1、编码：XJICA-ZNNY-E-T01新疆计算机应用研究所基于物联网技术的智能农业系统可行性研究报告拟制人 日期 年 月 日审核人 日期 年 月 日批准人 日期 年 月 日可行性研究报告第 2 页更改控制页序号 版本号 更改时间 更改内容描述 填写人可行性研究报告第 3 页目 录1 引言 41.1 目的 .41.2 产品定义 .41.3 背景 .81.4 人员 .91.5 术语 .102 产品方案 102.1 销售重点 .102.2 理想方案 .103 市场分析 113.1 背景优势 .113.2 本地优势 .123.3 资源优势 .123.4 服务优势 .133.5 系统集成优势 .133.
2、6 市场规模 .133.7 产品化程度 .13可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 4 页1 引言1.1 目的运用无线 RFID、传感器、计算机、数据库等技术结合当代农业自动化技术开发出一套基于物联网的智能农业系统。智能农业系统，通过各种传感器采集农作物生长环境的信息，能随时监测当前农作物生长环境中各种因素的情况，通过系统智能分析处理，自动控制农作物的生长环境中各种因素，使农作物能生长在最优的生长环境。节约能源、降低人力成本。1.2 产品定义1项目意义现代高科技农业不仅强调规模化集约化，更要求农作物育、种、管以及与生长环境的自动监控、自动传感、自动控制技术相结合才能实现高效
3、科学生产。本项目主要研究开发一套基于物联网技术的智能农业系统，集合了机械、微电子、有线无线通讯技术、物联网技术、计算机技术和人工智能控制处理等多种学科技术，将农作物生长环境的各种因素（二氧化碳、光照、湿度等）通过传感器采集，返回到智能系统，通过系统智能分析，自动控制农作物生态环境进行调节，使农作物生活在最合适的生长环境。从而使得农作物更加优质、高产、获得更好的效益，智能管理和自动控制也节省了大量的劳动力资源。它的意义在于以下几点：1、 改变传统的农业生产模式。2、 提高农产品的产量和质量。3、 节约能源。4、 节约人力资源。5、 增产增收。6、 降低自然灾害带来的损失。7、 充分利用自然界能源
4、作为农作物生长能源，减少农业生产对化肥的依赖，为环保和生态发展打下良好的基础。2.立项的必要性可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 5 页在传统农业中，人们获取农田信息的方式都很有限，种植经营采用粗放模式，主要是通过人工测量，获取过程需要消耗大量的人力物力，而通过使用物联网技术无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息，实现集约化管理经营。更重要的是它还可以解决目前农业生产中难以解决或无法解决的问题：1、 由于农业生产者缺乏专业知识无法做到专业化和科学化的管理与控制。缺乏农作物生长规律以及环境变化的应对方法。农作物病虫害的防治等工作都
5、给农业生产者带来巨大的困难。而专家库的使用以及远程专家技术支持功能就可以很好的解决这些问题。2、 自然环境气候等诸多因素的变化无法人为得到及时的测量分析处理。而各种传感器和控制器的使用就能轻而易举地检测出自然环境的各种因素变化，并针对不同农作物的生长需要进行及时的调整控制。3、 提高经济效益。劳动力成本在农业生产中占有很大的比例，落后的方式很难给生产者带来好的效益。严重影响生产者的积极性。而智能系统就可以大大减低人力成本。提高生产效益和经济效益。4、 提高农作物产量与质量。只有现代化的生产方式才能提高产量和质量。5、 减少了突发事件对农作物造成的损失，对政府工作人员来说，通过实施本项目，可以预
6、计出本地各类农作物的产量，从而有效的规划土地使用和市场销售，确保农户增产的同时还能增收。6、 解决目前存在的技术问题。物联网技术末端通信方式中无线技术在农业中已有应用，但大都是具有基站星型拓扑结构的应用，并不是真正意义上的无线传感器网络。无法做到稳健可靠地运行、网络的自愈等。而本系统采用的可快速越级跳路由技术，使网络稳健，故障自愈力非常强。同时能解决只监测不能控制的非闭环问题。7、 解决传统传感器的低精度、高成本、非在线式的问题。实现高的可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 6 页精确度，低成本，在线监测与控制。8、 提高能源的利用率。充分利用自然界提供的能源。如：采用太阳
7、能补光灯，用太阳能产生农作物生长需要的特定色光等。不光可以节约国家电能，而且可以有效的减少化肥的使用，降低化肥对土壤成分的破坏，绿色环保的同时还能为实现农业生态可持续发展奠定基础。9、 解决实时性的问题，如：二氧化碳浓度超标，人为检测处理一系列过程周期就很长，根本无法满足动态变化的需要。也很难做到全天侯值守检测控制。而本系统不光可以实现全天候动态检测与控制，而且检测周期可以快到用秒来计算。10、 通过各种传感器采集数据，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定位置，这样农业将有可能逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式, 加速现代化农业的步伐。11、 解决
8、资源共享问题。如：专家库还的共享，云计算系统的资源共享等。终上所述，开展对基于物联网的智能农业系统的研发工作是十分必要的。3.国内外现状和技术发展趋势（1）国内发展现状 政策方面：我国政府部门高度重视我国农业的发展，先后出台了农业科技发展“十二五“规划、关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见、全国农垦农产品质量追溯体系建设发展规划（2011-2015）等政策，全力支持“十二五“期间我国农业的发展。 最新发布的全国农业农村信息化发展十二五规划(以下简称规划)透露，物联网技术有望在农业部确定的 200 个国家级现代农业示范区获得农业部和财政部资金补贴。并先行先试重点开展 3G
9、、物联网、传感网、机器人等现代信息技术在该区域的先行先试，推进资源管理、农情监测预警、农机调度等信息化的试验示范工可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 7 页作，完善运营机制与模式。据悉，按照规划要求，今后五年，农业农村信息化总体水平将从现在的 20%提高到 35%，基本完成农业农村信息化从起步阶段向快速推进阶段的过渡。具体指标包括：农业生产信息化整体水平翻两番，达到 12%；农业经营信息化整体水平翻两番，达到 20%；农业管理信息化整体水平达到 60%；农业服务信息化整体水平达到 50%等。 技术方面：随着物联网技术的不断发展，越来越多的技术应用到农业生产中。目前，远程监
10、控系统、无线传感器监测等技术日趋成熟，并逐步应用到了智能农业建设中，提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智能农业的建设步伐。 应用方面：目前，已经有不同类型的智能农业系统投入实用化。（2）国外发展现状设施农业历史久远，早在 15-16 世纪。英格兰、荷兰、法国、日本等国家就开始建造简易的温室，栽培时令蔬菜或小水果。进入 20 世纪特别是 50 年代后，随着现代工业向农业的渗透和微电子技术的应用，设施农业在全球迅速崛起，特别是在美国、荷兰、日本等一些发达国家设施农业迅速发展，形成了一个强大的支柱产业。随着科学技术特别是信息技术、环境工程技术的迅速发展，现代工业向农业的渗透和现代
11、工业技术，包括机械、工程、电子、计算机管理、现代信息、生物等技术的应用，设施农业不断向智能化方向发展。早在 20 世纪 80 年代，美国雨鸟、摩托罗拉等几家公司就合作开发了智能中央计算机灌溉控制系统，开始将计算机应用于温室控制和管理，此后温室计算机控制及管理技术便先是在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进、开发出合适自己的系统。20 世纪 90 年代，美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求，对温室内光照、温度、水、气、肥等诸多因子进行自动调控，还可利用差温管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需求。农业物联网产业链主要包括
12、三方面内容:传感设备、传输网络、应用服务。在传感设备方面，国外发达国家从农作物的育苗、生产、收获一直到储藏缓解，传感器技术得到了较为广泛的应用，包括温度传感器、湿度传感器、光传感器等各种不同应用目标的农用传感器。在农业机械的试验、生产制造过程中也广泛应用了传感器技术。在传输网络方面，国外已在无线传感器网络领域初步推出相关产品并得到示范应用。如美国加州 Grape Networks 公司为加州中央谷地区的农业配置了“全球最大的无线传感器网络”；2002 年，英特尔研究中心采用跟踪方法采可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 8 页集了缅因州海岸的大鸭岛上的生态环境信息。国外互联
13、网与移动通讯网在农业领域得到广泛的应用。2004 年，佐治亚州的两个农场已经用上了与无线互联网配套的远距离视频系统和 GPS 定位技术，分别监控蔬菜的包装和灌溉系统。美国已建成世界最大的农业计算机网络系统，该系统覆盖美国国内 46 个州，用户可通过计算机便可共享网络中的信息资源。4.市场需求分析农业是一个国家立足的根本，国家对农业发展非常重视。近年来，国家层面从政策上的制定和落实上，都对农产行业加大倾斜力度，极大推动了农业现代化的实施力度。目前我国农业科技水平同国外发达国家来对比，并不是那么的突出，随着经济社会发展水平的进一步提高，高科技应用于农业生产从而提高农产品产量、质量，实现集约化高效经
14、营管理是农业产业发展升级的必由之路。因此，我们致力于研究开发出的这套基于物联网的智能农业系统，采用最新的物联网和传感器技术，并以智能分析为核心向农业生产者提供其智能化最优策略管理、监控农业生产过程，使得本系统在市场的推广较容易获取成功。对于智能农业系统，国内外也有很多人在研究开发，大部分都采用了独立式温室系统，这种模式造价昂贵，而且操作维护升级成本也高。本系统采用的是最新的物联网和传感器技术，造价相对来说减少了很多，操作性能也有了很大的提高。不仅设备轻巧方便，而且操作简单，相比其他同类产品来说，优势明显。另外本系统属于通用系统，并非针对某个特定农场大棚，在今后产业化过程中，只要通过根据当地的气
15、候环境和农作物种类来调整农作物生长环境的因素条件和安装传感设备，便可快速的投入到工作当中，因此，容易获得产业化推广的成功。1.3 背景本项目主要研究开发一套基于物联网技术的智能农业系统，监测、控制农作物生长环境因素（光照、温度、湿度等），运用现代管理手段，摈弃粗放管理，将农作物生长环境因素进行采样，通过智能专家系统进行分析和控制，使农作物在最优的生长环境下生长，最大限度提高农产品的质量和数量。降低能耗、人力成本。系统功能结构为见下图。可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 9 页1.4 人员1.4.1 研发单位内部人员姓 名 部 门 职 务 电 话易林 成都常道科技 项目经理
16、谭凌 成都常道科技 项目需求喻粳荆 成都常道科技 项目需求吴光华 成都常道科技 项目开发人员苏兴 成都常道科技 项目开发人员说1.4.2 客户单位人员姓 名 部 门 职 务 电 话可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 10 页1.5 术语术 语 解 释2 产品方案2.1 销售重点20 世纪 90 年代信息技术的迅猛发展，特别是互联网技术的普及应用，使信息化系统的发展成为当代信息化的最重要的领域之一。政协信息化系统提高了政协操作人员的工作效率，大幅度的降低了政协工作人员的工作量，方便了政协部门人员的交流，显著的减少了政协业务相关成本，不仅有利于促进政协工作在新疆乃至全国的高速
17、发展，还有利于促进政协工作在管理体制，管理观念，管理方式和管理手段等方面的转变，进而带动整个政协工作信息化进程。基于物联网技术的智能农业系统是针对政协工作的办事流程，实施提案提交与受理信息化，单据自动生成信息化，操作过程信息化，通知发布信息化，统计查询信息化等的一整套系统。2.2 理想方案基于物联网技术的智能农业系统，将采用第四代开发平台进行开发，C/S (Client / Server)开发模式。利用计算机与现有的网络技术实现对各个点的办事机构的提案提交、提案受理、提案分析，提案立案管理、提案办理答复等操作，从电子文件的形成、收集、整理，可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01
18、第 11 页最终归档及网上查询利用、信息统计分析进行全面管理。实现提案信息管理传输的自动化、文件存储一体化、共享化，充分利用计算机实现政协提案信息管理，取代原有手工管理文件的落后方式，提高工作效率，将智能农业系统建设成一个规范的、先进的、综合的数字化系统。3 市场分析3.1 背景优势现代高科技农业不仅强调规模化集约化，更要求农作物育、种、管以及与生长环境的自动监控、自动传感、自动控制技术相结合才能实现高效科学生产。本项目主要研究开发一套基于物联网技术的智能农业系统，集合了机械、微电子、有线无线通讯技术、物联网技术、计算机技术和人工智能控制处理等多种学科技术，将农作物生长环境的各种因素（二氧化碳
19、、光照、湿度等）通过传感器采集，返回到智能系统，通过系统智能分析，自动控制农作物生态环境进行调节，使农作物生活在最合适的生长环境。从而使得农作物更加优质、高产、获得更好的效益，智能管理和自动控制也节省了大量的劳动力资源。它的意义在于以下几点：1、改变传统的农业生产模式。2、提高农产品的产量和质量。3、节约能源。4、节约人力资源。5、增产增收。6、降低自然灾害带来的损失。7、充分利用自然界能源作为农作物生长能源，减少农业生产对化肥的依赖，为环保和 8、生态发展打下良好的基础。可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 12 页3.2 本地优势水土光热资源十分的充足，尤其是土地资源。
20、在政府的大力支持下，推进设施农业发展步伐，设施农业建设规模和建设速度呈现了持续、快速、规模发展的良好局面。设施农业生产已从最初以巩留县城为中心，向远郊扩展，设施农业基地建设逐步形成了区域化、规模化的生产格局，为农牧民持续稳定增收致富打下了坚实的基础。3.3 资源优势新疆维吾尔自治区计算机应用研究所成立于 1978 年，是新疆维吾尔自治区科学技术厅直属科研机构，是新疆计算机开发应用研究领域里具有较强综合实力，集科研、开发、推广应用和工程为一体的专业服务、研究、开发机构。技术领域涉及到数据库应用、管理信息系统（MIS）、办公自动化系统（OA）、Web 应用系统、综合布线及计算机系统集成、电子商务、
21、网站建设、以及工业自动化等。服务对象涉及到行政机关、金融、学校、税务、医院等领域。近年来，在自治区科技厅的关怀支持下，不断加强自身建设，积极转换机制、深化改革，开拓业务和市场，通过招标等方式自主完成开发并向十几家区、市级医院推广了“医院管理信息系统”，取得一定的经济收益和社会效益。我所自成立以来一直在承担了软件开发包含电子商务，网站建设，平台建设等项目，并有多项产品通过了自治区科技成果鉴定，并取得成果鉴定证书，三款独立自主开发的软件产品进行了软件产品登记并获得证书。在项目实施过程中，培养了一批具备软件开发，项目管理等技能于一身的科技人才。我所虽然是科研事业单位，但是一直推行企业化管理，走市场化
22、的道路，经过多年的努力积累了一定的销售和开发经验，打造了一批优秀的市场推广队伍，培养了市场人员敏锐的市场意识和洞察力。可行性研究报告编码：XJICA-ZNNY-E-T01 第 13 页3.4 服务优势新疆计算机应用研究所非常重视客户对服务的不同要求和满意度，超值的售后服务包括：供货及保修服务，项目实施及升级服务，系统维护服务，培训服务，技术咨询服务等。3.5 系统集成优势新疆计算机应用研究所在新疆 IT 领域拥有十分全面的技术支持和服务资源，可以提供包括网络，主机，数据库，系统管理，操作系统和应用软件在内的多种技术支持服务。3.6 市场规模纵观新疆各地州县市政协提案工作大部分依旧以手工方式操作
23、为主。提案信息的收集、分析、处理等工作需要消耗大量的人力、物力。并且很难做到提案信息方便快捷查询，提案办理信息及时反馈，提案信息归类统计，提案信息的数据共享。基于物联网技术的智能农业系统是一款专为政协提案办事流程开发的软件，目前面向的用户为阜康政协管理办公室。以阜康政协为契机，不断深入了解提案工作，通过不断的努力完善和逐步细化基于物联网技术的智能农业系统。并将在全疆政协工作中予以推广。力求改善提案信息的收集、分析、处理等工作需要消耗大量的人力、物力等现状。提高政协提案工作的办事流程和办事效率。3.7 产品化程度目前已完成产品的基础开发工作，用户可根据业务发展进行二次开发定义，满足不同用户的业务需求。
