托普云农——致力于中国农业信息化的发展！
基于物联网的设施蔬菜安全生产管理和追溯平台
一、方案概述
托普云农引进开发和集成应用物联网感知、专家决策、智能控制、质量追溯等相关技术和软硬件设备，建立基于物联网的设施蔬菜安全生产管理和追溯平台，围绕设施蔬菜安全生产管理和产品质量安全追溯，在天津市原种场设施蔬菜生产基地建立核心示范基地3000亩，辐射带动周围设施蔬菜基地30000亩。平台包含环境信息感知系统、生产履历信息采集系统、视频监控信息感知系统、信息传输网络系统、安全生产专家决策系统、远程智能控制系统、蔬菜安全生产管理系统、蔬菜质量安全管理追溯系统等8个系统。
二、方案架构
三、方案主要内容 1、环境信息感知系统 （1）空气环境信息感知
日光温室空气环境信息传感器由设施语音型无线采集终端和各种无线环境信息传感器及防护外壳组成，监测空气温度、湿度、露点、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数，通过无线采集终端以无线局域网方式将采集数据传输至园区监控中心，并能够以语音方式报警和指导生产。防护外壳安装排风风扇，可防止连续高温高湿环境对电子设备的侵蚀。
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（2）土壤信息感知
温室内安装土壤水分、土壤温度传感器，监测设施日光温室和部分连栋温室的土壤水分、土壤温度率情况，通过信息监测指导灌溉。采集数据通过本地数据采集器显示以及通过汇聚节点远程传输到监控中心。 2、生产履历信息采集系统 以智能手机为载体，开发便携式农事信息采集系统，主要采集育苗信息、定植信息、施肥信息、防治病虫害信息、灌溉信息、收获信息等；采集系统与无公害蔬菜安全生产管理系统之间的数据传输采用有线和无线两种方式，有线采用USB口数据传输，无线采用GSM短信数据传输。 3、视频监控信息感知系统
作为数据信息的有效补充，基于网络技术和视频信号传输技术，对示范园区温室内部作物生长状况进行全天候视频监控。 4、信息传输网络系统
（1）设施环境感知-调控通信网络建设
结合农业物联网温室监控应用的需求特点，系统终端传感器接入设备、中继设备及网关系统设备跟据我市温室生产及环境监控特点，自主研发设计的，具有完全自主知识产权，采集组网并负责传输本项目示范基地的设施蔬菜生长土壤、空气等环境感知信息。
（2）设施图像感知与传输网络建设
图像信息传输在设施生产中有着迫切的需求，它可以为病虫害预警、诊断等提供重要的技术支撑。农业应用多对图像的清晰度、分辨率、光线角度等有较高的要求，为有效保证图像、视频等信息传输的质量和实际应用效果，我们设计如下两种解决方案来解决设施农业基地的温室图像感知问题。 5、安全生产专家决策系统
对设施农业信息采集与感知的环境信息和农事信息进行汇总并进行综合分析，以黄瓜、番茄为应用对象，引进GAP（良好农业规范）和HACCP(危害分析和关键控制点)的理念和方法，注重生产过程各环节的控制，研究确定安全生产流程的关键控制点和关键限值，开发基于专家知识的环境分析、水肥决策、病虫害预警等模型，制定安全生产关键控制点的控制措施，为设施农产品安全生产提供监测、决策、检测与诊断服务。
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6、远程智能控制系统
根据安全生产专家决策系统生成的专家决策结果，对温室设备进行远程智能控制。
（1）温室环境综合调控物联网系统
能自动控制设施内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。中央控制软件是本系统的核心，采用力控组态软件开发。 （2）设施农业生产自动化节水灌溉系统
在示范基地建立灌溉控制中心，在每个温室内安装直流灌溉控制器和1个直流电磁阀、1个土壤水分传感器，实现基于土壤水分信息的灌溉自动控制。 （3）水稻的工厂化育秧生产线自动控制系统
水稻的工厂化育秧包括水稻浸种催芽和育秧生产，是水稻机械化插秧的重要环节，也是水稻生产全程机械化的基础，可提供水稻芽种和秧苗生长所需的最佳生产环节，为农户提供高品质的水稻芽种和秧苗，有效提高水稻品质和产量。 7、蔬菜安全生产管理系统
系统由RFID电子标签全程连接，通过移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备先读取温室大棚的RFID、定植、施肥、防治病虫害、灌溉等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过蔬菜质量安全追溯软件对采集数据进行汇总；对采收筐应用RFID进行标识，产品成熟采收时，将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集，采集时首先读取大棚RFID，再读取采收筐RFID，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理软件对采集数据进行汇总。 8、蔬菜质量安全管理追溯系统
建立蔬菜质量安全管理追溯系统，作为设施蔬菜生产管理、技术培训、专家决策的综合性管理发布系统。发布设施农业动态信息、生产技术信息；各联网基地温室环境信息、视频监控等数据；专家决策系统生成的专家决策意见；农产品市场价格信息；产品追溯信息。为农业管理部门提供生产动态信息、宏观决策服务；为生产经营者提供技术咨询、专家决策、市场价格、远程培训等服务；为消费者提供追溯查询服务。
四、其他
共获得了农产品原产地包装标识生成系统及方法、一种农产品追溯的编码方法等2项发明专利，基于H.264的嵌入式农产品视频采集装置、温室农产品生产履历采集器等3项实用型专利，果蔬类农产品生产信息管理系统软件V1.0、农产品质量安全追溯系统软件V1.0等3项软件著作权。
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五、托普农业物联网在农产品质量安全追溯系统中的应用
托普农产品质量追溯系统，实现“从农田到餐桌”的全程可追溯信息化管理。该系统是区域农产品质量安全信息统一发布和查询平台，根据农产品“一物一码”标准，消费者可以通过短信、电话、POS机、网上查询、智能手机扫描二维码、条形码等查询方式，准确了解农产品从生产、加工、物流、仓储、销售等全过程的信息，选择放心产品。
农产品质量追溯系统包含整个智慧农业的全流程跟踪管理，是主干道，涉及农户、合作社、生产企业、农资供销商、产品销售商、政府和消费者，贯穿了农产品生产基地管理、种植养殖过程管理、采摘收割、加工、储存、运输、上市销售、政府监管的各个环节。追溯平台涉及到的各子系统为智慧农业的某一环节服务，并将采集到的信息即时传送到追溯平台，最终在追溯平台上进行全流程的展现，实现“质量可监控，过程可追溯，政府可监管”，让群众放心食用，让政府宽心管理。
六、农产品追溯系统的全部环节：
七、托普农产品质量追溯系统的重要组成部分 1、质量追溯平台
通过互联网实现全市农产品质量安全相关信息的公布，包含了种植业、畜牧业、加工业农产品信息，介绍全市农产品质量安全监管体系，采集社会对农产品质量
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安全的投诉和建议，实现利用追溯码对农产品生产信息的追溯，实现手机端扫描二维码对农产品生产信息的追溯。 2、生产台帐管理平台
以农产品企业生产基地作为监管对象，实现对其生产过程信息的采集和管理，详细记录基地的地块生产单元、投入品购买等建立电子化生产档案，规范生产档案库管理，并能够覆盖到种植业、畜牧业、农产品加工业的管理范围。 3、质量监管平台
满足市、县（区）、镇各级农业主管部门的监管工作，通过业务权限建模实现对本辖区企业的监管，包括种植农产品企业监管、畜牧农产品企业监管、农产品加工企业监管，功能主要包括农产品生产监管；企业认证管理；检验检测监管；企业信用等级管理；各类预警提醒；信息汇总统计；沟通管理等。 4、农检业务管理平台
建立面向检测机构的检测业务管理平台，实现蔬菜、水果、谷物、畜禽等农产品质量安全检验业务，包含从样品的收取、传递、检验任务的分配、接收、检验结果登记、原始记录的自动分析计算、结果的校核、审核、检验报告的汇总生成、报告的审批、签发全过程的计算机自动化处理，并且提供快捷方便的信息查询、统计分析报表功能。 5、标准库管理平台
建立与项目功能配套的标准库系统，实现标准库的动态管理，要求便于维护，统一的类型库，可以规范企业生产信息的管理，保证统计报表的有效准确。实现检测标准的迭代和自动套用检测结果表达式，便于进行分类统计和自动配对判定标准。包括：三品一标认证产品库；违禁农药兽药库；农产品生产配置库；检测标准库；质量安全检测配置库。 6、支撑管理平台
平台基础支撑功能实现系统的统一管理，主要包括：平台功能管理；用户组织管理；权限管理；企业管理；信息门户引擎；报表引擎；流程引擎；日志管理；备份管理；
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