智慧农业园区信息化平台项目申报书.doc

农业财政项目申报标准文本项 目 名 称： 基于物联网的智慧农业园区建设 项目实施单位：江苏南京白马国家农业科技园区开发公司 项目申报部门： 溧水区农业局 项目申报编号： 项目申报日期： 2013年5月8日 一、项目基本信息单位:万元1.项 目 名 称基于物联网的智慧农业园区建设2.行 业 类 别现代农业产业园区公共平台建设3.项 目 属 性农业信息化项目4.总 投 资其中：申请财政补助 1).中央财政- 2).省级财政 3).市地财政- 4).县及县以下财政-5.项 目 单 位名 称：江苏南京白马国家农业科技园区开发公司地 址：南京市溧水县白马集镇法人代表：刘人祥法人代表电话：13905199717开户银行：中国农业银行股份有限公司溧水白马分理处银行账号：10127101040005088二、项目可行性研究报告摘要单位：万元1项目与项目单位概况1）项目概况江苏南京白马国家农业科技园区于2009年被省政府批准成立，2010年被国家科技部命名为国家级农业科技园区。根据总体发展规划，园区将加快推进农业高新技术产业区、高效生态农业示范区、综合配套服务区和农业科技公共服务平台建设。为支撑传统农业向现代农业的升级转型，建立一套一体化的智慧农业园区平台显得尤为重要，实现农业生产过程的自动、精准控制，打通农业供应链的全程管理，有效扩展园区农业信息化应用的广度，避免新的信息孤岛的产生，服务园区农业生产、监管的多个用户群体。本项目着眼于以平台为核心，建立一体化的智慧农业管理和服务平台。打破现有农业信息化各类产品“烟囱式”的建设模式，构建横向有效融合的农业信息化平台，实现最大程度的信息共享和功能复用；以无线传感网络技术、云计算技术、SaaS、PaaS等最新的信息技术为支撑，构建新的“平台式”信息化服务模式，提高信息化平台的可扩充性，降低信息化的建设成本和用户的使用成本。平台以政府相关监管机构、农户和农业企业等生产者、农用物资供应商和农产品分销渠道商、农业专家、最终消费者等五类用户为目标用户，通过园区服务中心、生产服务中心、应急指挥中心、市场服务中心和产品服务中心等五大中心建设，来实现园区的智慧化管理，满足现代信息管理、智能化生产管理服务和农产品产后服务等要求。2）项目单位概况江苏南京白马国家农业科技园区于2009年被省政府批准成立，2010年被国家科技部命名为国家级农业科技园区。目前省农科院、南京农业大学、南京林业大学、农业部南京农机化所、省农机局等高校科研单位相继落户，园区入驻农业龙头企业已近20家，参与园区建设的农民达6000多户，形成了黑莓蓝莓、茶叶、有机蔬菜、食用菌等种植、加工、销售一条龙的产业链条。目前，园区进一步加大项目推进力度，加快推进以溧白路、白袁路为重点的道路体系建设，高标准建设供电、供水等基础设施。加快建设创新核心区，三年内完成投资30亿元以上。同时，加快推进农业高新技术产业区、高效生态农业示范区、综合配套服务区和农业科技公共服务平台建设。完善以生物农业为主体的空间布局，打造“生物农业谷”，扶持一批省市级农业龙头企业发展，重点发展生物食品、生物种业、生物能源和生物环保等生物科技农业，实现生物农业产业化。2投资必要性分析1）加强园区智慧化服务的需要随着入园企业的不断增加，园区产值的逐年增长，也带来了生产安全、环境污染等各方面隐患，为了对整个园区实施全方位管理与监控，支撑传统农业向现代农业的升级转型，营造安全放心的消费环境，建立一套一体化的智慧农业园区平台显得尤为重要，实现农业生产过程的自动、精准控制，打通农业供应链的全程管理。通过平台支撑的一体化建设理念，有效扩展园区农业信息化应用的广度，避免新的信息孤岛的产生，服务园区农业生产、监管的多个用户群体；通过提升农业生产的智慧化水平，不断推进农业信息化应用的深度，为农业升级转型提供持续保障。智慧园区统一信息平台是服务于整个创新型开发园区的一套信息化解决方案。在具体建设过程中，将为园区各职能部门营造一种提倡创新、服务创新的文化范围，把智慧平台融入到各项业务流程之中，综合运用平台中的各类技术工具，建立起一整套智慧管理的工作、协同模式。同时，园区管委会及各政府职能部门从上至下给予支持和倡导，并进行具体的指引和参与，不但在园区内从各方面进行信息的协调和整合，而且可以在园区之外形成“智慧”吸引的效应，大幅度提升开发区的品牌，到达开发区建设的战略目标。2）提升农业信息化服务的需要长期以来，我国农业发展存在着生产方式粗放、安全问题突出和产销脱节严重等问题，与发达国家农业生产则呈现出设施化、自动化、智能化和精准化等优势相差甚远。中央政府连续8年将农业信息化建设列入国家一号文件，2010中央下达全国现代农业发展规划，农业部下发农业物联网发展总体战略，“十二五”农业信息化规划要求今后五年农业信息化总体水平从20%提高到35%。目前，全国耕地面积18亿多亩，设施种植面积仅占1%，其中90%以上为简易设施化，整体信息化程度非常低。而国内大多农业服务企业主要在设施层面进行拓展，部分以科研机构为背景的企业在服务领域进行拓展，基本没有企业在信息化平台领域进行拓展。3）打造现代化科技示范园区的需要部署智慧园区解决方案将给科技园区和园内企业带来良好的经济收益和品牌效应。科技园区由此重新梳理各项服务流程，并加强招商、创新支持和决策管理各方面能力，园区在为企业服务的同时，可进一步提升自身知名度，更多技术创新型企业的入驻将提升园区的整体价值。园区内企业也可以在园区的创新流程中获得更快的发展加速度，实现与园区共同快速成长的“双赢”局面。智慧园区的重点在于“智慧”。一方面，它在现实的园区环境之外，综合应用各类IT网络技术，通过网上虚拟园区等实现方式，加强园区内部的互动沟通和管理能力，在更加广阔的范围内提高园区的知名度，尤其强调和突出园区的工业设计等关键的主题方向；另一方面，它更强调增强园区管委会政府、园区企业等各个方面的资源整合能力，把园区内各方的专长资源加以整合推广，为该科技园区打造一个整体的强势品牌。智慧园区的核心在于盘活园区内各方角色的资源，而非简单的园区管理方单方面投入。为此，“智慧园区”的解决方案始终关注着园区管委会各职能部门与园区内的众多企业之间的关系，尤其关注通过技术手段加强各方之间信息的互通性和人员的协作能力。3市场分析1）市场概述农业信息化是现代农业建设的重要内容, 包括农业科学技术信息化、农业生产经营管理信息化、农产品流通信息化、农业资源环境信息化、农业宏观管理信息化等内容, 其主要特征是以信息时代的农业生产观念为先导, 运用信息技术手段装备农业, 为农业产、供、销及相关的管理和服务提供有效的信息支持, 实现农业的高效、可持续发展。 农业部2011年11月16日发布了全国农业农村信息化发展“十二五”规划，明确提出了“十二五”时期农业农村信息化发展的总体目标是：到2015年，农业农村信息化建设取得明显进展。基础设施进一步夯实，资源利用率明显提高，信息技术装备水平明显提升，信息化与现代农业融合初见成效，服务体系更加健全，运行机制逐步完善，全国农业生产经营信息化整体水平翻两番，农业农村信息化总体水平从现在的2O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。2）平台定位本项目着眼于以平台为核心，建立一体化的智慧农业管理和服务平台。“以平台为核心”有两层含义：一是打破现有农业信息化各类产品“烟囱式”的建设模式，构建横向有效融合的农业信息化平台，实现最大程度的信息共享和功能复用；二是以无线传感网络技术、云计算技术、SaaS、PaaS等最新的信息技术为支撑，构建新的“平台式”信息化服务模式，提高信息化平台的可扩充性，降低信息化的建设成本和用户的使用成本。“一体化”是指构建服务全地域、全品种和全过程的统一信息平台，打通农业供应链的全程管理。“智慧”是指通过提升农业生产的智慧化水平，不断推进农业信息化应用的深度，实现生产过程的自动、精准控制，为农业升级转型提供持续保障。3）目标市场目标用户主要包括以下五类：一是政府相关监管机构，通过平台协助其实现科学调整规划，供给结构合理；科学调配物流，降低流通成本；掌握供求状况，稳定市场价格；产品质量回溯，把控产品安全等目标。二是农户和农业企业等生产者，通过平台实现指导合理选种，降低市场风险；指导科学种植，提高作物产量；减少资源浪费，降低劳动强度；合理选择渠道，有效增收致富；形成规模生产，降低生产成本等目标。三是农用物资供应商和农产品分销渠道商，通过本平台实现及时了解信息，把握生产需求；缩短流通半径，降低物流成本；实现远期交易，推进订单农业；提供交易平台，实现电子商务等目标。四是农业专家，通过本平台实现查看数据信息，提供指导建议；及时发布信息，解决共性问题；在线互动交流，促进经验共享；整合技术资源，提高服务水平等目标。五是最终消费者，通过本平台可以查看农产品生产和流通各环节信息，形成对产品的溯源管理，营造放心、安全和透明的消费环境。4生产、建设条件分析1）农业信息化发展具有良好背景农业信息化是指在农业生产、流通、消费等各个环节全面运用通信技术、计算机技术、微电子技术、光电技术等各种信息技术和智能工具，实现农业生产过程的科学化和智能化。其中，各种信息技术的应用是推进农业信息化建设的重要支撑。随着科学技术的研发和应用，以信息技术为主导的领域正在发生着革命性的突破，物联网和云计算等前沿技术迅猛发展，基于物联网的农业信息化已经成为农业向集约、高产、高效、优质方向发展的重要推动力。扩展信息化应用是农业转型发展的必然趋势，转变服务模式是实现农业转型发展的有效保障。本项目着力信息化应用和服务模式的双重创新，打造一体化智慧农业平台，支撑传统农业向现代农业的升级转型，营造安全放心的消费环境。项目将以平台为核心，提供一体化的智慧农业解决方案；实现生产过程的自动、精准控制，打通农业供应链的全程管理。通过农业生产环境设施化过程的有效管理，提升信息化设施投资的效率和效益；基于物联网技术构建现代农业生产过程的自动化监控体系，以及构建精细化的控制模型，实现农业生产过程的动态实时监视和智能控制，改变传统农业生产过程的粗放状态，提升产品品质，提高经济效益。2）政、产、学、研、金五方合作提供保障平台的建设将依托政府、产业、高校、科研单位和基金等五个方面提供的强大支撑和保障。一是园区管委会在园区的建设和管理上，将充分借鉴全国领先开发园区的先进经验，为园区企业、科研单位和新农合组织等提供高效优质的服务，不断提供自身综合管理和服务能力，打造科技创新优势。二是园区具有良好的产业链条优势，在农业生产育种、培育和生产等方面具有得天独厚的地理优势，从而确保平台所提供的应用和服务符合市场和客户的客观需求，能够快速得到应用和推广。三是南京邮电大学在物联网、通信、互联网和管理等多学科多领域浓厚的研究实力，平台依托于邮电大学物联网技术研究基地，由多名教授和专家的指导大量博、硕士生进行核心技术和应用研究工作，具有强大的研发基础，因此平台核心技术和应用的研发基本是全天候进行，可以确保各项开发工作高效完成。四是园区内已经省农科院、南京农业大学、南京林业大学、农业部南京农机化所、省农机局等科研单位，对信息化应用具有具有非常高的需求程度，同时也将在智慧园区建设方面提供相应的科研支撑。五是园区为加快建设和发展，将成立园区发展基金公司，通过基金化运作加大对农业科研单位和高科技农业生产单位的吸引和扶持力度。5建设方案1）平台建设总体思路针对我国农业信息化应用中出现的诸多问题，本项目将抓住物联网发展的战略机遇，通过深化信息化应用的广度和深度创新，构建新的农业信息化服务模式，以智慧化的“感知、处理、响应”为主线来打造一体化智慧农业平台，全方位地服务农民、政府和广大的消费者，支撑传统农业向现代农业的升级转型。一方面，通过平台支撑的一体化建设理念，有效扩展信息化应用的广度，避免新的信息孤岛的产生，服务农业生产、监管的多个用户群体。另一方面，通过提升农业生产的智慧化水平，不断推进农业信息化应用的深度，为农业升级转型提供持续保障。2）平台建设总体框架本系统设计为六层结构，分别为用户层、应用层、功能层、数据中心层、网络通讯层和传感网络层，并且具备了与外部系统进行数据交换的能力，具有系统结构清晰，业务逻辑便捷，接口灵活，运行高效，易于管理等特色。其中：u 用户层分为政府、新农合组织、园区科研单位等几个大类，政府用户包括园区各管理机构和单位，可以进行协同办公、视频会议、应急指挥、社区信息化管理、企业客户管理、视频监控、地理信息管理、应急调度等功能；农合企业用户包括园区的各企业单位，可以进行申报、查询、备案、登记、公务办理等工作，便于园区对外提供服务。u 应用层主要是各类用户可以通过多种终端设备访问功能模块体系的核心应用功能。终端访问设备可以包括电子大屏、PC、智能手机等，也可以通过电话、对讲机等设备与系统取得交互。u 功能模块层通过布放在园区的街道、楼房、水体、生产设施和生产场所等等位置的传感器、视频监控、GPS和GID等设备采集来的实时信息以及人员报告等，通过定制的模型库和方法库进行处理，并将相应的信息和分析处理结果分别送到数字监控、企业监管防范和应急指挥等中心。u 数据中心层使用Microsoft SQL Server 2005企业版，结合云计算技术，建立统一数据库，通过双机热备及光纤磁盘阵列方式，共享高速磁盘阵列中的SSD硬盘，以实现数据的高速存取。并制定备份策略，定期实现数据的增量和全量备份。u 通信网络层的核心网络采用全千兆网络交换，各维网络间采用百兆网络互联。采集系统通过有线和无线网络接入采集中心交换机，并由采集服务器进行处理，传送给数据处理服务器，并写入相应数据库中。u 传感网络层通过在园区合适的位置安置视频摄像头、各类传感器、GPS信号采集等设备，对相应位置的环境、视频和位置等信息进行实时采集，并通过通信网络层，回传到数据中心。3）平台功能建设方案平台建设定位于物联网智慧农业园区。一方面将政府职能、园区管理、社会服务、农业生产通过大平台融为一体，采用信息化、数字化、智能化科技，将所涉及的社会经济、综合管理与社会服务资源，进行全面整合和充分利用，为园区的社会经济可持续发展，为园区综合管理、环境监控、社会民生和企业服务，并提供一个可实施途径和强而有力的技术手段；另一方面，实现园区管理和服务能力的整合，园区管理和服务资源的整合，即能力和资源的两大整合，实现打通政府职能、园区管理、社会服务、企业经济和环境监控、应急事件高效处理。平台通过园区服务中心、协同创新中心、生产服务中心、应急指挥中心、市场服务中心和产品服务中心等六大中心建设，来实现园区的智慧化管理，满足现代信息管理、智能化生产管理服务和农产品产后服务等要求。其中：u 园区服务中心：包括园区信息服务和园区企业服务等子系统。一方面面向企业提供应用和服务，包括企业信息申报、园区公告等，另一方面面向园区管理机构提供生产环境信息等进行监控和险情防范。实现对园区企业生产过程中的重点因素进行数字化、图像化和智能化监控与防范，对可能引起重大安全事故的隐患进行及时排查与处理。面向企业用户时，重点以企业申报和园区公告为主，企业通过各自用户界面将重要信息提交到本系统，形成统一数据库，同时可以通过企业门户查看监控情况；面向政府用户时，重点以监管防范和园区公告等为主，相关管理部门与执行机构可以查询企业提交的重要信息，并通过政府管理人员门户查看防范重点信息、动态、预警与告警等处置。u 协同创新中心：为园区农业科技创新单位提供科技创新服务和促进科研成果应用，主要包括科技创新信息、创新成果发布等共享的信息库与数据库。一是通过跟踪与发布国内外领先的农业科技创新信息，协助园区科研单位及时了解相关领域的进展情况；二是为园区科研单位提供科研成果的发布平台，促进其相关研究成果在统一平台上进行共享，协助各单位及时了解园区其他单位的科技进展和成果情况，以形成优势互补，提高科研效率和成果利用率；三是向园区内外的农业生产组织，包括新农合组织和个体农户提供最新的农业科研成果，提供科研、生产和服务一体化的功能，加大科研成果应用与推广力度。u 生产服务中心：包括园区数字监控和生产过程管理等子系统。其中数字监控子系统通过各类传感器、视频监控设备和卫星定位等多种传感设备对园区的人员、车辆、视频、排污、管道等各项指标进行实时检测，并通过系统和人工等方式对各项数据指标进行监测、预测和告警，及时发布告警信息，提醒相关部门和企业责任人进行处理，核心功能包括园区监测、预警和告警等三大功能。生产过程管理子系统基于物联网技术感知并采集信息，基于计算机软件技术集成历史数据、专家知识、智能技术、数理模型、管理人员和专家的智慧，对数据进行加工、传输、智能分析并处理，能提供农产品生长过程的智能预警与决策、多终端形式的指令发送与传递、控制，并能够以直观友好的界面展示精确的信息、多维报表、提供信息的快速查询，从而达到对环境智能化控制，简化生产过程的目标。u 应急指挥中心：建设以“快、准、对、达”为目标，能够实现紧急情况快速报警、现场情况准确掌握、应急指挥正确决策、指令通知有效传达，包括基础设施、一体化指挥子系统和核心功能应用三大层面。核心功能、包括警情接入、现场再现、指挥调度、处置响应、应急通信、应急预案等功能。u 市场服务中心：平台提供农业生产各主体，包括监管者、供应商、生产者、渠道商、消费者等角色的一体化应用，通过权限及角色的分配，进行应用的高度集成和灵活配置。面向不同群体的需要，提供市场供求信息、市场价格信息等重要信息，帮助供应商、农户和渠道商等了解相关市场信息，以更好地对农产品生产和销售进行宏观调剂。u 产品服务中心：一方面通过建立的动植物分类信息数据库，全面覆盖各类动植物类型，可满足对动植物分类统计和查询的需求；对于农户而言，可对所需的单点信息进行管理，对于各级政府部门宏观调控的需求，可提供区域和全国的信息管理功能。另一方面，本项目支持动植物的全程供应链管理，可以对生产、流转、加工等全过程信息进行全程监控，提供对产品质量的溯源。4）平台建设技术方案本项目的核心功能是通过对视频、传感器、GPS等信息的检测采集，经过信息解码、智能分析、智能处理和智能显示，发出相关生产过程的信息。u 五维网络架构：系统网络规划中，即要充分考虑到系统的可用性、灵活性，也要考虑到系统的安全性和经济性。为了便于区分和描述，将网络划分为五个区域，即五个维度。第一维度为对外的门户服务器群，这里将通过防火墙映射到对外的地址，服务器群通过核心防火墙，与内部核心服务器群连接，获取所需数据。第二维度为对内的门户服务器群，为园区管理部门、监控部门、行政部门等提供定制化的服务，如告警显示、查询，摄像头监视，传感器查询，应急处理等功能。第三维度为传感采集网络，这里将园区内的各种传感器、GPS以及摄像头数据，采集并汇总到采集服务器，并由采集服务器传入防火墙内的数据处理服务器，由数据处理服务器进行相应的加工处理后，传入到相应的系统数据库中。第四维度D4为系统核心数据和服务器中心，按照功能划分为五大中心对应的服务器群，并通过光纤连接到公用的高速磁盘阵列，即可以提高磁盘阵列的利用率，又可以便于管理、备份、容灾等。第五维度通过安全接口和适当的协议，与外部系统，如工商、税务、公安、消防、交通、企业等进行数据交换。u 软件方案：软件结构满足五维网络结构的要求。在第一维和第二维网络中，软件结构需要提供数据中心功能及Web服务，采用的是B/S结构；在第三维网络中，采用现场总线网络及OPC通讯协议与现场设备交互。在第五维网络中，采用前置机方式，上面部署与各外围系统的接口程序，以实现通过数据源访问协议与接口包括：数据库接口、FTP、SOAP协议以及文件系统访问接口等访问外围系统数据。u 安全管理：根据本项目五维网络结构，设计采用二层网络安全结构模式：第一层网络（即核心系统与外部）对外采用互联网外网防火墙。核心防火墙用来接入这五维网络，通过规则限制，实现各个网络间的数据访问。系统中除了用防火墙来隔离各个系统的访问，还在核心系统中（第四维D4）设置了入侵检测系统、漏洞扫描系统、防病毒系统，未来根据需要，还可以增设认证鉴权服务器、数字证书服务器、动态令牌服务器。如果系统需要远程访问，也可以架设VPN设备，实现远程加密授权访问。u 硬件方案选用性价比更高的x86-64bit PC服务器为主要的服务器系统，并且采用光纤通道的磁盘阵列，提供高速存储系统接入。应用服务器和数据库服务器分别选用8核和16核的服务器架构，配置16G到64G的内存，且系统硬盘采用高速SSD硬盘，以实现本地应用高效运行。系统核心的交换机将采用双路全千兆以太网交换机，交换机间实现万兆光口互联，并实现服务器的多网卡聚合，以降低网卡故障带来的风险。核心防火墙由于起到了隔离五个独立维度网段的作用，因此采用高性能、高稳定性和高冗余性的防火墙设备，并要求具备千兆的线性传输能力。5）平台建设规划智慧农业园区平台建设将分为三个阶段完成，其中：2013年为第一阶段，重点完成平台整体规划、功能架构设计与基础设施网络建设，建立园区服务中心；2014年为第二阶段，重点完成协同创新中心和生产服务中心两大中心建设；2015年为第三阶段，重点完成应急指挥中心、市场服务中心和产品服务中心三个中心建设。预计2015年完成智慧园区的全部功能建设。