房山区农业委员会互联网智慧乡村智慧农场建设项目

项目名称：

房山区农业委员会“互联网+

智慧乡村、智慧农场”

建设项目

申报单位（盖章）：房山区农业委员会

申报单位项目联系人：

联系电话：

申报时间：2015年7月13日

目录

一、背景、现状和必要性4（一）背景4

（二）现状5

（三）项目必要性5

二、需求分析6（一）业务需求6

（二）功能需求8

（三）数据需求9

（四）性能需求10

（五）安全需求10

三、建设目标11（一）业务目标11

（二）技术目标13

四、建设方案14（一）建设原则14

（二）设计依据16

（三）总体建设任务及分期建设内容16 （四）总体框架18

（五）技术方案19

1. 软件平台接入19

2. 硬件系统建设34

3. 信息资源建设50

4. 主机系统硬件和软件配置50

5. 网络及综合布线51

6. 安全51

7. 存储备份系统51

8. 机房51

9. 安防系统52

（六）设备选型原则及关键技术指标52

五、项目实施方案及保障措施72（一）实施进度72

（二）监理74

（三）安全测评及软件测评74

（四）相关保障措施80

（五）其它相关内容84

六、投资预算87

（一）资金来源87

（二）投资概算87

（三）投资编制说明89

附加说明：89

一、背景、现状和必要性

（一）背景

2015年3月5日上午十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划，制定“互联网+”行动计划。

“智慧农场”依托于部署在农业生产现场（农场）的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

“智慧乡村”需拥有民俗旅游信息化网站，具备丰富的展现方式，提供旅游服务、农产品在线和电话预定，能够向游客提供带宽上网服务、旅游信息智能推送服务（自助导览、自助导游）、旅游智能化安全监控服务。

“北京221物联网监控平台”是市级农业物联网公共服务平台，由北京市城乡经济信息中心主导建设，自2011年运行以来，注册用户达到66个，为京郊8个区县14家农业园区、企业、农民专业合作社提供病虫害预警、成熟度预报、监控报警、专家指导等服务。帮助农民提高农产品质量，减少作物病害率，提高收益率。鉴于平台多年的稳定运行，应用效果显现，平台于2014年进行了优化升级，更名为“北京221物联网应用服务平台”（以下简称“221平台”），使得系统平台更适应北京物联网农业的发展，为政府部门及农场基地提供更完善的服务。

“智慧乡村休闲农业信息化网站及微信公众服务平台”已经由北京市城乡经济信息中心主导建设，项目已经处于建设阶段，将于2015年8月底正式上线运营，可为本项目建设的“智慧乡村”提供网站信息化支撑及服务。

（二）现状

房山区农委一直积极推进房山区“智慧农业”的发展，并由政府资金扶持区内农场进行物联网设备的基础建设，形成“智慧农场”，几年来全力支持区内农场（或合作社）接入北京市城乡经济信息中心的“北京221物联网监控平台”。现已经接入市级221物联网监控平台的农场名单如下：北京泰华芦村种植专业合作社、北京恒源众泽园林绿化有限责任公司、北京市房山区石楼镇吉羊村温室、北京英良农业发展有限公司。

接入“221平台”的农场经过系统平台信息化的管理和服务，得到了有效、精准的农业指导。农场（或农民专业合作社）可以远程动态掌握农作物的生长环境，包括实时采集大棚内土壤温湿度、空气温湿度、光照强度、空气二氧化碳浓度6项环境数据和可视化监控数据。“221平台”通过将传感器采集的数据及农业生产模型对比，为农户提供病虫害预警、成熟度预报、监控报警、专家指导等服务。帮助我区农场提高农产品质量，减少作物病害率，提高了收益率。

（三）项目必要性

1、建设房山区“智慧农场”，推动“北京221物联网应用服务平台”的应用效果及规模

为了进一步推广房山区“智慧农场”在优化升级后的新版“北京

221物联网应用服务平台”的应用成果，扩大应用范围及规模，为房山区农场、合作社、农户提供贴心及多样选择的农业智能专家服务，积极响应支持市级农业物联网在政府行业管理和农业生产服务方面的应用，促进我市农业物联网应用的健康发展。

2、提高房山区生产型农场智能化管理水平，加强政府监管力度，拓展本区农产品销售渠道

为了进一步提升房山区生产型农场管理的智能化水平，推动本区农产品对接第三方生鲜农产品B2B电商交易平台，建设农产品质量监控和追溯体系，加强政府主管部门实时掌握本地区农业生产和销售情况，为全区科学制定发展规划、更好地服务农业农民、培育农业新业态提供必要的技术支撑，同时能推动农业发展方式转变，实现农业产出高效、产品安全、资源节约、环境友好。从而培育出一批农业品牌，推动本区智慧农业的逐步实现。

3、提升房山区智慧乡村休闲农业的智慧化管理水平，为村民及游客提供智能服务

为了进一步提升房山区智慧乡村休闲农业的智慧化管理水平，以智慧的手段来建设乡村,以智慧的生活来服务乡村，从而使乡村更具活力和吸引力，推动乡村农产品及休闲农业旅游资源的电商预定交易，建设现代化智慧乡村，推动北京市智慧乡村的建设及发展，积极响应“中国要美，农村必须美”的政策方针。

二、需求分析

（一）业务需求

该项目的实施将重点支持四类用户的需求。

1、农业主管部门

针对政府部门提供农场云服务平台（即为“北京221物联网应用服务平台”，以下简称“221平台”），可以实现如下功能：一是方便政府部门摸清家底，掌握本区域的农业生产资源，包括规模化农场的数目，生产的土地、设施、技术人员等资源数据，当前投入生产的设施和土地情况等；二是可以实时统计分析农场的生产数据，包括当前的品种、种植面积、产量、病虫害、产销高峰期等生产销售数据，为制定规划政策和科学决策提供参考数据；三是形成统一的服务平台，通过该项目可以将原有的植保所、土肥所等专家资源和土地病虫害数据资源对接到本系统，充分整合资源，更高效地向农场和农民提供服务；四是依托项目系统提供的管理和数据，可以面向消费者建立质量安全监管平台，监控农产品规范生产和质量追溯。

2、农业企业及农业专业合作社

针对农业企业及农业专业合作社，项目为其提供“北京221物联网应用服务平台”的软件功能，并为其建设相关农业物联网设施，帮助农场实现智能化管理，主要功能如下：一是数字化农场建设，将农场面积、土地、设施、人员等资源数字化处理，并在地理信息系统上直观展示，方便农场规划资源；二是帮助农场按照资源和合同订单制定生产计划；三是通过农事计划、生产实时监控等规范农场生产，掌握实时生产环境，提供病虫害预警和专家远程咨询等；四是通过采收、加工、订单等帮助农场做好产后管理；五是通过绿色履历帮助农场提供农产品质量安全追溯；六是根据上述生产和产后的过程管理，提供

数据分析，帮助农场科学决策。

3、销售渠道和消费者

项目建设完成后，通过对全区的农场及农产品有了全面的了解和监管，可在项目成熟运行3个月以后，由房山区农委牵头为农场和渠道商建立对接关系，免费接洽第三方的农产品B2B电商交易平台，为房山区“三品一标”及特色农产品提供集中的交易和宣传渠道。帮助房山区的农场对接渠道商，直接销售其期货或现货农产品，解决农民卖菜难的问题。

4、智慧乡村村民和游客

房山区将选取黄山店村作为智慧乡村的示范村，针对于黄山店村现有的旅游资源优势，为黄山店村提供智慧化设施建设，包括智慧乡村内的重点区域的WIFI覆盖、视频安全监控等，为智慧乡村休闲农业信息化奠定基础，为黄山店村发展都市型休闲农业打造智慧化平台，为来自北京乃至全国的游客提供智慧化的服务。

（二）功能需求

一、设施内环境感知监测包括温、光、水、气、土壤以及视频的实时监测，通过GPRS、WIFI、3G、专线等通讯网络将数据汇集到“221平台”上，支持远程监测及专家分析。

二、专家系统建立常见农产品的生产种植及病害防治模型，分析环境参数、农事操作等数据，帮助农户调控环境、病害防治决策。

三、自动调控系统可根据农作物的需求，远程手动（包括移动终端APP）或者自动调控温室内的通风、灌溉设施，精细化管理，节省

人力物力。

四、人员管理建立地块责任人台账，帮助农场管理人员建立管理责任体系。

五、合同管理把各种b2b销售合同数据化，转化成合同数据库，帮助农场主、管理人员随时了解销售状况。

六、模型管理建立农场各种动植物生长模型，产量模型和病虫害预警模型，对农场各种生产模型进行管理。

七、市场信息管理收集各种农产品价格信息，预测下一个生长季销售价格。

八、客户管理建立客户数据库，帮助农场管理客户关系。

九、农资管理建立农资购买台账，自动记录农资出入库过程，完成从库房，到使用点，使用时间和使用人的完整记录。

十、农产品渠道对接把农场优质的农产品对接到各类渠道商，形成农场和渠道商直接的优质透明供销体系。

十一、全程追溯实现农产品种植到餐桌的全程履历追溯，包括品种、投入品、农事操作、采摘、储运、销售等信息。

十二、数据统计分析系统平台可对各个数据进行统计和汇总，形成报表进行输出。

十三、智慧乡村完成智慧乡村的休闲农业基础设施建设，形成“互联网+休闲农业”的都市型农业新模式。

（三）数据需求

在精度需求上，根据实际需要，数据在输入、输出及传输的过程

中要满足各种精度的需求。

同时，项目希望能及房山区土肥站、植保站、气象站、农经站等单位合作，对接共享农业技术推广系统专家和相关数据。

（四）性能需求

系统响应时间应在人的感觉和视觉范围内(<1s)，系统响应时间足够迅速(<3s)，能够满足用户要求。

系统支持并发在线用户数300人，同一时间下，同一业务模块，同一功能点用户并发数为300人。

在操作方式、运行环境、软件接口或开发计划等发生变化时，应具有适应能力。

操作界面简单明了，易于操作，对格式和数据类型限制的数据进行验证，包括客户端验证和服务器验证，并采用错误提醒机制，提示用户输入正确数据和正确的操作。

本系统的性能完全按照以上要求进行建设，其中软件系统的实际性能目前依托于北京市城乡经济信息中心的“北京221物联网应用服务平台”的系统性能。

（五）安全需求

系统保密性：只有授权的用户才能动用和修改信息系统的信息，而且必须防止信息的非法、非授权的泄漏。

系统完整性：也就是说信息必须以其原形被授权的用户所用，也只有授权的用户才能修改信息。

漏洞检测和安全风险评估：识别检测对象的系统资源，分析这一资源被攻击的可能指数，了解支撑系统本身的脆弱性，评估所有存在的安全风险。

可用性和抗毁性：设备备份机制、容错机制，防止在系统出现单点失败时，系统的备份机制保证系统的正常运行。

系统防病毒：网络防病毒系统应基于策略集中管理的方式，使得分布式的企业级病毒防护不再困难，而且提供病毒定义的实时自动更新功能。

本系统的安全完全按照以上要求进行建设，其中软件系统的安全性目前依托于北京市城乡经济信息中心的“北京221物联网应用服务平台”的系统安全性能。

三、建设目标

（一）业务目标

1、提升政府农业部门的管理和服务能力，实现科学规划和决策

房山区农委通过该项目建设房山区智慧农场示范基地，并将农场数据全部接入“北京221物联网应用服务平台”，实现房山区实时监控全区示范性农场乃至全部农场的土地资源、设施资源、生产计划、农事过程、销售订单等数据，统计分析区内的农业生产经营情况；并通过“221平台”为各个农场提供基于物联网的专家在线远程咨询、远程管理的服务指导，有效解决基层专业技术人员不足，新技术推广应用难等问题。

通过上述方法，提高政府主管部门的管理和服务的智能化水平。

2、提升北京市设施农业现代化生产管理水平，显著增产增效

通过设施环境监测和综合环境调控，为设施蔬菜提供最佳的生长土壤和生长环境，减少病虫害发生几率，实现核心示范农场蔬菜增产10%，商品率提高5%；直接带动区蔬菜平均增产5%，辐射带动区蔬菜平均增产2%。

通过提高设施蔬菜生产的智能化水平，提高生产效率，实现核心示范农场劳动用工费用减少25%，节约灌溉用水20%，节约肥料投入15%，减少农药投入30%，显著改善蔬菜产地面源污染，实现土壤可持续利用。

3、有效提升设施蔬菜质量安全，保障市民食品安全和健康生活

通过设施农业生产物联网对设施蔬菜的质量安全监管，带动项目示范农场蔬菜农药残留检测合格率平均提升2%，辐射带动区蔬菜农药残留检测合格率平均提升1%。建立农产品质量安全追溯体系，将农产品生产环境和过程透明呈现给消费者，建立生产者、消费者之间的信任关系，为市民提供优质安全的生鲜农产品，享受健康生活。

4、免费帮助“智慧农场”对接销售渠道，解决农场卖菜难，实现农民增收

房山农委将牵头为接入“221平台”的智慧农场对接第三方的B2B 农产品电子交易平台，采用直供直销的流通模式直供渠道商，实现期货、现货农产品的有效渠道销售，减少农产品批发商的中间环节，解决农民卖菜难的问题，充分保障农户及消费者的利益，同时也保障了

生鲜农产品从种植到餐桌的安全。

5、建立房山区黄山店村智慧乡村示范点，实现“互联网+休闲农业”模式

通过以黄山店村为智慧乡村的示范点，建设智慧化基础设施，配合休闲农业旅游，促进黄山店村从工业化向旅游业的成功转型，发展信息化休闲农业新模式。为房山区智慧乡村的建设起到示范带头的作用。

（二）技术目标

系统应能按照农业产前、产中、产后全产业链条，产前利用政府数据分析为种植户提供生产规划决策、销售预判等。

产中基于设施农业生物环境感知设备，无线宽带传输网络、智能决策服务技术和反馈控制技术装备等的设施农业物联网应用，实现病虫害远程诊断、监控预警、指挥决策，肥/水/药智能实施等。

产后对接B2B电商应具备服务功能：农场安全农产品生产过程的展示、期货预售、现货预售、在线预订、在线洽谈、产品订单组合管理等，设施蔬菜质量安全监管及追溯等。

智慧乡村示范村实现重点区域的安防监控和WIFI覆盖等，可为游人的安全和服务提供支持和保障。

四、建设方案

（一）建设原则

房山区农业委员会“互联网+智慧乡村、智慧农场”建设项目包括硬件及软件系统的构建模式受到现有数据条件、现有应用基础、现行管理体制等诸多方面的影响和制约，为了保证系统的可靠性、扩展性、稳定性、安全性、实用性及高性能。总体设计遵循以下几项原则。

1. 坚持技术先进性原则

本项目的建设采用物联网技术，移动互联网计划，云计算技术和大数据。保持系统硬件、软件、技术方法和数据管理的先进性，从而保证高效率、高质量的应用。同时具有较强的可移植性、可重用性，在将来能迅速采用最新技术长期保持系统的先进性。

2.坚持平台化构建原则

本项目系统平台依托于成熟应用的业务基础平台构建，使系统的建设过程简化，可以省去很多基础性的建设工作，有效缩短项目实施周期，规避技术风险，保障项目技术和功能目标的实现。

3.坚持高可靠设计原则

流通信息的自动采集及整合，保证信息的完整可靠。当意外事件发生时，能通过快速的应急处理，实现故障修复，保证数据的完整性，避免丢失重要数据。做到安全可靠运行，并具有较强的容错性。同时系统建设将充分考虑系统运行时的应变能力和容错能力，确保系统在运行时反应快速、安全可靠。

4.坚持可扩展设计原则

系统建设所采用的硬件系统设备均支持可扩展性原则。涉及到的软件系统平台遵循“高内聚、低耦合”的原则，采用接口设计方式，降低系统结构耦合程度，提高系统的可扩展性。

系统可进行二次开发。在业务需求不断改变的情况下，系统可在已有应用系统的基础上，进行功能扩展和开发，降低二次开发系统维护成本。

系统消息传输可扩展。具有消息扩展机制，实现系统及内部系统之间、系统及外部系统之间进行消息传输。

5.坚持易用性设计原则

系统具有一致的、友好的客户化界面，易于使用和推广，并具有可操作性，使用户能够快速地掌握系统的使用。整个系统从用户角度最大程度的提高系统的易用性。

6.坚持架构层次化设计原则

分层是从逻辑上将子系统划分成许多集合，而层间关系的形成要遵循一定的规则。分层的优势：其一，通过分层可以降低子系统间的依赖关系，使系统以更松的方式耦合，从而更易于建设、维护和进化；其二，可以根据业务的变化，通过快速开发或者配置调整系统以适应系统新的业务需求。

7.坚持资源可复用设计原则

代码可复用，在系统开发过程中开发相对独立的可复用构件库，精简代码结构，减少冗余代码；设计可复用，采用组件化设计方式，

降低组件及系统结构的耦合程度，提高组件在其他系统中的复用程度；分析可复用，以系统分析时产生的需求分析、系统设计文档等作为系统开发的输入，提取可复用内容应用于其他系统中；资源可复用，基于房山农委现有信息化程度，对农委现有系统资源可复用。

（二）设计依据

物联网农业是我国农业新技术革命的跨世纪工程。物联网农业集科研、生产、加工、销售于一体，整合现代生物技术、农业工程、农用新材料等学科，采用工业化生产，实现效率高、能耗少、可操控的农业生产方式，根据高度的技术规范，采用农业先进设施及露地相配套、具有和高效益的集约化规模经营的生产方式。实现周年性、全天候、反季节的企业化规模生产。

本项目系统模式是一个新的农产品生产管理的供应体系，有关的生产、管理和技术标准正在摸索当中，所以，本项目没有成熟的法律法规、标准、规范等作为设计依据。

（三）总体建设任务及分期建设内容

本项目总体建设内容包括以下几个方面：

（1）10个示范农场基地的物联网监控设备的建设，包括高清网络视频监控系统、环境智能传感器监测系统、温室自动控制系统（可控制滴灌、遮阳网、通风机等）；

拟定的10个示范农场名单如下：

（2）数据全部接入“北京221物联网应用服务平台”；（3）绿色履历二维码质量追溯系统；

（4）免费对接第三方生鲜农产品B2B电子交易平台；

（5）黄山店智慧乡村重点区域的WIFI覆盖、视频监控系统的建设。

本项目建设一次性完成，不进行分期建设。

（四）总体框架

下图是项目的总体框架图。项目采用云计算技术构造总体框架，结合移动互联网技术，物联网技术和大数据分析技术，完成整体的管理任务。

系统可完成农业标准化、信息化、智能化的生产；农产品从农田到餐桌全程质量追溯，并通过对接第三方B2B农产品电子商务平台扩展新的销售模式，通过提升农场智能化管理、合作社（农业企业)的品牌塑造、到电子商务B2B销售模式等，完成项目建设的目标。

（五）技术方案

1. 软件平台接入

（1）北京221物联网应用服务平台

本系统不涉及应用软件的开发，系统的全部数据直接接入北京市城乡经济信息中心现有的“北京221物联网应用服务平台”。

以下是对“221平台”功能的简要介绍。

首页如下：

面向政府管理的平台功能介绍：

政府用户按照市、区县、镇、村不同行政级别，可以管理和查看不同级别的内容，并根据角色不同，赋予不同权限。

房山区各级政府主管部门可以实时、全面的了解全区的农业生产情况，包括：土地使用状况、设施使用状况、农资使用状况、农产品的生产状况，环境保护状况、劳动力状况、生产成本分析、销售情况、加工采收状况、库存状况、病虫害防治状况、土壤、水资源等分析。

分析功能根据房山区特有的数据基础分析得出房山区因地制宜的农业专家指导和政府统筹策略等。

?基于卫星地图的数字化管理功能

地图功能主要是将所有农场的园区、土地、设施等数字化，丈量土地、规划生产，将园区（农场）的整体状况展示在地图上，行成全区农业的数据基础，如：功能区划分、设施环境情况，实时种植信息、实时传感器采集信息和视频监控信息，对农场当前整体运行情况有更为直观的了解。可详细查看种植品种信息、环境适宜度、该品种的预估产量等，使用者既可统揽全局，又可深入细节。