• 红河山地未来智·惠农场

    美丽乡村的农林牧复合途径

  • 项目背景

    红河县位于云南省南部,红河上游南岸,隶属红河哈尼族彝族自治州。拥有着万亩梯田壮美风光的红河县,被称为“梯田故里”。然而,拥有美丽风光的背后,红河县依然是云南的深度贫困地区、脱贫攻坚重点地区。统计显示,截至2017年,全县34万人口中,还有66771人属于贫困人口,贫困发生率22.24%,脱贫工作依然任重道远。由世界农用林业中心、中国科学院与中国农业科学院联合推进的红河山地未来中心将融合科学技术与传统知识,发展创新科技;优化山境自然资源,开拓创新产业,打造红芒果、红茶、红牛与红米等高原特色产品,传承传统知识产权,倡导惠民生计。打造新型价值链,在帮助山区乡村实现中国梦。

    山地未来.智惠农业项目,旨在通过以物联网、大数据及人工智能为基础的智慧农业现代手段,帮助山地未来科技有限公司(以下简称公司)打通芒果等山地特色果蔬作物从种植、分拣、加工、物流到销售全产业链,初步建成田园综合体一期1000亩核心区规划设计,并逐步实现 “新种植”、“新流通”、“新销售”及“新旅游”的数字化、自动化和智能化。

  • 项目概述

    项目建设目标

    本项目为通过对山地未来科技有限公司位于红河州红河县的1000亩基地进行农业物联网设备覆盖,及智慧农业相关平台系统的现代化信息管理,帮助公司在示范试点基地的芒果种植领域逐步实现数字化和智能化,同时收集“最初一公里”的数据,为后续大面积的、基于大数据和专家服务的芒果标准化产业链运营服务夯实基础。

    项目建设地

    山地未来科技有限公司红河县大坡头芒果种植基地

    项目建设内容

    1. 为山地未来芒果种植基地配置农业物联网设备,包括微环境监测设备、智能微气象站、视频监控设备,及相关供电及网络设施设备等;
    2. 为芒果采摘、分拣、加工及包装流水线现场部署并配置影像监测设备;
    3. 在慧谷基地办公室配备监控电视及相关软硬件设施,为政府领导、企业管理人员、生产人员、销售人员提供芒果种植及生产加工远程可视化监控及展示;
    4. 开通并配置与农业物联网设备配套的农事管理服务系统,通过SaaS帮助公司管理人员及生产人员对芒果种植环境及农事管理进行远程监控;
    5. 配合物联网设备与农事管理服务系统,开通并配置农产品追溯系统,帮助消费者可视化了解芒果种植及加工生产实况,提高品牌信任度。

    项目方案

    本次项目整体方案主要包括以下几个部分:

    1. 软件平台系统开通、配置及三方系统接入(公有云SaaS)
    2. 物联网硬件设备采购、部署及调试
    3. 展示大屏采购、部署及调试
    4. 培训、售后及运维服务

    整体系统架构

    整体系统架构

    (蓝色部分为本项目交付内容)

    软件系统平台

    农事管理系统:

    农事管理系统图示

    1. 农事管理系统概述:

    农事管理系统提供一站式的农事标准化管理服务,支持管理及生产人员通过PC和手机对农事活动关键路径和环节的全面监管。同时有效整合物联网数据和农事生产数据,结合特定区域特定品类的专家服务,提供基于大数据的精准专家咨询、诊断及配方服务,通过农事生产全过程数据的统一管理及维护,推动农事管理的量化和精细化。

    主要内容包括基地管理、农事计划管理、农事任务管理、农事记录管理、农事规程管理、档案管理、农事交流服务、农业知识库、专家服务、报表统计等功能。

     

    2. 农事管理系统特点及优势:

    • 企业管理人员及生产人员可以直观查看基地的作物生长及环境数据
    • 四级农事活动管理体系,适用于不同管理水平的现代农业企业
    • 基于图表及GIS的基地、农户、农事活动及作物生产数据统计及展示

    3. 农事管理系统业务场景:

    农事管理系统业务场景
    • 场景1:企业管理人员及生产人员可以随时随地看到作物真实生长数据,包括土壤环境、基地微气象、基地现场实况、作物生长图片等,帮助管理人员监控生产状态,帮助生产人员判断作物生长健康情况。
    • 场景2:企业生产人员可以通过系统自带知识库进行农技知识的学习,同时还可以在线/离线与专家进行交流,获取最权威的操作指导和建议。
    • 场景3:专家通过物联网实时及历史数据,结合农事生产记录,为企业生产及管理人员推送精准诊断及肥药处方,提高肥药施用效率的同时,减少农资总体成本。
    • 场景4:企业管理人员在农作物种植生产前期进行年计划管理,并在作物生长周期内给相关生产人员安排任务,并进行对应的农事记录管理,帮助农事过程电子化、在线化、方便统计,提高管理透明度及效率。
    • 场景5:企业管理人员检索查询农户档案、地块档案、土壤信息、作物信息等,帮助企业在种植基地较分散的情况下,对基地及合作农户基本信息进行管理。

    农产品追溯系统:

    追溯系统图示

    1. 追溯系统概述:

    种植追溯系统能够响应芒果生产过程的“可视化”、及生产企业自身品牌宣传等多方需求,提供企业信息管理、追溯档案管理、追溯码管理、报表管理等功能,能够有效整合企业信息、产品信息、检测认证信息、流通信息、交易信息、真实的物联网监控数据和农事生产过程数据,并对相关数据进行统一配置、管理和维护,支持芒果种植、加工、流通等全生命周期各环节信息全程可追溯,推动芒果“来源可追溯、去向可查证、责任可追究”,助力品牌塑造,提升品牌价值。

     

    2. 特点及优势:

    • 对接并全面展现真实农作物生产环境及农事活动数据
    • 双码(追溯码+验证码)在线生成及下载,即可支持外包装随意查询,亦可一品一码精准验证
    • 全国消费者扫码数据分布统计及串货/假货报警,企业农产品销端辅助
    • 线上引流导购:可接入企业电商平台,线下消费者直接转化为线上,聚集消费者,促成二次销售

    3. 种植生产追溯系统主要业务场景

    • 场景1:农产品生产企业录入企业基本信息,农产品批次生产信息,以及接入物联网及农事管理过程数据;
    • 场景2:消费者手机扫码,查看农作物真实追溯信息,提高品牌信任;
    • 场景3:对接农产品B2B或B2C交易平台,实现优质农产品交易撮合,帮助农户/农企打通外销渠道
    • 场景4:对接政府相关监管平台,帮助政府对农业企业及作物种植生产进行数据监管及取证

    物联网设备

    根据本项目芒果山地大田种植需求,物联网硬件设备主要包括微环境监测设备、智能微气象站、作物监控设备和基地监控设备。所有设备数据通过无线智能网关加密后传输到大数据云,供农事管理系统及追溯系统调用。

    农业物联网设备类型一览

    农业物联网设备类型一览

    其中,涉及到芒果种植农事业务范畴的物联网设备监测的各项数据主要用途如下:

    • 土壤传感器监测的土壤环境数据

    土壤生产力高低除受到土壤肥力的影响外,还受到环境条件及芒果本身因素的影响。土壤肥力仅仅是土壤生产力的基础之一,要提高土壤生产力,既要重视土壤肥力指标,也要注重土壤—植物—环境间的相互关系。

    土壤中任何一种化学和生化过程以及作物生长发育活动都是在一定温度范围内进行的,在合适的温度范围内,随着温度增加,各种活动都在增强。由于热量的增加与减少,导致土壤温度的变化,从而影响着有机质的积累与分解、土壤养分的转化以及作物的生长。通过监测土壤温度、湿度和电导率,进一步了解土壤养分情况的变化状态。

    为了对土壤情况有较为准确全面的了解,同时提高数据采集效率,数据监测类型如下:

    • 土壤温度
    • 土壤墒情(湿度)
    • 电导率(EC)

    上述数据由设备自动采集,单个设备部署到田间采用无线通信将数据传回数据库,生成数据表报和走势图,并可设置数据阈值实现自动告警。

    • 智能微气象站监测和预报数据

    微气象,即近田面局部小范围内的气候,是指农田贴地气层、土层与作物群体之间的物理过程和生物过程相互作用所形成的小范围气候环境。常以贴地气层中的空气温度、湿度、风、光照以及降雨量等农业气象要素的量值表示。是影响农作物生长发育和产量形成的重要环境条件。每一块基地都受到该地区气候条件的影响。由于局部地势高低、坡面、背阳、水旱田、作物品种、生长阶段的差异,又各有其特殊的小气候状况。它以其热量(温度)、水分(湿度)、光照(日照)、通气(风)等条件,直接影响作物生长。

     

    • 微环境监测设备

    微环境监测是对局部环境要素进行实时监测的物联网设备,包含空气温度、空气湿度、大气压、光照等。减少由于局部环境因素对农作物的影响,实时监测并提供及时告警,为种植生产极端气候提前告警和实施防灾措施,以及病虫害早期防护提供有力数据支撑和决策辅助。

    微气象数据监测分析案例图示

    微气象数据监测分析案例图示

    微气象数据预报分析案例图示

    微气象数据预报分析案例图示
    • 种植及生产实况监控

    基地生产实况及农事活动的远程实时视频监测是智慧农业在芒果种植建设和运营的基本应用之一,是管理人员的“千里眼”。

    微环境监测案例图示

    微环境监测案例图示

    智能微气象站案例图示

    鉴于农业物联网设备的多样性,以及芒果种植生产现场环境、网络环境、设备通信覆盖、及设备购置成本等多方面考虑,为有效、稳定地传输数据,物联网系统拓扑结构设计入下(注:具体拓扑结构可能根据具体实施现场进行调整)

    农业物联网设备部署典型拓扑结构

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