適宜的生長環境，進而增加了蔬菜產量，提高了蔬菜品質及附加值。

4.4 提升了企業的品牌形象

多利農業物聯網的應用，使質檢部工作效率和質檢質量得到了提升，其中根莖類蔬菜的出庫不合格率控制在0.5%以下、葉菜類蔬菜的出庫不合格率在1%以下，客戶投訴明顯減少。同時，多利物聯網的建設，使消費者知道了有機蔬菜的生產種植過程，增加了對有機蔬菜的信任度。此外，消費者還可向客戶部門提出看法和建議，增加了消費者對產品質量管理控制的參與度和成就感，在一定程度上提升了企業的品牌形象。

2016-05-23

上海市科技興農項目“農業物聯網示范基地建設”[滬農科字（2013）第5-8號]。