中農(nóng)云智慧農(nóng)機云平臺建設的研究與應用

劉 波 江沐沐 叢 鑫 史國院 朱武江 李文洋

農(nóng)業(yè)機械化事業(yè)的高速發(fā)展，必然要求淘汰傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)及管理方式，采用先進、高效、科學的信息技術手段，達到服務于農(nóng)的目的。中農(nóng)云智慧農(nóng)機云平臺依托信息化技術建立集農(nóng)機監(jiān)管、農(nóng)機信息收集、農(nóng)機數(shù)據(jù)分析應用于一體的智能化平臺，通過將智能終端與農(nóng)機的有效結合，實現(xiàn)農(nóng)機數(shù)據(jù)可視化、農(nóng)機管理信息化、農(nóng)機調度智能化，促進了智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。

一、引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉型升級的突破口，通過信息化的手段獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕、種、防、收各個階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析應用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化指導。將物聯(lián)網(wǎng)技術與農(nóng)業(yè)機械有機結合，發(fā)展智慧農(nóng)機裝備，構建智慧農(nóng)機云平臺，不僅能夠實現(xiàn)對農(nóng)機作業(yè)的遠程監(jiān)控指揮，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的作業(yè)效率，同時可以通過信息化裝備在農(nóng)機生產(chǎn)作業(yè)過程中獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進而打開智慧農(nóng)業(yè)的大門。

二、建設智慧農(nóng)機平臺的意義

智慧農(nóng)機云平臺的建立與完善是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)、解決我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中面臨諸多問題的有力幫手。

（一）實現(xiàn)農(nóng)機數(shù)據(jù)可視化。建立農(nóng)機信息、合作社信息、農(nóng)機手信息、農(nóng)機作業(yè)信息等數(shù)據(jù)中心，為各應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)支撐。

（二）實現(xiàn)農(nóng)機管理信息化。有利于農(nóng)業(yè)部門精準掌握所屬地區(qū)當下農(nóng)業(yè)實時狀態(tài)，對當?shù)剞r(nóng)業(yè)工作進行及時指導，以確保當?shù)剞r(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。同時，還可結合當?shù)剞r(nóng)機作業(yè)數(shù)據(jù)、歷史作業(yè)位置數(shù)據(jù)、作業(yè)地塊數(shù)據(jù)等，為后續(xù)農(nóng)機作業(yè)發(fā)展、完善制定相應的工作流程。

（三）實現(xiàn)農(nóng)機調度智能化。管理人員可操作農(nóng)機調度系統(tǒng)，為農(nóng)機調度提供更詳細數(shù)據(jù)，合理分配耕作區(qū)域，引導農(nóng)機有序流動，提高農(nóng)機服務的針對性和準確性，實現(xiàn)對農(nóng)機資源的合理調度，提高農(nóng)機使用效率。

（四）促進智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。智慧農(nóng)機云平臺的建立不僅可以實現(xiàn)對農(nóng)機具的精確定位、遠程操作指揮，還可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)自然資源與環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，達到精確種植、可視化管理、智能化決策的目的，促進農(nóng)業(yè)向智能化、智慧化發(fā)展。

三、平臺架構

智慧農(nóng)機是一種高科技現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械，利用計算機、云計算、人工智能等技術，在機器裝備上安裝多種傳感器和中央處理芯片，以及無線通信系統(tǒng)、衛(wèi)星定位監(jiān)測系統(tǒng)等，使農(nóng)機形成一種智能化動態(tài)作業(yè)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)機械可以在不同的作業(yè)環(huán)境下，發(fā)出不同的指令，以使作業(yè)工作準確無誤地完成。智慧農(nóng)機云平臺的工作原理是：

（一）安裝在農(nóng)業(yè)機械上的智能終端將農(nóng)機監(jiān)測信息（比如深松、播種、收割、玉米機收、插秧、旋耕、植保等作業(yè)）上傳到平臺中心。

（二）平臺中心對這些數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計、處理。

（三）信息處理結果通過農(nóng)機上安裝的顯示屏進行傳導并指導應用，從而實現(xiàn)一個有機循環(huán)的動態(tài)作業(yè)系統(tǒng)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理智能化。

四、平臺內容和功能

中農(nóng)云智慧農(nóng)機平臺通過運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、北斗定位和大數(shù)據(jù)分析等先進技術，形成集信息化、數(shù)據(jù)化、智能化和可視化于一體的農(nóng)業(yè)機械化智慧云平臺，主要包括可視化數(shù)據(jù)中心、農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)、農(nóng)機智慧調度系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)六個板塊。

（一）可視化數(shù)據(jù)中心

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)計。數(shù)據(jù)匯總界面主要把終端采集的實時數(shù)據(jù)、管理員采集的數(shù)據(jù)進行匯總、分析、展示，以方便管理者在農(nóng)機作業(yè)過程中對作業(yè)進度、作業(yè)質量做好整體把控，做到全方位監(jiān)管。

2.基礎信息庫管理。農(nóng)機基礎信息庫為監(jiān)管人員提供農(nóng)業(yè)機械設備的信息備案管理與查詢。系統(tǒng)通過建立農(nóng)業(yè)機械設備信息庫，幫助監(jiān)管人員實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械設備的信息進行無紙化、信息化電子管理。

3.合作社管理。（1）合作社管理提供了根據(jù)關鍵字篩選和根據(jù)合作社等級（國家級、省級、市級等）篩選，并以卡片形式展示出來。（2）4G視頻實時監(jiān)控合作社、糧倉內外部情況，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全工作。

（二）農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)

1.實時監(jiān)控包括車輛列表、車輛信息、作業(yè)統(tǒng)計信息、軌跡回放、圖像管理、車輛報警管理。

2.農(nóng)機安全管理。平臺監(jiān)控系統(tǒng)可對農(nóng)機運行軌跡實現(xiàn)實時監(jiān)控，可為農(nóng)戶或有關部門提供相應的所需信息。實時定位監(jiān)控系統(tǒng)，還可用于農(nóng)機找回，減少農(nóng)機丟失概率，降低農(nóng)戶損失概率。

（三）農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)

1.作業(yè)查詢。進入作業(yè)查詢界面可以查看當?shù)厮谢蚰骋惠v農(nóng)機的作業(yè)信息，包括今日面積、昨日面積、全部面積、重復面積、達標率。

2.作業(yè)分析。可以對農(nóng)機作業(yè)信息進行數(shù)據(jù)化分析，同時在地圖上提供距離測量、面積測量等實用工具，用戶可以在地圖上完成距離和面積的估算。

3.作業(yè)日報表。主要包含：農(nóng)機作業(yè)日報表、農(nóng)機作業(yè)地塊信息和地圖等功能，并支持導出地塊、打印日報表、打印地塊信息、打印日報表+地塊信息等功能。

（四）項目管理系統(tǒng)

項目管理界面主要是查看和管理已發(fā)布的項目，對項目起監(jiān)管的作用，主要包括：項目管理、指派合作社、項目進度展示、項目溝通記錄。該頁面可詳細展現(xiàn)項目發(fā)展過程，有關信息包括：參與單位、工作進度以及開始和結束時間等。省級賬號查看參與項目的市級單位進度，市級賬號查看參與項目的縣級單位進度，縣級賬號查看參與項目的各合作社進度。

（五）農(nóng)機智能調度系統(tǒng)

農(nóng)機調度主要包括：農(nóng)機列表、臨時群組列表、群組成員管理呼叫記錄；合作社是車輛的固定群組，當農(nóng)機被調度到多個群組時可以參與到每個群組的實時語音對講中。農(nóng)機智能調度利用智慧農(nóng)機終端采集作業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，自動計算出每臺農(nóng)機每天作業(yè)的面積，在地理信息系統(tǒng)上繪制作業(yè)區(qū)域；實時跟蹤監(jiān)控機具位置，隨時了解農(nóng)機狀態(tài)；宏觀上統(tǒng)計農(nóng)機動態(tài)，根據(jù)作業(yè)時節(jié)分析農(nóng)機使用效率、作業(yè)農(nóng)機分布等。通過農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管和作業(yè)的指揮調度來更好地實現(xiàn)田間作業(yè)安全，更好地服務農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

（六）協(xié)同辦公系統(tǒng)

建立面向農(nóng)機管理的服務網(wǎng)絡，實現(xiàn)電子政務、綜合辦公、移動辦公、公文管理、統(tǒng)計分析等功能，讓農(nóng)機協(xié)同辦公操作更方便快捷，主要包括：農(nóng)機項目管理業(yè)務，農(nóng)機年檢初審預約業(yè)務，農(nóng)機報廢更新業(yè)務，農(nóng)機化新技術推廣業(yè)務，農(nóng)機服務咨詢業(yè)務，農(nóng)機培訓服務業(yè)務，農(nóng)機手駕駛證業(yè)務。

五、平臺服務情況

中農(nóng)云智慧農(nóng)機云平臺主要服務于小麥播種、收割、還田，秸稈綜合利用，秸稈收儲，土地深松，玉米播種、收割，無人機植保，全自動輔助駕駛等農(nóng)機作業(yè)項目。