时间：2023-08-01 17:08:07
导语：在高效智慧农业的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：5G区块链；大数据；智慧农业
引言
区块链技术的不断发展使其成为了超级商业的载体，增加了农民的农业收入，促进了农业的发展。区块链在智慧农业的发展过程中起到了很大的作用，它不仅维护着数据的安全、传递数据的价值、建立诚信的机制，还是发展智慧农业的技术支撑，全面认识区块链并发掘优势加以利用是发展智慧农业的首要任务和必然趋势。
1发展智慧农业的意义
1.1国家创新驱动的需求
传统的农业大量的投入资源、投入化肥造成很多不好的影响，所以现代农业的发展需要创新驱动力，大数据作为新型资源以及生产要素和互联网相结合，像为农业的发展插上了翅膀加速了发展，人工智能也可以进一步改善生产力，所以发展智慧农业是将新一代的信息技术和农业深入的融合，是国家创新驱动的需求。
1.2国家发展战略的需求
国家“十三五”的规划曾明确提出发展智慧农业，2016年也曾有文件提出要大力的推进“互联网+”模式，运用云计算、大数据等新一代的信息技术去推动农业改造升级，发展智慧农业代表着现代农业发展的新方向和新趋势，是国家发展战略的需求。
1.3实现农业精细化、绿色化、高效化的发展
发展智慧农业可形成通过科技技术对农业生产对象进行针对性的精细化管理工作，有助于农作物高效、绿色生长的同时，可最大限度减少资源消耗、保持生态环境。例如，通过云计算、大数据技术更加详细地掌握天气环境变化、市场供需信息、高新农业技术等，进而科学、合理的制定农作物整体种植计划，同时对由客观因素造成的病虫害、自然灾害等进行有效预防与规避，提升整体种植效益。一方面，可通过智能化设备来进行时间、地域的规划，起到减少劳动资源消耗、提升土地使用率的作用，一定程度上提升种植户自身的竞争力与种植效率，进而实现农业高效化发展。另一方面，结合智慧农业的高效与精细特点，可施行绿色种植方案，将生态保护与健康发展相融合，实现农业的可持续化发展。例如，节水灌溉技术、测土配方技术、病虫害防治技术、科学施放农药等，提高农业废物资源的利用率，合理利用资源、减少污染、既保护了生态环境又实现了产品绿色发展[1]。
25G时代对改善智慧农业发展现状的帮助
2.1使农业互联网更加智能化
很多做农业的人都了解智能农业物联网并且从中获得利益，例如：利用现代信息和通信技术设置蔬菜大棚，对大棚的种植环境和植物的生长状态进行监测，通过监测数据可以判断出施肥时间、除虫时间然后实施相应的措施，5G时代的到来可以降低物联网建设的成本，并且由于5G的速度很快可以根据采集到的数据迅速的做出相应的对策，使得农业互联网更加科学、准确、智能化。
2.2使农业管理更加智能化
农业管理是农业发展中重要的一环，农业生产中所使用的各种设备与5G相结合将给使用者带来加便捷、高效、智能的使用体验。例如，建设智慧农业大棚，对大棚内的空气温度、湿度、光照度等可进行视频实时监控，并通过5G网络实现实时进行云平台智能上传、备份、分析后，快速给出最终分析结果并进行种植预测，同时还可连接大棚的通风系统、灌溉系统等，实行完全智能化的管理模式。所以5G时代使农业管理更加智能化。
2.3使种植技术更加智能化
依据5G更加快速、精准的特性，可对更加宽广的区域进行高精度管理，并进一步提升农业种植技术。不仅仅可以将不同区域的土壤、日照、降水、种植等信息进行实时收集、反馈，高速处理这些信息实时为种植户进行预测与计划，还可以将这些信息及时反馈给专业技术人员，进行种植技术针对性升级与更新，使种植户掌握的高端种植技术更加适宜于自身的种植区域。另外，消费者也可通过5G网络实时对种植过程进行参观，也可让种植户方便借鉴相关经验，使种植技术更加智能化。
2.4使劳动管理更加智能化
我国社会是老龄化较为严重的国家，同样在农业劳动人员中老龄人务农的现象较为普遍，对于新技术、新知识的接受能力较为不足，劳动力成本随之上升。因此，智慧农业的发展可以有效帮助改变这一现状，例如，通过5G技术，实现智能人工进行日常农作劳动，种植人员进行实时远程操控、提前制定种植计划，再通过智能设备进行自动灌溉等，实现更大面积的管理并提高效率，使得劳动管理更加智能化[2]。
35G区块链大数据在智慧农业中的应用
3.15G区块链+农业大数据
区块链是由数据区块通过签名密码、时间戳等机制进行区块链条式组合，进而构成分布式网络数据库。因此将农业大数据应用于5G区块链，扩大区块链容量，同时利用区块链特有的不可篡改、全历史、强背书的数据存储性质，而使得数据特工这的合法权益与私密性得到了一定的保障，改善传统数据的数据复杂、结构复杂、周期长等特性，将5G区块链与农业大数据联合应用推进智慧农业的发展。
3.25G区块链大数据+农业物联网
将5G区块链大数据与农业互联网相融合，会让物联网需求更加多样化，远比目前更加低功耗、快速、准确的小型化农用传感器将随着整体5G发展而广泛运用，物联网的信息量与设备应用率将会更高，为整体农业的快速发展起到强有力的辅助作用。
3.35G区块链大数据+农业金融
在金融领域中区块链的应用已经较为深入，因此，将5G区块链大数据应用于农业金融中可借鉴金融行业成功经验，针对自身特性进行适宜调整，来达到提升信誉与工作效率的目的，同时提升了整体工作效率。例如，传统农业金融领域中申请农业贷款，需要银行、中介机构等进行核实信息、提交信用证明等工作，其中需要耗费大量的时间与人力。而应用5G区块链技术，可实现农业贷款机构直接通过调取区块链中的真实数据信息，即可进行相关业务的开展。
3.45G区块链大数据+农业保险
由于我国土地广袤，涵盖较多的自然环境类型，同时还是农业经济大国，因此种植户常会受到自然灾害的影响。一旦出现自然灾害、水土流失等情况，对于种植人员的经济利益将造成巨大、直接的损失。因此，建立农业保险制度至关重要。将5G区块链大数据应用于农业保险之中利用区块链特点，保证保险相关的数据真实性，再综合大数据中所记录的自然灾害信息，进行更加准确的灾损评估工作。不仅可以保证种植人员的经济利益，也可以实现农业保险评估、调查、定损、理赔等程序的公正与合理。
3.55G区块链大数据+云计算
目前的云计算依旧具有一定的中心化特征，因此将5G区块链技术与之有效结合，利用区块链技术的去中心化特点，将过去的云计算模式转化为云分布计算模式，让农业领域中大量的碎片数据与资源得到一定的保护与优化，提升农业分散数据的高效利用。同时，这种技术还可合理保护数据上传与利用、进行交易等过程中参与者的利益与权益，降低运行成本，提高系统的安全性。
3.65G区块链大数据+质量追溯
将质量追溯体系与5G区块链技术结合，利用区块链的特点可有力保证食品质量追溯系统的安全可靠；应用人工智能设备，对于食品的产供销三大环节进行机械采集，避免产生选择性提供问题；高度透明化的产供销环节可以提升消费者、生产者与监管部门对食品质量的完全信任，整体形成良性循环，同时还可一定程度上避免群体性事件与网络暴力蔓延的发生。
大力培育新型职业农民，是中国农业发展的战略选择，也是借鉴发达国家现代化进程经验的举措。进入21世纪以来，现代信息技术发展日新月异，特别是第三代、第四代移动信息技术、物联网和云计算等新一代信息技术更是为人们改进生产生活状态提供了科技保障。推进农民教育培训工作需要充分利用新一代信息技术，发挥无线移动、宽带传输、互联互通、智能互动、海量处理等独特技术优势，探索打造信息化条件下智慧农民数字工程（即：智慧农民工程），创新农民素质提升方式，改善农民素质提升的手段，更多更快地培养新型职业农民。
一、智慧农民工程
智慧农民工程是为加强农民文化服务，培养新型农业人才，提升农民文化素质的重要举措，是推进社会主义新农村建设的一项重大工程。
智慧农民工程借助现代信息技术手段，以云计算、物联网、移动通讯技术等手段为依托，把优质教育培训资源快捷高效地送到广大农村，可以多快好省解决农民培训问题，特别是新一代移动通讯网络和信息智能终端可以有效地把基层农业从业人员、专家与管理人员连接在一起，形成移动互联、智能互动的基层农业技术培训网络。从而实现基层农技培训与服务手段的创新。
二、打造智慧农民工程的基础与条件
1. 农广校丰富的媒体资源和先进的技术传播手段
广播资源不断扩展。中央农业广播电视学校在中央人民广播电台“中国之声”拥有“致富早班车”固定播出时段，每年播出广播节目152小时，在“中国乡村之声”和“乡村大讲堂”每年播出节目365小时，在此基础上，又承办了“中国乡村之声”频率“三农早报”、“科技直通车”和“乡村大课堂”三档栏目，年录制广播节目943集，时长330小时。农村“大喇叭”广播站数量达到12000个。
电视资源稳步增长。中央农业广播电视学校在中央电视台第七套节目拥有“农广天地”固定栏目，每年播出电视节目550小时；开办全国党员干部远程教育专用频道“农业生产经营”栏目，年报送节目907期， 时长365小时。
网络资源全面发展。中央农业广播电视学校建设了面向全国开展农民教育培训的卫星通信专用网络，拥有600多个卫星远端站和4个省级直播分中心，可开展远程培训和举办视频会议，每天分4个频道各播出6小时的农业技术推广节目。利用卫星网每月开展2～3期农业专业技术人员知识更新远程培训，年培训农业系统干部、基层农技人员近60万人次；与《荷斯坦》杂志社合作开办“荷斯坦奶牛卫星大讲堂”，每月举办2～3期直播培训，聘请国内外高水平专家授课，利用目前流行的微信、3g视频回传等功能与奶牛场管理人员、奶业工人开展交流互动，培训形式新颖，培训效果明显。
2. 农广校完备的农民教育培训体系
中央农业广播电视学校除具有较为完备的信息技术与多种媒体传播手段，海量的数字化农业知识技能节目资源外，还拥有遍及全国省、市、县四级建制农广校和乡村教学点五级办学体系以及6.5万人的专兼职教师队伍。未来中央农业广播电视学校需要将现代信息技术优势、内容优势、媒体优势和体系优势合理整合，更好服务于农民教育培训，服务于农家书屋，必将大大促进农家书屋的转型升级，实现文化服务功能拓展，延伸农民教育培训覆盖面，有效满足现代农民的多样化教育培训需求。
三、智慧农民工程实施内容
1. 数字化基础设施建设
数字化基础设施是开展智慧农民数字工程服务的条件和基础。为充分利用现代信息技术，实现农业实用技术、社会文化生活音视频资源点播，实现远程培训课堂进村，实现资源的数字化传输和移动式传播，将搭建高效、便捷、即时互动的数字化文化服务平台，配备互联网电视、卫星远端接收站和移动终端系统对全国农家书屋进行数字化基础设施建设。其中，依托云服务平台的移动终端系统包括农民教育培训移动多媒体资源库、农用智能手机、立式触摸屏和平板电脑等多种互联互通移动终端产品。
2. 智农惠农数字化资源建设
智农惠农数字化资源建设是持续稳步推进智慧农民数字工程的重要内容支撑。为实现进一步拓宽知识传播渠道，实现为农民提供高效便捷、即时互动的服务形式，实现使农家书屋成为农村社会文化资源存储传播的主阵地，将着力开展农家书屋传统媒体资源数字化、中央农广校农民教育培训资源进书屋、文化生活、基础教育等多种类资源进书屋等工作，将教育培训资源和文化资源进行数字化整合，实现数字化资源建设。 其中，中央农广校农民教育培训资源进书屋是指将中央农广校的报纸、杂志、广播、电视、网络等多媒体数字资源通过数字基础设施进入农家书屋，进行传播共享，丰富农家书屋资源内容建设。
3. 文化服务功能建设
在做好数字化基础设施建设和智农惠农资源建设的基础上，为实现文化服务功能的延伸与拓展，为农村的文化生活、农民教育提供学习的多种形式，为新型职业农民培养提供文化功能服务。工程以农家书屋为平台，开展文化服务站点、远程培训课堂、基层教学站点和自助学习平台建设。
4. cctv—7《农广天地》走进农家书屋
策划制作农业特色节目，丰富资源内容，通过cctv—7《农广天地》电视栏目走进农家书屋学习场所、走进基层农民培训课堂等形式，进一步提升农家书屋社会影响力，促进农家书屋有效使用。
5. 职业农民手机报创办
利用现代信息技术，以农民实用信息为核心内容，编辑“职业农民手机报”，及时准确发送到职业农民手机终端，让农民及时了解各类有价值的信息资源。
关键词:水产养殖;智慧农业;绿色农业;农业物联网;智能管理
1系统组成
1.1系统概述
物联网是互联网的延伸和扩展，目的是对物理系统进行智能化管理和控制，提高生产效率和资源利用率。随着世界物联网技术和信息技术不断发展、现代农业自动化需求的不断增长，农业物联网在遥测感知、数据传输、智能处理、应用服务等领域取得重要突破，使智慧养殖成为可能。水产养殖智能物联网系统面向集约、高产、有效、生态、安全的发展需求，集水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能分析、预警信息、决策支持、远程自动控制等功能于一体，主要由传感器子系统、传输子系统、控制子系统、软件监控平台等组成［2］。
1.2系统成分
1.2.1传感子系统
传感器子系统由服务器、远程数据采集器(RTU)、PC终端、网关、传感器、基站、手机终端等组成，可以实时监测水质的各项信息(光照、水温、pH值、溶解氧、氨氮含量、亚硝酸盐含量等)。RTU采集各监测站位的目标数据后，完成组网、暂存、传输、中转等一系列任务。根据距离的不同，RTU可以通过GPRS或Radio2种方式传输，遥测数采之间可以自组网，承担数据采集、缓存、传输、中继的任务，增加有效传输距离［3］。用户终端为手机或PC机，可以不限时间、不限地点登录服务器，随时了解、统计、处理、分析数据。最新的浊度数字传感器支持MODBUS串行通信，采用散射光原理，抗干扰能力强;采用光纤技术进行可重复的检测，不受环境光线和色度影响，可以有效消除气泡、悬浮物等对测量结果造成的偏差。溶解氧传感器内置温度传感器，自动温度补偿;无需消耗氧，不受流速和硫化物等化学物质干扰;无需电解液，不会凝华;反应快速，测量精准;免于维护，适用周期较长，使用成本更低［3］。pH值传感器配有快速电缆接头，具有防水功能、超长使用寿命和多种安装方式;抗化学腐蚀能力强，整体密封，在有毒离子水溶液中性能良好。
1.2.2遥测子系统
软件平台具有展示实时数据的功能，以满足生产单位大屏幕信息显示的需求。分布式监控子系统通过IP网络和监控中心软件进行连接和数据交互。在大型应用场景中，可以组建二级监控分中心，将现场微环境测控器与监控分中心连接，多个监控分中心再与总监控中心软件进行连接和交互。这种智能监控平台具有多路输入输出、以太网接口和通讯串口，便于与其他仪器设备集成使用。
1.2.3传输子系统
提供有线(RS232/RS485)、无线(GPRS/GSM/ZIGBEE)、北斗卫星传输等多种方式，支持web浏览和配置，同时支持TCP、SNMP等接口方式，通过IP网络与中心软件交互通讯，方便使用和管理［3］。
1.2.4控制子系统
根据传感器采集的环境因子数据，设置相关的发生条件后，可以对增氧机、水泵、电磁阀、风机等设备进行联动开启和关闭，实现远程自动化控制。以增氧机控制器为例，用户能够根据水质参数和现场视频，通过手机APP进行远程启停。
1.2.5终端子系统
终端子系统为用品提供多种选择，包括移动应用APP(Andriod、IOS)、标准电商平台、微商城、小程序、中小企业全渠道电子商务云平台(Saas模式、B2B＆B2C模式等)、区块链溯源及农业物联网综合解决方案等［4］。PC端采用统一的实时在线人机界面、灵活方便的操作方式。
1.2.6预警子系统
针对相关监测指标，以及基于一级监测指标计算的二级指标，进行条件设置，当一项或多项指标达到阈值时，系统发出警报，以短信、微信、电子邮件、网络电话等形式通报目标人群［4］。从业者可及时采取预防应对措施，减少水产养殖灾害损失。
2系统功能
2.1光照监控
光照时间长短、强弱决定着鱼类的繁殖周期、生长状况和生产品质。输入相关模型和算法，光照系统可以自动计算养殖水体中鱼类需要的光照强度，决定天窗的开闭。
2.2温度监控
温度是水产养殖中的重要环境参数之一，包括进水口温度、池内温度、养殖区域空气温度等。智慧物联网系统全天候监测养殖水体温度，当温度高于或低于设定区间时，系统将现场的情况通过短信发到用户手机上，监控界面弹出报警信息。用户可通过远程设置，自动开启水温控制设备，当水温恢复正常值时，系统自动关闭。
2.3溶解氧监控
溶解氧含量与水生动物食量、饵料利用率、生长发育速率等密切相关，当水中溶解氧浓度降低时，智慧物联网系统自动打开增氧泵，保证水生动物必需的溶解氧含量。2.4pH值监控过低的pH值使水体呈酸性状态，极易引发鱼类病变(如鱼鳃病变等)。同时会造成溶解氧利用率降低，水中有害微生物大量繁殖，影响鱼类健康。当pH值传感器探测到水体pH值超过正常范围时，自动开启进水口阀门，进行换水。
2.5氨氮含量监控
养殖池塘中的氨氮来源于水生动物排泄物、饵料、肥料、底泥等。当水体中的氨氮浓度过高时，几乎所有水生动物的生长、发育、繁殖都会受到影响，严重时可能造成鱼类、贝类、甲壳类等大范围死亡，使渔业生产产生重大损失。根据氨氮传感器的实时监测数据，及时对养殖水体进行清洁或换水。
3智慧物联网的发展方向
在现代农业物联网的发展中，大量运用新原理、新技术、新材料，突出移动性、微型化、多样化，注重应用性、标准化、产业化。纳米传感器不仅能促进农作物生长，还能大大延长包装食品的保存时间，帮助满足世界人口快速增长对粮食的迫切需求。美国普渡大学研制的新型生物传感器能够检测最低浓度达0.3μmoL的葡萄糖，且不需要昂贵的成本投入和复杂的生产程序，有望用于农产品中葡萄糖含量的精确测定。纳米科学领域涌现的新发现、新技术，不断应用于包装行业，研发防止氧气侵入、微生物污染的新型饮料或食品容器。美国科罗拉多大学研制出类似夹式耳环的智能微芯片，置于农作物叶片上，当植物需水时，向农户的手机发送信息。采用此法可以省水省力省时，灌溉用水减少10%～40%，每个用户每年节省数千美元。农业大数据、农业物联网等农业市场创新商业模式持续涌现，大大降低信息搜索、经营管理的成本［5］。创新型的经营主体将进一步得到发展，相关产业的联合和链接将更加紧密，农业核心资源的配置和利用将更加高效。第一产业与第二、第三产业交叉渗透、融合发展，进一步提升农业竞争力。
关键词：智慧农业；智能生产；电子商务；智慧管理；为农信息服务
中图分类号：S-1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631074
智慧农业就是指在农业的发展过程中，积极使用现代信息技术，通过现代信息技术的应用对农业的生产、经营、管理以及服务这4个方面进行改造升级，从而实现农业的精准生产，进行科学管理，通过智能控制和网络经营获取高效的信息。换言之，就是将农业的发展往生产智能化、经营网络化、管理智慧化、服务信息化的方向推进。
1 将物联网技术的应用作为推进农业生产智能化的重点
农业的物联网主要包括应用物联网、移动互联、3S等方面，作为现代信息技术创新农业生产方式，物联网的发展，能够实现农业生产的各个方面的功能的改善，例如环境感知、数据传输、智能控制、远程服务、决策分析等；还能提高农产品的经济效益；也能为农业生产调控提供科学的依据，也能达到提高农产品质量的目的。农业物联网应用的发展应重点突出园区示范、可持续发展等方面。针对这个问题有以下几点建议：加强农业园区的示范引领的作用。这就要求将现代化农业园区管理服务的信息化综合平台作为重点建设对象。立志打造新型智能农业建设的榜样；推进信息技术应用在生产领域的加快使用。主要是进行设施农业的建设，例如水产养殖进行规模化饲养，建大规模的蔬菜园设施等。目的就是为了推广农业物联网技术；坚持可持续发展战略。坚持政府引导、企业主体的发展模式，以可持续发展为中心展开新型农业的发展。
2 将发展农业电子商务作为推进农业生产经营网络化的突破口
所谓农业电子商务，就是指加快农业特色产业、主导产业以及优质产品的发展，与电商进行合作，在发展的基础上进行改造和完善，促进农产品的流通。建立三级电子商务运营网，发挥农业部门以及一些其他与农业相关的组织的作用，用电子商务带动农业的发展，并且与农村综合服务平台进行共建共享。要促进农业电子商务的发展，主要包含以下几个要点：加强辅导培育。积极建设市、区农业电商的创业中心，实现创客和孵化功能的一体化，可以进行农业生态园建设，对温室大棚物联网技术进行推广和宣传，并通过农业电商创业中心，在创客空间网上对创客进行全程的辅导和全程跟踪。深入发展实施农业电商人才的培养计划，引导更多的农民进行网上创业，在网上进行农产品的销售，培养专门的农业电商商务人才，让专业人才对农民的网上创业作出指导；推动聚集发展。进行农业电商飞累的相关的网站或软件的分析，并开发出适合使用的电商网站或是软件。一定要加强与第三方电商的合作，在网络上进行特色农产品的宣传和推广；鼓励有条件的区积极建立镇街农业电商服照荆辉诜⒄古┮底试吹墓程中加入休闲农业的发展，拓宽农业电商的发展道路，完成农业产业链的优化升级；沟通平台的建立。可以进行农业电商创业沙龙的活动，通过围绕新鲜安全的农产品、休闲农业等农业电商发展的热难点，农业电商主体、农业部门并联系专家对现存的问题，对如何稳定发展进行意见交流，制定出适合农业电子商务发展的最佳方案。
3 将大数据的开发与应用作为推进农业管理智慧化的基础
推进农业智慧化管理，重点在于农业大数据的开发和应用，目的是建立智慧农业综合化的信息服务平台，主要功能是信息的采集、监管与监测、科学服务、统计分析等。整体、整合、实用、实惠是农业智慧管理应该要吐的重点。主要有以下几个方面：进行市农业智慧中心的建设。主要是进行“一中心，多应用”的农业管理服务信息化平台，主要包括农业管理服务信息化平台的建设、建立电商网站、建立农业物联网检测平台等。主要目的是开发多层次数据开发系统，提高农业生产经营和服务水平；进行行业性信息化平台建设。主要目的是提高农产品的质量，生产出安全高质量的农产品和水产品。面对这个目的，可以加强农业方面的专门、因地制宜并从实际出发制定合适发展的管理方案、加快建成信息管理系统，从而形成示范性的行业性信息化技术；农业数据的开发和应用。可以运用信息化的手段，对农业数据进行整理、统计、分析、开发和应用，从而加强大数据的应用，根据大数据进行决策、指挥和调度，达到提升农业信息化管理服务水平的目的。实现各方面数据在整个农业系统内部的开放应用，积极做到共建互享，进行优势和劣势的互补，实现数据的交流应用，推动农业服务管理向网络化、快捷化、高效化发展。
4 建立新型信息服务体系作为推进农业服务信息化的有效保障
建立新型信息服务体系，主要是加强基层农业的综合服务体系的建设，从而达到提升农业在科方面的发展、提高农产品质量以及加强农业执法的目的，但最重要的就是加强各类农业公益的信息化水平。面对这些问题，可以引导高校、科学院等组织紧紧围绕农业服务进行产业升级，积极开展信息技术的研究和示范应用，为农业经营提供有力的发展信息，加快发展构建主体多元化、服务专业化等农业信息服务体系的脚步。扩大农业信息服务的试点，进行资源的整合，加快功能的升级，形成合作共赢的为农服务信息体制。进行益农信息社的建设。主要是了为了更顺利地推动信息进村入户试点工作的进行，达到资源的进一步的整合完善，积极主动地与电商平台进行工作的对接，从而为农民提供便利的公益性的服务。要加强与京东、邮政等网络和市场主体的合作，创建“三位一体”机制，即政府、服务商以及运营商的合作，构建公益与市场相结合的可持续发展的新型农业的发展模式；加大网站对信息传输的力度。对农业政务门户进行更多的网络建设，促使行政权力可以开明的进行一级实现公共服务项目的在线办理，优化政务在微博以及微信客户端上的信息服务，使农业的信息服务更加的及时，更加的具有针对性。重视对市场价格的监测以及信息人员团队的设立，推动镇街在信息报送方面的进展。对市场的价格信息进行仔细的监测和反馈；提高信息服务的水准。优化农业信息服务系统，重视农村信息人员团队的设立问题。稳步的促进农业科技服务云平台的设立，对农业科教系统当中相关的资源进行汇总，将经济和科技融合起来，尽最大的努力推动现代的农业发展。
5 设立全程可追溯平台
最近几年，农业发展不断被食品安全问题所限制。为了实现质量追溯以及给予消费者安全保障，可以利用农场智能化管理平台，建立绿色履历追溯系统。该系统能够自行设立履历模板，建造二维码标签，而且可以把所有的标签都粘贴到农产品上，而消费者只需使用手机对该二维码标签进行扫描就能看到质量追溯信息。标签和地块的产量是一一对应的，一个农产品对应一个二维码标签，对所有的农产品都可以实现质量追溯。农业信息主要为农产品的信息以及产地的环境信息，比如空气质量和水质等；农场管理信息就主要为农场的主人以及农场的种植者和负责监督的人员等信息；农事信息主要为预防病虫害的方案以及农事记录与农药残留的检测报告等；营销信息主要为加工、物流以及销售。在设立农场智能化管理平台以后，可以进行整体的规划，增加生产效率，减少资源浪费问题以及环境的污染问题，优化土地资源的质量，设立更为标准的流程，进行规范化生产，减小管理的难度，增强管理的效率。既要使专家能够非常便利的进行远程的咨询与指导，还要和与之相关联的渠道商进行对接，使消费者能够以最低的r格就能买到优质的农产品，这样可以促进农产品的销售和预订，增加了农民的收入，减小了风险。
6 结语
我们国家的农业发展已经实现了从传统农业到智慧农业的跨越，但在农业的发展过程中还是有很多的困难，应该怎样以更宽的角度来探究智慧农业的发展前景，这对我国农业的发展非常重要，有着导向的作用。所以，设立绿色和可持续发展的智能全产业链服务系统，要进行种植生产以及渠道对接、追溯服务整个过程的服务，研发新技术和新模式并积极地运用到实际中，这是我国在农业发展过程中必须要经历的。
参考文献
[1]韩秀艳，孙涛.我国智慧农业发展路径设计及其优化策略研究[J].陕西农业科学.2016（12）.
[2]钱遥张霄飞，鲍晓娜.智慧农业发展策略探析[J].山西农经.2016（13）.
如今，“智慧农业”是一个时髦的词汇，本届农业嘉年华也正是以“智慧农业”为主题贯穿始终。智慧农业以农业创意结合先进科技，已经开始改变着人们的生活环境、生活方式、消费方式……
在场馆内的智慧楼宇模型就充分展现了农业与都市生活的完美契合，楼宇农业的实现使得封闭的空间拥有了清新的空气，也反映了城市里人们生产、生活与环境、能源之间的关联。
众所周知，地下车库是封闭不见阳光的，更不用说在车库种植蔬菜了，而在嘉年华内就有一个模拟地下车库环境的地下人工光型植物工厂。只见在车库车道的两边整齐摆放着四层的栽培架，每层栽培架上方都配置有LED灯，对作物的生长提供必要的光照。除了光照以外，作物生长所必须的温度、湿度、CO2浓度、营养液等环境要素也可以通过设施内的环境控制系统进行精准调控，最终实现作物周年的高效生产。地下植物工厂不仅可以充分利用楼宇的空间，也为人们带来了绿色的享受。
移动式多层立体轨道栽培系统是嘉年华内展示的最新农业科技。其系统具有多层结构，每一层的轨道上整齐吊挂着蔬菜盆栽。盆栽在随着轨道运转而移动的同时进行自转，使每一个盆栽都可以接受到均匀的光照。同时，利用智能控制系统对盆栽进行定点、定时地浇水灌溉及回添营养液等，以提升蔬菜的品质。待到蔬菜成熟时，人们即可以站在低处便可以完成采收的工作。
太空石斛、太空月季、太空辣椒……这些太空育种的农产品吸引了游客驻足观赏。据了解，经过太空育种所种植出来的作物果实大小、营养物质的含量以及抗病虫害等方面均有显著的改善。
关键词：智慧城市；云计算；技术
中图分类号： C32 文献标识码： A 文章编号：
所谓“智慧城市”，即新一代信息技术支撑、知识社会创新2.0环境下的城市形态，其是通过物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、FabLab、LivingLab、综合集成法等工具和方法的应用，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。伴随网络帝国的崛起、移动技术的融合发展以及创新的民主化进程，知识社会环境下的智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。
智慧城市是以多应用、多行业、复杂系统组成的综合体，多个应用系统之间存在信息共享、交互的需求，各不同的应用系统需要共同抽取数据进行综合计算并和呈现综合分析的结果。如此众多繁杂的系统需要强大的信息处理中心进行各种信息的处理。面对系统复杂和计算资源有限之间的矛盾，云计算应运而生。云计算是一种基于网络的支持异构计算设施和资源流转的服务供给模型，可以实现资源的按需分配、按量计费，达到按需索取的目标，最终促进资源规模化、分工的专业化，有利于降低单位资源成本，促进网络业务创新。
1 智慧城市各应用领域之间资源信息共享的需要
以云计算、物联网、下一代移动通信、高端软件等新兴战略性产业为主轴的智慧城市建设已成为国家和地方“十二五”规划中的最主要方向。智慧城市涉及到智慧安防、智能交通、智能楼宇、智慧城管、智慧应急、智慧医疗等诸多领域，依托资源信息共享，形成基于海量信息和智能过滤处理的全新的城市形态。
如图1所示，在智慧城市应用的各个领域，笔者多年碰到的问题是各领域资源信息不能充分共享。如08年南方雪灾导致的广州火车站几十万人员滞留等重大事件，此时决策者需要即时了解大量的视频信息，而通过模拟矩阵切换调用的视频数量却极其有限。目前，平安城市、数字城管、安全生产、食品药品监督、平安校园等领域都建设了大量的视频监控，而真正意义上的视频资源的共享还没有做到，若采用云存储的方式，所有的视频都将存储在云端，所有的用户均可通过授权访问云存储提供的服务，这将为信息共享带来极大的便捷。
图1 智慧城市模型
2 云计算应用于智慧城市的优势
2.1规模基础软硬件管理
基础软硬件管理，主要负责大规模基础软件、硬件资源的监控和管理，为云计算中心操作系统的资源调度等高级应用提供了决策信息，是云计算中心操作系统的资源管理的基础。基础软件资源，包括单机操作系统、中间件、数据库等。基础硬件资源，则包括网络环境下的三大主要设备，即：计算（服务器）、存储（存储设备）和网络（交换机、路由器等设备）。基础软硬件管理中心，可以对基础软件、硬件资源进行资产管理；可以实现基础硬件的状态监控和性能监控；能够对异常情况触发报警，提醒用户及时维护问题设备；能够对基础软硬件资源进行长期的统计分析，为高层次的资源调度提供决策依据。
2.2 业务/资源调度管理
云计算数据中心的突出特点，是具备大量的基础软硬件资源，实现了基础资源的规模化。可以提高资源的利用率，降低单位资源的成本。业务/资源调度中心可以实现资源的多用户共享，有效提高资源的利用率。且可以根据业务的负载情况，自动将资源调度到需要的地方。
业务/资源调度中心是云计算数据中心操作系统的高级应用模式，也是云计算数据中心低碳、绿色的开展业务的必然要求。
2.3 安全控制管理
一个产业、一个国家的竞争力可以有很多，而在信息时代下，数据已成为产业、国家的核心竞争力。云计算，实现了计算与存储的分离，实现了众多用户对同一基础资源的共享使用。但同时，众多用户共享同一资源，也对数据安全提出了更高的挑战。
在云计算环境下，基础资源的集中规模化管理，使得客户端的安全问题更多的转移到数据中心。从专业化角度，最终用户可以借助云数据中心的安全机制实现业务的安全性，而不用为此耗费自己过多的资源和精力。但同时，对云计算中心而言，需要直接对更多用户的安全负责。具体而言，云计算安全涉及以下几个主要方面：数据访问风险、数据存放地风险、信息管理风险、数据隔离风险、法律调查支持风险、持续发展和迁移风险等等。云计算数据中心的安全控制，可以从基础软硬件安全设计、云计算中心操作系统架构、策略、认证、加密等多方面进行综合防控，保证云计算数据中心的信息安全。
2.5 节能降耗管理
建设节约型社会，是经济社会可持续发展的物质基础，是保障经济安全和国家安全的重要举措。对于云计算数据中心，面对规模巨大的基础软、硬件资源，实现这些基础资源的绿色、节能运维管理，是资源供应商业务的必然需求，也是云计算发展的初衷之一。
当前，业界普遍的情况，设备采购是以保证各项业务峰值需要为依据的。为此，用户往往采购了大量的设备。但实际运行过程中，设备负载普遍较低，通常仅在20%左右。特别在低负载时段，服务器的利用率更为低下。长期的低利用率，造成了大量资源的浪费和能源的无谓损耗。
云计算数据中心，实现了资源的多租户应用。通过业务的历史统计信息，配合业务/资源调度管理，可以有效提高资源的利用率。在典型应用中，采用节能技术的云计算数据中心，可以将资源负载提高到80%，除去资源调度过程中的损耗，可以将资源的有效负载提高2倍。当前中国服务器保有量在200余万台，如果能够较为普遍的采用云计算节能技术，则可以降低65%左右的能源损耗。
3云计算在智慧城市建设的应用
云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。云计算是通过虚拟化技术形成可管理可伸缩的资源池，所以在提升集群的CPU和存储利用率的同时又能实现集群并行处理的强大计算能力和快速响应能力，满足了智慧城市的建设中对于海量数据高效快速存储的需求。
3.1促进现代服务业的发展
发展现代服务业，带动产业结构调整，是我国信息技术产业所肩负的重要历史使命。云计算，使计算与信息服务走向社会化、集约化、专业化，让更多的人能够以低成本享受到我们的信息技术和信息资源服务，是促进我国现代服务业发展的重要信息技术。
现代服务业是从工业、农业、服务业三个产业角度抽出的，它是一种利用高新技术，特别是信息通信技术和垫带管理理念的一种新的服务业态，云计算正是上述所提的新的业态。可见，云计算是现代服务业的一个交集关系，一方面它属现代服务业，另一方面它也可以为其它工业、农业和传统服务业做计算服务，共同形成全面的支撑关系，可见云计算作为现代服务业中一员可提供一切需要计算服务的请求。
3.2推动区域社会和经济更快发展
云计算作为一种计算模式，其重要特征就是资源整合，能够提供更强大的应用支撑能力，进一步推动区域信息化建设发展，为区域社会和经济更快更好地发展提供有力保障。
经过多年的建设，传统的无线城市在电子政务、电子商务等方面已经形成了多个应用平台，积累的大量的数据。但是这些平台之间是相互独立的，形成多个数据孤岛，并且普遍存在设备利用率低、管理维护成本高等问题。云计算中心的建设，使我们能够有效整合计算资源和数据，支撑更大规模的应用，处理更大规模的数据，并且能够对数据进行深度挖掘，从而为政府决策、企业发展、公众服务提供更好的平台。
对于中小企业，传统的IT模式需要在硬件设备上投入大量资金，而没能在预期时间内获取相应的收益，将面临很大的商业风险；面对迅速增长的市场机遇，则可能因为无法满足用户需求而错失市场机遇。在云计算环境下，用户可以随时根据业务规模，租借相应的硬件设备资源，可以灵活的适应业务变化，有效规避风险，更好的把握机遇。因而，云计算能够更好的降低中小企业风险，促进中小企业高效、健康发展。
3.3降低区域信息化的总体成本
云计算通过资源整合、统一管理和高效的资源流转，可以有效降低区域信息化的总体成本，从而降低信息化门槛，使得更多的单位和企业愿意通过信息化提高工作效率。
（1）降低投资成本
通常情况下，IT资源投资规划，往往是依照业务高峰负载时的需求进行采购，是一种负载最大化的规划形式。但在日常应用中，绝大多数时间里，IT资源的负载只有20%左右，导致大量的资源在低负荷中，被闲置浪费。云计算的突出特点，在于实现IT资源共享。可以在保证数据隔离的情况下，实现多个业务对物理资源的共享，即在实现安全性的前提下，有效提高物理资源的利用率。因而，采用云计算方案构建数据中心，可以将IT物理资源的利用率提高到80%以上，有效降低物理设备的投资规模，是更为高效的投资规划方向。
（2）提高利用率，降低日常运营成本
在白天业务高峰时，IT物理资源负载较高。而在夜间，IT物理资源负载很低。但为了保证业务的连续性，IT物理资源往往需要不间断运行，由此，在夜间负载很低时，IT物力资源也耗费了大量的电能。云计算，可以实现有效的绿色节能。在夜间负载低时，能够实现业务的不间断转移，可以有效将业务转移到部分IT物理资源上，而将其他空闲的物理资源关机或转入节能模式。经过实际验证，夜间，云计算可将80%的业务转移到20%的物理资源上，从而节约70%左右的电能。
（3）降低管理维护成本
传统的IT系统，服务器分散，大量的计算任务在桌面进行，每个单位和企业都要拿出相当的人力、物力进行IT系统的日常维护，包括硬件维修、软件升级、修补漏洞、查杀病毒等，甚至个人电脑重装系统都要浪费大量时间。云计算通过资源集中和统一管理，降低了这些单位和企业的日常维护工作量，大量的工作都转移到后台由专业人员完成，从而有效降低了管理维护成本。
3.4为数据安全提供保障
云计算通过将数据集中存放，降低了数据在个人手中遗失或者泄露的风险。同时，云计算中心还采用了多种安全手段和容灾备份手段，保证数据不会丢失，也不会被非法篡改。
4 结束语
智慧城市云的建设以最优方案使市民享受到最高效的信息资源服务，促进现代服务业健康高速发展。云计算中心可以聚合多个应用平台，对数据进行深度挖掘，从而为政府决策、企业发展、公众服务提供更好的平台。通过其负载均衡机制可以提高IT物理资源利用率，有效降低设备投资规模成本，从而降低能源浪费。其对资源的集中管理，能节省人力资源开支，降低维护成本。资源的高效流转中，信息化门槛降低，进程必然加快。
参考文献
以十三五规划落实为指引，全面部署落实全省信息化工作
召开一次全省信息化领导小组工作会议，回顾五年多来《浙江省信息化促进条例》贯彻实施情况，统筹研究全省信息化发展工作；
做好国家信息化顶层――《国家信息化发展战略纲要》和《“十三五”国家信息化规划》在浙江省的宣贯工作；
做好《浙江省信息化发展“十三五”规划（“数字浙江2.0”发展规划）》和《浙江省信息化和工业化深度融合国家示范区建设“十三五”规划（2016-2020年）》的实施工作，指导督促各地、各部门落实规划目标任务相关工作，推进全省信息化领域中重大工程、重大平台和重大项目的实施；
开展信息化发展水平考核评价和全省区域两化整合发展水平评估工作，继续做好对全省各市、县（市、区）信息化发展水平评价工作。进一步完善指标体系，优化工作流程，更加科学高效地开展区域两化融合水平评估工作，以评估为抓手，形成地区间比学赶超发展氛围。在此基础上，年度信息化发展和全省区域两化融合发展水平评估报告。
以制造业与互联网融合为主线，深入推进信息化与工业化深度融合国家示范区建设
深化“两化”深度融合国家示范试点区域建设。抓好26个“两化”深度融合国家示范区、6个试点区、160家两化融合综合示范试点企业建设，进一步按照示范区建设实施方案的内容加紧实施机联网、数字工厂、绿色制造等项目。加强对首批18个振兴实体经济（传统产业改造）财政专项激励的工业大县两化融合推进工作的指导，确定两化融合的相关考核内容，推动示范区开展制造业与互联网融合的相关示范试点工程。制定两化深度融合国家示范区验收管理办法，并对首批8个两化融合国家综合示范区和4个专项示范区开展检查验收工作。组织开展示范试点典型案例总结宣传推广。
积极推动制造业互联网“双创”平台建设。引导大型制造企业、互联网企业、电信运营商开放技术、人才、渠道等资源，构建基于互联网的制造业“双创”新生态，支持内外部创业创新。在全省创建20个制造业互联网“双创”示范平台，其中振兴实体经济（传统产业改造）财政专项激励的工业大县至少创建1个“双创”示范平台。引导龙头企业结合特色小镇、高新园区、开发区，建设“双创”空间，力争创建1个国家级制造业互联网“双创”示范平台。组织举办中国产业互联网“双创”大赛。
大力发展基于互联网的制造业新模式。引导制造业企业建立网络化制造资源协同平台，开展协同制造；推动传统生产模式向大规模个性定制转变，发展C2M个性化定制和柔性生产模式；推进企业运用互联网开展在线增值服务，鼓励企业发展面向智能产品和装备的产品全生命周期管理和服务。重点在服装、家电、家具等消费品行业和汽车、机床、叉车、船舶、电梯等装备制造行业培育100个个性化定制和一批协同制造、服务型制造等示范试点企业。鼓励企业申报国家有关基于互联网的制造新模式示范试点项目。
大力推进工业互联网、工业云和工业大数据应用。推进全省2000家重点工业企业开展工业互联网、工业云和工业大数据应用，发展智能制造。建成10个省级智能制造试点示范区，培育100家数字工厂（智能制造）示范企业。利用工业互联网、工业云、RFID（射频识别）与图像识别等智能识别技术，实现工厂内人与机器、机器与物料、机器与机器之间的互联和数据实时采集，运用大数据技术构建数据链，促进基于数据的生产、物流、仓储等环节高效协同，提升柔性化生产能力、精细化管控能力和智能化决策能力。
实施中小企业上云计划。聚焦中小企业云应用，依托产业集群和龙头企业，建设一批专业或行业性云平台，培育10万家上云企业。鼓励中小企业在研发、生产、管理、销售、服务等环节使用云技术，开展个性化定制、网络化协同制造、服务型制造和网上销售等活动，实现客户、供应商资源共享和产业链协同。发展工业电子商务，推进中小制造企业与电商企业、物流企业和金融企业的合作，基于电商云平台整合线上线下资源，打造制造、营销、物流和金融服务等高效协同的一体化新生态。组织召开云计算应用和产业推进大会，办好云栖大会，开展企业上云专项培训。
深入推进“机器换人”和智能装备发展。坚持“分类指导、典型示范、资金扶持、机制保障”的原则，大力推进机器换人、机器联网，推进30家机器换人行业试点，举办百场现场交流会，新增培育省级工程服务公司20家以上。落实“机器人+”行动计划，编制重点行业机器人应用指导意见，完成新增工业机器人1万台目标任务。推进感知互联的智能新产品新装备的研发，大力发展智能传感器、网络终端、工业机器人、数控装备、智能成套装等高端装备产业。
继续实施企业信息化“登高”计划。推动企业信息化从单向应用向综合集成、协同创新阶段登高，从内部纵向集成向企业之间横向集成和产业价值链端到端集成延伸，提升全产业链的要素资源配置效率。全省2000家重点工业企业资源计划普及率达到85%，制造执行系统普及率达到50%，机器联网率达到35%，供应链管理普及率达到70%，产品全生命周期管理系统普及率达到60%，装备数控化率达到50%，企业电子商务采购额和销售额占总采购额和总销售额的比例分别达到40%和55%以上，进入两化融合集成创新阶段的企业达到35%以上。
扎实推进两化融合管理体系贯标工作。重点抓好工信部批复的118家企业管理体系贯标试点，积极争取新增30家企业列入今年的工信部贯标试点。在振兴实体经济（传统产业改造）财政专项激励的工业大县、两化深度融合国家示范区，分别确定10家和5家贯标试点企业。贯标通过评定的企业数力争突破60家。加快培育互联网环境下的企业创新能力，依托两化融合咨服务平台，开展企业两化融合自评估、自诊断、自对标，力争在工信部的两化融合发展地图上有新突破。以两化融合管理体系标准为指导，推动企业业务流程再造和组织方式变革，提升企业管理能力。
以应用需求为引向，大力发展软件和信息技术服务业
提升两化融合的服务支撑能力。以提升行业系统解决方案设计、集成和应用能力为重点，支持重点行业工业互联网、信息物理系统（CPS）开发和应用试点。培育一批行业系统解决方案提供商，加快优秀解决方案的推广普及；培育一批服务于重点行业智能工厂建设的工业信息工程公司，新创建10家云工程云服务和工业信息工程省级重点企业研究院。加强两化融合产业链企业的合作，构建服务于两化融合的产业生态。发展集聚工业信息工程公司的产业互联网小镇。配合工信部召开全国两化融合系统解决方案现场会。
加快软件和信息技术服务业的创新发展。抓好《浙江省“十三五”软件和信息服务业发展规划》的实施，出台支持软件业发展的政策意见，落实好软件企业和软件产品税收优惠政策，完善产业统计制度。加快推进软件和信息服务业9个示范基地、10个特色基地和15个创业基地建设，提升杭州中国软件名城建设水平。加强工业软件支撑能力建设，开展工业技术软件化行动，重点发展以自动控制与感知技术、核心工业软硬件、工业互联网、工业云和智能服务平台“新四基”为核心的技术体系，推进人工智能、区块链、虚拟现实和增强现实等新兴产业的培育，全面提升制造业与互联网融合的有效供给能力。
培育大数据产业。贯彻落实《浙江省促进大数据发展实施计划》，扶持并培育一批大数据分析、大数据应用服务的龙头企业、一批创新型大数据应用类中小企业，加快形成协调发展的大数据产业体系。组织开展第二批大数据产业应用示范企业培育试点工作，建立一批大数据省级重点企业研究院，推动创建一批大数据应用示范工程，拓展大数据应用领域。培育数据资源交易市场试点。
加强工业控制信息安全保障。按照《工业控制系统信息安全防护指南》，指导企业做好工业控制系统信息安全防护，明确工业企业主体责任，提高安全防护意识，细化信息安全防护措施。加快完善网络与信息安全基础设施，研究建立面向工业领域的信息安全技术支撑、检查评估综合保障体系，开发并鼓励企业使用自主可控、安全可靠的工业控制系统。开展工业领域重点行业工业控制系统及相关信息系统安全检查和风险评估。
深化智慧城市建设与农业信息化发展
组织开展对20个省级智慧城市示范试点项目的检查验收及绩效评价工作。重点加快智慧政务、智慧高速、智慧交通、智慧车联网、智慧安防、智慧安监、智慧环保、智慧能源、智慧旅游、智慧健康服务、智慧物流、智慧消防等示范试点项目在全省推广与覆盖。
加快9个省级农业信息化示范试点建设，并筹备建O一批示范试点区。重点围绕农业产业集聚区与现代特色农业强镇建设，在温室大棚、畜禽养殖、大田生产、生态环境监控等重点领域与关键环节，推进信息技术应用。引导互联网企业建立一批农业销售服务平台，加强产销衔接。
强化城镇光网覆盖，城市全面具备100M以上接入能力。4G网络实现城乡全覆盖，争取5G试验网建设。实施农村海岛“扫盲除点”工程，基本具备50M以上接入能力。推进中国互联网络信息中心浙江分中心建设。细化落实省政府与中国电信、中国移动、中国联通和中国铁塔的战略合作协议，推进新技术产业应用示范项目，推进杭州国家互联网骨干直联点建设。全面推进全省三网融合。推进数据中心集约化绿色化，推广公众云计算和大数据服务。推进中小企业信息网络提速降费。
以营造发展氛围为目标，积极组织各类活动
牵头做好第四届世界互联网大会信息化工作部工作，组织筹备好大会期间的新技术新产品、浙江分论坛和互联网之光博览会、双创热土项目对接活动等重大活动；
筹办好中国产业互联网大会，充分发挥制造业和互联网双重基础优势，力争把大会打造为国内外有影响力的产业互联网新平台。
筹办好中国工业大数据（萧山）峰会等，通过活动平台制造业与互联网融合的前沿技术，推出一批典型企业和创新项目，宣传一批行业解决方案和商业新模式。
关键词 云计算 大数据 智慧农业
中图分类号：C37 文献标识码： A
1 概述
1.1 背景
农业是关系到国民经济基础的产业，世界上不论是发展中国家还是发达国家都非常重视农业的发展。对于我国，农业还有较多地区生产方式落后，生产效率相对低下，几乎没有信息化方面的投入；良种繁育不足，发展潜力受到限制，区域化信息严重不对称，没有统一的信息系统互通和平台信息共享；动物疾病频发，养殖、种植风险较大，检测调查缺乏；资源环境破坏，持续发展受到影响，政府的信息综合预警机制也一直得不到完善和健全；农业发展中还存在诸多问题，信息技术的普及，基层应用仍是我们目前急需解决的最大问题。。
1.2 目标
“智慧农业平台”采用云计算和大数据技术，从管理服务结构、终端布局设置、系统互联互通、垂直资源共享与管理功能覆盖五个层面搭建起新型信息化农业管控平台。进而推动农业信息技术的发展，加速农业现代化的实现，有效提升农业竞争力。“智慧农业平台”可以整合大量、分散的农业信息，建立农业数据库和各类应用系统；推进遥感等技术的发展及在全球定位系统、农业专家系统、农田遥感监测系统的应用；支持和促进虚拟技术、仿真技术、多媒体技术在虚拟农业领域的发展等。农业技术的发展不仅可以改变农业生产管理方式，促进农业主体由经验管理向科学管理转变，而且可以高效挖掘农业生产、经营、管理、服务领域规律，为各个环节的健康发展提供支持，进而推动农业现代化的实现，提升农业的整体竞争力。
2 原理
2.1 云计算
云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。
云计算包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
2.2 大数据
大数据技术（big data）指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。在《大数据时代》一书中大数据指不用随机分析法（抽样调查）这样的捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、value（价值）。
随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注。从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。
3 方案
3.1 架构
图1 总体架构图
智慧农业平台分三个层次，完成整个业务云平台的支撑。
资源层：提供云平台所需的信息资源和网络资源。信息资源和网络资源分为物联、互联和通信三类。
核心层：提供整个平台的所需要的计算资源、存储资源、桌面资源、数据资源，以及信息服务。整个核心层构成了农业公共信息平台。
业务层：提供云平台整体的业务功能，包含：农业管控系统、农业服务系统、技术推广系统、产业链业务系统、门户网站以及电子商务系统。
三个层次之外，还有两类接入实体，与云平台互动，形成完整的智慧农业平台生态环境。
3.2 组成
3.2.1 资源层
1.信息资源
信息资源根据采集和传输方式分为物联信息、互联信息和通信信息。
2.网络资源
网络资源根据所承载的内容和方式不同分为物联网、互联网和通信网。
3.2.2 核心层
1.云中心
提供整个平台运行和存储支撑，包括计算资源、存储资源、虚拟云桌面资源等。
云计算
利用云计算虚拟化技术，可以在整个基础架构范围内共享多台计算机的物理资源。利用虚拟机可以在多台虚拟机之间共享单台物理机的资源以实现最高效率。
云存储
利用弹性存储算法、跨广域网全局文件系统、可堆叠模块化设计等关键技术，基于TCP/IP或InfiniBand RDMA协议将物理分布的普通廉价的主流存储设备整合成高安全、高并发、易扩展、易整合、易管理的虚拟化存储池。
云桌面
通过各种协议连接到运行在服务器上的桌面的设备，为了充分利用已有资源，实现 IT 资产的最大化应用。
云管理
将原本静态分配的IT基础设施抽象为可管理、易于调度、按需分配的资源，并将这些资源统一管理提供按需灵活使用各类IT资源的服务。
2.云数据
为云平台提供数据支撑，包括基础的农业数据，以及业务相关数据等服务。
智慧农业是现代农业向往趋势之一，经济发展速度加快，工业化、智能化程度也进一步加深，人们对现今生活水平、生活追求、生活质量、生活中时间利用也提出了更高要求。资源节约和环境保护成为当今时代的主题之一，人们对美好生活向往和资源可持续利用越来越重视。实时监控和智能化管理对蔬菜生长进行监控，及时知道地表温湿度变化、光照强度、二氧化碳浓度、土壤酸碱度，准确掌控温棚里补水量，前提条件是蔬菜和瓜果重要质量之一。现在社会生产实践中都是利用电脑对温棚进行智能化控制，实际生产中，现在社会进步，移动端是现代生活必要之物之一，人们对移动端的了解也进一步加深，因此我们设计了这款APP@PC来满足智慧农业生产的需求，扩大农业经济效益。达到无人化，智能化，实现资源和人员最大经济化。
1 总体设计
ZigBee是一种新兴短距离、低速率、低功耗网络容量大无线网络技术之一，是介于蓝牙技术和WIFI无线之间技术之一，其基础是IEEE802.15.4协议， IEEE无线个人局域网工作组一项指标。鉴于该技术，系统设计ZigBee技术为核心，总体结构包括传感器节点、协调器节点、继电器控制节点、PC&PC管理组成，各节点随机分布，节点之间自组网，组网方式三种：一是星型；二是网状；三是树状；能够实现自组网，。ZigBee联盟对ZigBee标准制定：IEEE802.15.4物理层、MAC层及数据链路层，ZigBee网络层、加密层及应用描述层制定也取得了较大进展。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备基本节点4K字节或者作为Hub或路由器协调器32K字节。每个协调器理论值可连接多达65535个节点，多个路由终端可形成多种网络，路由传输路径可根据选择传输。ZigBee联盟还开发了安全层，保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络远距离传输不会被其他节点获得，网络信息经过协调器传至APP&PC数据显示和管理。
温棚环境参数准确上传，准确实时掌控数据，保证棚内植被正常生长，是该设计重要指标之一。如果温棚温度过高、土壤湿度、土壤PH值与栽种作物生长所需不同、光照不足。管理人员就可以使用手机打开APP&PC对参数进行调节，力保温棚的环境管理人员可控范围。其系统总体结构图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 硬件组成
保证系统稳定性，采用 ZigBee和WIFI无线通信，集成MCU 8051 CPU和WiFi芯片，智能网关采用ZIGBEE和WiFi芯片集成；采用无线WIFI模块通信，性能优良；协调器与WIFI采用串口通信模式；ZIGBEE伴随RF收发器系统分为三个部分组成：协调器 ，路由节点，终端设备。
终端设备：传感器节点：硬件由CC2530为核心处理器，RF无线收发模块，温湿度采集模块SHT11和PH计等传感器组成。继电器控制节点硬件由CC2530为核心处理器，RF无线收发模块、继电器模块HK4100F-DC5V-SHG组成，采用独立电源供电。
协调器节点：硬件由CC2530为核心处理器，RF无线收发模块组成。与终端设备代?a异同。
路由节点：和终端设备配置相同，烧录代码异同，其工作方式为无线通信，数据中转，传输至APP&PC。
2.2 模块地址异同
CC2530拥有16位物理地址，地址分配取决于网络架构，分别三个值决定：
1）网络最大深度L
2）每个父亲设备上孩子数C
3）第二个子设备中有几个路由器设备R
根据三要素可推出某父亲设备路由间隔 C（d）
该公式计算Aparent这个父亲设备分配第n个终端设备地址An。
鉴于该设计，每块芯片拥有一个网络分配给子节点短地址，是该设备在zigbee网络中通信地址之一，此地址不唯一，时常组网芯片通信短地址不唯一。通信地址64位长地址是唯一；芯片收到短地址立即回复一个信息反馈协调器，实现一次数据通信成功上传。设计采用WIFI传数据上PC和APP端，WIFI和zigbee协调器相互转化，实现数据交汇，实现数据上传和下发指令。
3 系统软件设计
软件设计采用zigbee自组网机制，采集数据信息经WIFI协议，传输数据层，实现整个设计自动化实现控制。协调器节点与传感器节点、控制节点无线通信协议以IEEE802.15.4协议进行通信，采用MESH网络组网，实现自组网络。
3.1 传感器节点程序设计
传感器节点流程图如图2所示，首先初始化硬件和标准2007协议栈，节点是否加入协调器网络，其次查看该节点数据，由CC2530 RF收发模块将采集质量信息传送给协调器，再由ZIGBEE转WIFI转入数据端进行显示并实现相应控制指令。实现数据和指令上传和下发功能。
3.2 协调器接收和转发数据程序设计
协调器节点程序流程图如图3所示。首先初始化整个硬件，发出组网命令，网络判断是否有子设备加入；其次检测是否数??上传三次协议，数据经CC2530串口发送WIFI，协议上发到控制终端；最后选择查看所有节点，组网的命令发送结束，设备列表中子设备网络还未组好网络，再一次上发组网命令，实现自组网结束。如果移动端一旦发出命令，所有设备处于带工作状态。指令一经触发，设置好装温湿度和其他参数后。数据开始上传和数据下发指令，与之设定值相比较，温湿度上传作比较，其他参数相同，设定范围内，执行机构不执行，反之动作，既能实现智能化，又能实现自动化过程。
4 数据测试与分析
图4中湿度范围值设定和LED调光设置，根据各种植被需要选择不同的范围，使其适合生长；网络连接和退出系统是两个选择；应对移动端连接本地的网络，数据通过本地WIFI传输至APP&PC，实现数据交汇。图中圆盘功能是对大棚光照强度电机控制，光照强度弱，电机正转，反之反转，实现植被光合作用充分吸收。
手动控制和智能控制是该设计最大的难点。
图5中功能有报警，温湿度显示，风扇等节点；设定相应的范围值，终端数据上传至移动端，实现数据交汇，与设定值相比较，终端上传的数据图中温度，湿度，风扇，报警等实时显示。数据上传至协调器节点，数据再次转发，移动终端收到数据，显示实时数据，与之相比较，执行机构做出相应机构。实现智能化，自动化管理现代农业。
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