現代農業園區服務系統的建設研究

王浩　李鳳菊

摘 要：現代農業產業園作為新時期推進農業高質量發展的重大舉措，需要一套標準的服務管理平臺作為支撐。本文以現代科技園區服務系統建設為基礎，探究一套適合于現代農業園的標準化服務系統方案。它包含園區實時監控系統、溫室各參數監控及控制、信息發布等功能，需要綜合應用視頻采集、網絡傳輸、數據存儲、人工智能分析等技術，該系統的實現有助于現代化農業園區從規模上及經濟效益上都取得更加顯著的成績。

關鍵詞：現代農業園區；服務系統；建設研究

中圖分類號： TP311 文獻標識碼： A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.09.007

Research on The Construction of Modern Agricultural Park Service System

WANG Hao1， LI Fengju1， ZHANG Xuefei1， WANG Jianchun1， SONG Bin1， HE Jia2， QIAN Chunyang1， XU Yixin1

（1. Information Institute， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192， China； 2.Tianjin Horsetail Technology Company Limited， Tianjin 300384， China）

Abstract： As a major measure to promote the development of agriculture in the new era， a modern agricultural industrial park needed a standard service management platform as a support. Based on the construction of modern science and technology park service system， this paper explored a set of standardized service system suitable for modern agricultural parks. It included real-time monitoring system of the park， monitoring and control of various parameters of greenhouse， information release and so on. A comprehensive application of video acquisition， network transmission， data storage， artificial intelligence analysis and other technologies was needed. The implementation of the system would help modernize agricultural parks to achieve more significant achievements in scale and economic benefits.

Key words： modern agricultural park； service system； construction research

1 建設背景及意義

鄉村振興戰略[1]作為國家戰略的實施，有利于我國鄉村經濟進入一個高速發展階段。在鄉村振興戰略的推動下，需要建立一批有特色的現代農業示范園區[2-3]，通過流轉土地、土地整改后，配備一整套完善的農業園區基礎設施，從而改進原有的單一化的大棚栽培模式。同時根據園區情況，將現代科技技術介入到農業生產、加工、流通和銷售的各個環節當中，進而促進農產品良性增值，實現農民收入水平的持續增加。

現代農業園區服務系統的建設在現代園區建設中起到中流砥柱的作用，它需要依靠網絡通訊、電子傳感、大數據處理、衛星導航等各項技術的綜合應用，達到人、地、物的和諧統一，從而實現整個園區全方位智能化監控與遠程控制[4]，改善園區現有水平，更好地服務現代農業發展。

近些年來，已經有越來越多的的科研單位、企業及學者參與到了現代農業園區智能化系統的研發當中[5-6]，園區智能化水平得到了迅猛的發展。部分成果已經應用于智能園區領域，各系統主要是讓農業人員可以通過電腦或者手機等終端設備對園區的各個方面進行科學控制，極大地提高了工作效率及管理水平。但是，現有的智能化系統仍然存在很多不完備的地方，主要表現在4個方面。

（1）很多系統依據國外數據采集設備制成，農業從業人員因不懂英語或對國外系統不熟練，人機交互效果不理想，導致他們不能很好地填寫或者查看相應的參數，從而排斥系統的使用。

（2）很多現有系統沒有從整體去規劃園區各工作人員的工作職責，很容易出現權限不匹配、職責不明確的典型問題。

（3）很多系統是從智慧企業、智慧科技園等系統直接移植過來的，由于早期開發的系統受技術的限制，升級維護困難。同時在移植的過程中，雖然耗費了很多的時間和精力，但不一定能達到最終想要的效果。

（4）現有的很多智能化系統沒有從功能、性能等多方面考慮，導致當用戶量增加時網站的訪問速度過慢，同時系統的安全性不足，容易導致數據泄露。

本研究的服務系統通過分層松耦的開發思想，更智能地把系統與相關設備結合在一起，在很大程度上解決了以上存在的問題，為現代農業園區的各項信息服務提供了強有力的保障。

2 總體架構

當今流行的系統一般為分層搭建[7]，層與層之間面向接口開發，便于松耦，現代農業園區服務系統遵循國家的相關政策及標準，通過7個層次6個體系去構建整個系統（圖1）。

環境及大棚植物各生理檢測傳感器、園區攝像頭、智能終端等多種感知園區的智能設備通過無線傳感技術，把數據歸一化后存入數據資源層，這中間需要基礎設施層提供的基礎服務，主要是對服務器、存儲、網絡做的統一虛擬化處理[8]。數據傳入系統后，系統會根據數據的類型保存到不同的數據庫中，數據庫的類型包括公共基礎數據庫、業務數據庫、圖像視頻數據庫以及其他相應的各類數據庫。在數據層之上搭建一套統一的應用支撐向上層提供服務，各服務接口間定義良好的契約，使得交互通用可靠，考慮到農業園區的現實情況，建立的支撐模塊包括大數據分析平臺、數據交換共享平臺、視頻處理平臺、GIS服務[9]平臺等。有了支撐層的保障，就可以通過應用層對整個現代農業園區進行具體的服務支撐了。而管理人員、科研人員、農民、游客等各類用戶對象通過統一訪問的窗口方便地與整個系統進行人機交互[10]。

現代園區服務系統以數據層為中心串聯上下各層，為更好地完成系統的架構需要按照圖2的邏輯對系統進行部署。

3 詳細設計

依據現代農業園區服務系統的總體架構，整個系統平臺是由農業物聯網管控中心控制，對內主要包括綜合調控物聯網系統、園區可視化系統、農產品生長環境信息監測與自動控制系統、水肥藥一體化調控系統。對外包括農業園區對外系統，具體功能結構見圖3。

3.1 農業物聯網管控中心

農業物聯網管控中心是整個農業園區的大腦中樞，它對外通過廣域網鏈接農業園區對外系統，對內通過局域網鏈接園區內的各大其他系統。通過它可以很好地對園區內的人、車、物、資金進行監視、控制、指揮、調度等，從而更好地感知現代農業園區的運營狀況，保障整個園區可以安全高效地運營生產。

3.2 綜合調控物聯網系統

綜合調控物聯網系統具有環境信息監測、數據分析、遠程報警、產品溯源等功能。管理員可以通過系統實現對灌溉設備的遠程控制操作。同時系統增加了對相關農產品的質量安全追溯的支持。

3.3 園區可視化系統

園區可視化系統[11]負責園區及大棚生產環節、重要流通環節的視頻信息，所有圖像信息通過局域網實現，并把視頻信息匯總到綜合調控物聯網系統進行統一控制管理，它主要包括大棚農作物的監控與預警、園區人員的監控及調度等功能。園區管理員或者工作人員可以通過視頻監控及時發現農作物在生長過程中出現的各種問題，發生病蟲害時及時記錄相關情況，并做出初診預警及建議給相關農業人員，同時農業人員對于不能確診的病情可以通過呼叫中心及時聯系相關專家進行會診。如圖4所示。

3.4 農產品生長環境信息監測與自動控制系統

建立傳感器信息采集軟硬件系統[12-13]，以完成農產品生長環境信息監測；預留自動控制硬件接口，以方便農業管理人員根據環境變化進行遠程控制如：滴灌、施肥等操作；建立無線傳感器網絡系統，滿足農業大棚監測地點隨意移動和動態添加、減少的布放需求，以網絡自組織特性完成無線網絡架設，前端網絡信息在中心基站點匯聚后，再通過有線IP網絡或者無線GPRS網絡[14]將信息傳輸至后臺服務系統；建立農產品生長環境信息監測與自動控制軟件，實現農業環境信息的在線管理與控制。

3.5 水肥藥一體化調控系統

水肥藥一體化調控系統與部署在溫室內的水肥藥一體化設備[15]進行網絡對接，實時監測設備的運行狀態，并且能夠實現集中控制管理、統計分析、系統設置等功能。

3.6 農業園區對外系統

農業園區對外系統是為訪問者提供服務的平臺，根據“以人為本”的設計理念，園區平臺提供了面向手機平臺的移動app進行資訊推送，以便于訪問者能夠實時了解現代農業園區內各項設施的情況。同時訪問者可以對農業園區進行質量評價、投訴建議，這有助于園區進一步提高服務水平，更好地為訪問者服務，提高現代農業園區的整體競爭力。

4 結 語

現代農業園區服務系統基于“七層六體系”的理念進行開發實現，有效地把園區內的人、地、物連接到了一起。一定程度上解決了現代園區缺少統一交互平臺，園區內各人員職責分工不明確等問題，整個系統面向服務進行編程，有利于松耦合，便于模塊移植。雖然本現代園區服務平臺具有以上優點，但是隨著科技的發展及國家對現代園區政策的不斷完善，本平臺未來仍然需要不斷地升級與維護以適應新的發展需要。同時該平臺的一些功能有尚待改善的地方，今后還需進一步的研究和改進[16-19]。

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