潜山市农业物联网综合监管平台设计及应用效果

现代农业科技2023年第5期农村经济学
潜山市农业物联网综合监管平台设计及应用效果
江明1汪祖宏1焦迎庆2琚柳强2
（1潜山市农业农村局，安徽潜山246300；
2安徽易刚信息技术有限公司，安徽安庆246001）
摘要在农业信息化快速发展的背景下，本文通过构建以农业生产管理过程数据为基础的农业物联网综合监管平台，实现对农业生产过程数据归集汇总、实时监管、历史数据查询功能；通过可视化大屏集中展示农业物联网地理位置、应用信息等，对农业生产中异常情况进行预警处理；同时开发移动端微信小程序，实现远程管理、农事记录和预警通知等功能。

平台的应用解决了县域农业数据汇总应用问题，有利于建立渔业生产和农作物生长模型，从而对农业生产进行科学指导。

关键词农业物联网；综合监管；平台设计；成效；安徽潜山
中图分类号S126文献标识码A
文章编号1007-5739（2023）05-0208-03
DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.05.052开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
农业物联网系统具备传感层、网络层和应用层，可应用于农业生产、管理的全过程。

随着当前农业面向信息化、智能化的方向发展，农业物联网系统的应用范围不断扩大、应用场景迅速发展、应用数量快速提升，为广大农业产业从业者提供了科学的农事指导、便捷的生产管理，大大降低了生产成本，成为现代农业发展重要的科技力量。

农业物联网应用规模逐步扩大，农业生产数据也不断累积，如何归集汇总展示农业生产数据、挖掘县域内数据价值，并且利用已有数据指导符合区域性气象水文条件的农业生产活动，成为当前亟待探索的重要课题。

本文以潜山市农业物联网综合监管平台为例，以县域范围内农业物联网应用实体为基础，设计物联网综合监管平台，实现对农业生产数据的归集汇总、实时监管、历史数据查询功能；通过可视化大屏集中展示潜山市农业物联网地理位置、应用信息，对农业生产中异常情况预警处理；同时开发移动端微信小程序，实现远程管理、农事记录和预警通知等功能。

1平台总体设计
潜山市农业物联网综合监管平台是从本地区农业经济发展水平、农业物联网技术应用规模和分布特点等角度出发，采用互联网思维开发的一个集约化农
业综合平台，通过归集整合不同应用场景下农业物联网数据，实现了生产应用场景实时感知、集中展示和预警告知等功能。

该平台按照数据流动方向将功能分成4个层次，即基础层、网络层、数据层和应用层[1]，如图1所示。

基础层主要通过布置在农业经营主体的传感器（包括各类传感器、GPS、监控探头等感知器件）获取农业生产过程信息，包括空气温湿度、光照强度、养殖水域含氧量、水体温度、视频监控等信息，作为平台决策的数据来源。

网络层用于感知层与应用层之间的信号传递，底层传感器设备可通过互联网、通信网络上传信号到制造商服务器、云平台，同时平台自身通过宽带网络直接访问设备制造商服务器、云平台获取数据[2]。

数据层通过建设本地服务器的方式汇集网络层传输的数据，将物联网数据、视频图像数据、农业基础数据等存储在本地服务器，以便应用层调取使用。

应用层对获取的传感器数据进行智能分析和综合应用，应用内容包括模块化展示、异常预警告知、病虫识别、测土配方、生长模型预测、历史数据查询等，其中模块化展示分为可视化大屏、Web网站以及微信小程序，以便于平台为农业物联网应用主体提供数据管理和相关服务。

该平台立足于农业生产过程数据，通过模块化设计、归集优化处理，结合农业机械设备调节生产环境，
作者简介江明（1990—），男，安徽安庆人，硕士，助理农艺师。

研究方向：农业信息化应用。

收稿日期2022-06-22
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实现农业生产和管理智能化。

同时，其建设成为开放
性农业数据共享平台，预留数据接口和空间用于其他后续管理系统（平台）接入，以达到节约生产成本、优化资源、提高农产品产量和质量的目的[3]。

2
平台功能设计
2.1
环境监测
布置在应用主体的传感器设备能够实时收集环
境数据，平台通过访问制造商服务器和云平台实时获
取并记录渔业生产水体的温度、溶氧量和种植业应用的空气温湿度、大气压强、风速、风向、日照强度、土壤墒情等环境参数，通过视频监控抓拍异常画面，还能够调节视频监控方位角达到实时监测环境的目的。

2.2
数据处理
平台对收集的传感器数据进行存储、分析，以直观的报表、折线图、柱状图等形式展示，支持选择不同时间尺度，允许用户自主选择展示时间段和展示数据的导出。

平台支持设置生产环境传感器参数阈值，对超出阈值的异常数据进行分析并发出告警通知。

2.3
集中展示
平台首页设置大屏驾驶舱，如图2所示，以潜山市市域GIS 地图为背景，展示农业物联网应用主体和接入设备概况、分布地理位置、实时气象数据、监控探头抓拍和告警列表，扩展展示全市益农信息社站点和新建冷藏保鲜设施分布、分类统计等概况，支持点击查看详情。

2.4服务支持
2.4.1
生长模型模拟分析功能。

支持在GIS 地图上
测量主体经营面积和空间距离，管理经营主体田块；针对地块尺度，设置气象、土壤、品种、管理措施，对选中地块进行作物生长模拟，可以获取逐日模拟的叶面积、生物量、氮含量、产量等数据，进而模拟预测出第二年的总体趋势。

同时，调整管理方式，可以帮助农户优化管理方案[4]。

2.4.2
测土配方支持决策。

系统将提供测土配方在
线计算功能：输入目标产量、每百千克产量所需养分数量、不施肥产量和有效养分校正系数、肥料养分含量、肥料利用率等参数，通过调用服务模块，可得到项目地块、片区不同尺度的施肥方案，包括氮、磷、钾配方比，单质基肥使用比例，追肥方案等，并且在线生成配方卡，还可以提供导出打印等功能。

2.4.3
传感器管理。

设置数据模块可对经营主体已
布置的传感器进行管理，查看传感器实时或历史数据，调整监控探头位置、焦距等，对物联网应用超过阈
图1潜山市农业物联网综合监管平台总体架构
历史数据查询
异常预警
模块化展示
应用层
数据层网络层基础层传感器数据
农业基础数据视频图像数据
宽带
环境传感器
GPS
4G/5G 网络监控探头……
……
图2可视化大屏展示首页
江明等：潜山市农业物联网综合监管平台设计及应用效果
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图3管理传感器设
备
值情况设置了告警通知模块，如图3所示。

2.5
移动端应用
为便于移动端远程操作，平台开发了农场智慧管理云平台微信小程序，以单个主体的农场为单位，集成农业物联网应用情况、预警通知、农事记录、虫害防治等模块，实时显示本地气象条件，并推送相关的农业资讯。

管理人员可设置相应的权限，通过切换不同的农场单位实时查看各个农场情况。

3平台应用效果
平台开发完成运行以来，在提升农业数字化管理
水平、促进农业物联网技术推广等方面初步取得成效。

3.1
提升农业数字化管理水平
平台归集处理和实时展示县域内农业物联网应用主体情况，根据实际需求调取应用主体监控视频，方便县级农业主管部门及时掌握县域内主要数字农业分布、类别和使用现状，可针对性地为应用主体提供指导和服务[5]。

3.2
促进农业物联网技术推广
通过平台集中进行形象展示，能够提升农业物联网技术宣传效果，为新建的应用主体提供技术参考，间接形成了县域内农业物联网设施设备建设规范，强化了农业生产中物联网技术应用场景，促进了农业物联网技术应用推广。

截至目前，潜山市已经建成传感、网络、应用三层齐全的应用主体76家，推广效果显著。

3.3
丰富农业大数据资源
平台将原本分散的农业生产数据、环境数据集中
在统一的平台中，能够为上级部门建设农业农村大数据平台提供可靠的数据来源。

4
开发使用过程中遇到的问题及下一步研究
方向
4.1
开发使用中遇到的问题
农业物联网设备制造缺乏统一的标准，传感器设
备尤其是视频监控摄像头产品的质量、接口不一致，增加了平台整合接入难度；农业物联网设备使用过程中面临极端条件虽优于部分工业物联网设备，但整体面临的外部干扰因素源多、使用环境复杂，导致农业物联网设备使用稳定性差，影响平台数据接入；农业物联网技术平台在对应用环境进行多点、全方位数据采集的过程中，存在传感器设备造价高、使用寿命短等问题，高密度布置传感器会增加应用主体投入成本，从而制约农业物联网技术推广；现阶段农业生产数据为分专业存储，部分专业条线数据仍零散分布于各个设备厂商或应用主体，而农业生产各环节间关联性强，对于农业数据深入挖掘开发、综合应用还有待加强。

4.2
下一步研究方向
潜山市农业物联网综合管理平台在开发使用过程中暂时遇到了一些问题，但是伴随着农业信息化技术的发展和应用规模的不断扩大，必将为平台开发使用中遇到的问题提供解决方案，也是综合平台下一步的优化研究方向。

应用主体规模扩大使得对相关设备的需求量增
（下转第220页）
210
气温、降水、日照时数等气候因子，海拔、坡度等地理因子，地表植被覆盖度、土地利用类型等地表覆盖因子对药材生长的影响；从微观角度考虑土壤养分、水分、土壤肥力和微量元素含量等对药材生长的影响，为道地药材栽培基地选择提供依据[10]。

3.5加强中药材初、精深加工水平
根据产业规模集中度较高的种植基地，重点扶持建设、提升一批中大型初加工基地，进一步完善初加工能力，同时解决仓储、流通环节设施设备缺少的问题。

进一步加强净选、干燥、分级保鲜、包装、贮藏等设施建设，实现清洁化、连续化、自动化、标准化加工，提高中药材初加工水平。

在中游精深加工制造环节，提高中药饮片、中成药、中药半成品、功能性食品、保健品、日用品和美容化妆品的研究开发和制造水平，拓展中医药衍生品产业，增加产品附加值，实现中药材全产业链开发，提升产业竞争力。

3.6加快建设特色中药材集散地和专业交易市场
充分利用贵州省大数据产业优势、丰富中药材资源、西南地区交通枢纽省份的优势，打造全省乃至全国重要的大型中药材集散地和专业交易市场，形成向下辐射中医药农业、向上辐射中医药工业的良性循环，将贵州省中药材的资源优势转化为经济优势，弥补长期在中药材销售方面的劣势，实现加工企业对中药材的生产需求，拓宽销售渠道，为中医药产业发展提供保障，助力“黔药出山”。

4参考文献
[1]刘锦晖，陈文杰，王建连.甘肃省中药材产业现状及发展
对策[J].甘肃农业科技，2021，52（7）：81-85. [2]杨桂华.贵州中药材产业化发展的瓶颈与突破[J].智富时
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[10]宋善敏，魏怡冰，王恩花，等.遥感技术在贵州中药材领
域的应用和发展前景[J].现代农业科技，2021（15）：180-182.
（上接第210页）
加，制定统一的行业接口标准可以打破不同厂商间的设备数据传输壁垒，增强综合监管平台的普适性，降低实施主体的投入成本，提升农业物联网应用整体化水平。

现阶段平台数据归集展示处于综合利用的起步阶段，后期整合接入各类专业农业数据，设计算法方案挖掘出数据中有用信息，建立本地区不同作物的个性化生长模型，对农业机械进行科学化、精细化远程控制，实施农产品全程信息化管理，提升农产品价值和市场竞争力，节省人力成本，真正发挥数据生产力作用，将是未来农业信息化的重点研究方向。

5结语
潜山市农业物联网综合管理平台作为本地区县级农业部门第一个投入运营的综合性的管理平台，是整合农业大数据的创新之举，对农业物联网技术的应用起到了较好的推广示范作用。

在物联网技术和综合平台的带动下，潜山市目前已经建立起5套农产品溯源系统，对提升农产品市场竞争力和促进销售起到了积极作用。

综合管理平台后续也将更多地接入相关的全程管理信息化数据，可更好地促进农业新技术发展，从而实现科技强农和促进农民增收。

6参考文献
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