农业物联网平台架构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业信息技术领域，特别是一种农业物联网平台架构。
【背景技术】
[0002]我国是农业大国，发展农业物联网对建设现代农业、提高农业综合生产能力、保障农产品有效供给和品质安全、引发农业发展方式的革命性变革、构建新型农村经济体制和增加农民收入，具有重要意义。目前我国农业物联网发展面临的困难与瓶颈问题是:农业生产环境多变、信息要素难以大面积、低成本、快速准确的获取，农业生产过程分散，异质、异构、海量、分布式大数据处理技术缺失；农业生产主体复杂，需求千变万化主动捕捉困难。而且，现有的方案更多关注的是物联网的安全问题，比较少关注对应用服务的监控，且对农业物联网的针对性不强，物联网设备信息的管理比较低效且不方便，平台无法实现远程的管理和监控，功能相对比较零散，缺少一个整合的方案。由于农业物联网区域工程的实施必须遵守全要素、全过程和全系统的“三全”发展理念，全要素、全过程和全系统实施农业物联网工程是大用户、大数据、大系统的典型应用，所以必须面对以上瓶颈问题，建立全新的一体化的农业物联网平台架构。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有的农业物联网技术存在的问题，提供一种新型的农业物联网平台架构，根据农业数据资源的特点建立云数据中心，利用云服务技术实现大规模农业物联网服务应用的统一部署和管理调度。该农业物联网平台架构能够实现农业生产过程中的实时监测和远程控制，提高农业生产经营精细化管理水平，具有可合理使用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、增加农业效益等优点。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]一种农业物联网平台架构，其特征在于，包括依次连接的农业数据资源集成模块、系统专业支撑模块和终端示范平台，
[0006]所述农业数据资源集成模块包括相互连接的云数据中心、云计算中心和云服务中心，还包括农业信息获取中心以及若干个与云数据中心相连接的农业数据资源数据库，所述农业信息获取中心从相应的农业数据资源检测设备采集获取多源异构数据，并将采集获取的多源异构数据存储至相应的农业数据资源数据库，所述云数据中心基于农业行业维度、农业品种维度和农业生产过程维度建立并通过对多源异构数据进行异构映射和数据融合处理形成统一格式的农业数据，所述云计算中心通过云计算技术对农业数据进行虚拟化存储和数据挖掘，所述云服务中心根据云计算中心的计算结果统一部署异构分散的农业物联网服务以及采用动态描述逻辑进行农业数据资源的分析调度和硬件资源调度并向系统专业支撑模块发送调度请求；
[0007]所述系统专业支撑模块包括均与云服务中心相连的精细生产决策控制模块和加工仓储物流实时监控模块；所述精细生产决策控制模块在接收云服务中心的调度请求后进行动态需求建模，包括利用施肥方案决策支持技术并结合当地实际情况及阶段发育指标建立的施肥模型以及利用设施蔬菜水肥一体化技术建立的水肥调控模型；所述加工仓储物流实时监控模块在接收云服务中心的调度请求后进行农产品加工、仓储和物流信息的实时监控；
[0008]所述终端示范平台为包括大田作物信息、设施大棚信息和农资信息的物联网示范平台，所述终端示范平台输入参数从而调用系统专业支撑模块的精细生产决策控制模块或加工仓储物流实时监控模块，所述精细生产决策控制模块根据终端示范平台的输入参数调用相应的模型进行计算并结合农业专业知识将模型计算结果返回至终端示范平台显示，所述加工仓储物流实时监控模块将实时监控结果返回至终端示范平台显示。
[0009]所述农业数据资源数据库包括测土施肥数据库、农业气象数据库、大田空间数据库、农业地理资源数据库、农业植保数据库和历史数据存储数据库。
[0010]所述云数据中心还对多源异构数据进行自动聚合处理和数据清洗挖掘处理，形成统一格式的农业数据，并形成农业物联网数字地图。
[0011]所述精细生产决策控制模块包括大田测土配方与施肥模块以及设施蔬菜水肥调控与施药决策模块，所述大田测土配方与施肥模块建立农田土壤肥力的反演模型并生成土壤肥力分布图，然后在作物模拟模型和农业专家系统的基础上，利用施肥方案决策支持技术并结合当地实际情况及阶段发育指标建立施肥模型，形成适合不同生产区域及不同作物品种的施肥配方；所述设施蔬菜水肥调控与施药决策模块基于设施农业种植信息监控网络利用设施蔬菜水肥一体化技术建立水肥调控模型，制定栽培方案。
[0012]所述系统专业支撑模块还包括农资农产品质量追溯模块，所述农资农产品质量追溯模块利用数字加密条码技术建立质量安全追溯模型，所述农资农产品质量追溯模块根据终端示范平台的输入参数调用所述质量安全追溯模型，并将模型计算结果返回至终端示范平台显示。
[0013]所述质量安全追溯模型包括菜果质量安全追溯模型、粮油质量安全追溯模型和化肥溯源防伪模型，所述农资农产品质量追溯模块还包括农资农产品质量监管模块，所述农资农产品质量监管模块利用数字加密条码技术进行GIS质量安全认证监管，所述农资农产品质量监管模块与终端示范平台相连。
[0014]所述加工仓储物流实时监控模块包括农产品加工检测模块和农资仓储智能监控模块，所述农产品加工检测模块和农资仓储智能监控模块均与终端示范平台相连，所述农产品加工检测模块利用移动摄像技术和远程传输技术实现对农产品加工过程中的实时监测，并利用HACCP技术对农产品加工工艺中的危害进行分析和确定影响农产品品质的关键控制点；农资仓储智能监控模块采用二维码技术对农资进行入库赋码关联和出库条码采集实现农资仓储信息的实时监控。
[0015]所述加工仓储物流实时监控模块还包括物流调度模块和物流监控模块，所述物流调度模块和物流监控模块均与终端示范平台相连，所述物流调度模块基于GIS技术和IDSS技术进行农资与农产品的物流调度，所述物流监控模块基于GPS技术和无线通信技术进行冷链物流信息的实时监控。
[0016]所述终端示范平台包括大田作物物联网示范平台、设施大棚物联网示范平台和农机农资物联网示范平台，所述终端示范平台中的各组件均与系统专业支撑模块中的各模块相连，所述大田作物物联网示范平台包括大田土壤肥力感知平台、测土配方施肥平台、粮食加工环境监控平台和粮油安全追溯平台，所述设施大棚物联网示范平台包括大棚环境感知平台、水肥调控平台和菜果质量安全追溯平台，所述农机农资物联网示范平台包括农资产品质量追溯平台和农资供应链服务平台。
[0017]所述农业信息获取中心设置有农业物联网传感器通信接口，通过所述农业物联网传感器通信接口接收从相应的农业数据资源检测设备采集获取多源异构数据。
[0018]本发明的技术效果如下:
[0019]本发明提供的农业物联网平台架构，包括依次连接的农业数据资源集成模块、系统专业支撑模块和终端示范平台，农业数据资源集成模块包括云数据中心、云计算中心和云服务中心、农业信息获取中心和若干个农业数据资源数据库，通过农业信息获取中心从相应的农业数据资源检测设备采集获取多源异构数据，实现农业信息的快速获取，并将采集获取的多源异构数据存储至相应的农业数据资源数据库，多源异构数据的表现形式通常为各种不同格式的数据，如文字、视频、网页等，基于农业行业维度、农业品种维度和农业生产过程维度建立云数据中心，云数据中心对不同格式的多源异构数据进行异构映射和数据融合处理形成统一格式的农业数据，为系统专业支撑模块提供共享数据支持，在云计算中心进行云计算后通过云服务中心根据云计算中心的计算结果统一部署异构分散的农业物联网服务以及采用动态描述逻辑进行农业数据资源的分析调度和硬件资源调度并向系统专业支撑模块发送调度请求，为系统专业支撑模块提供中间件与应用系统支持。系统专业支撑模块中的精细生产决策控制模块在接收云服务中心的调度请求后进行动态需求建模，包括利用施肥方案决策支持技术并结合当地实际情况及阶段发育指标建立的施肥模型以及利用设施蔬菜水肥一体化技术建立的水肥调控模型，能够合理使用农业资源，实现农业生产经营精细化管理；系统专业支撑模块中的加工仓储物流实时监控模块在接收云服务中心的调度请求后进行农产品加工、