智慧農業科技園區方案設計探討

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摘要：隨著社會經濟的發展，各種信息化技術發展日新月異，智慧城市建設逐步得到國家及地方政府的重視。與此同時，農業科技園區的智能化建設也將成為新型智慧城市建設的重點內容。針對智慧農業科技園區的智能應用的問題，本文提出了智能平臺方案設計，利用5G、人工智能、云計算、物聯網、移動互聯網等新型信息化技術，解決傳統農業科技園區長期面臨的服務體驗感知差、綜合安全性較弱、運營效能較低、管理難度大、業務創新困難等問題。智能平臺不僅可以為用戶提供更好的服務感知，而且能夠幫助企業通過數字化轉型實現創新發展。農業科技園區利用智能平臺，可以使農業科技園的相關業務系統更加開放，通過數據融合共享到業務功能集成，幫助用戶解決使用傳統技術手段難以甚至無法解決的業務問題、管理問題。

關鍵詞：5G；云計算；農業科技園；物聯網

1引言

隨著社會的發展，城市的發展更加需要信息化、智能化的服務，逐步發展成為智慧城市。因此，智慧城市變成了全球城市發展的新的風向標。智慧城市建設引入了大數據、云計算、AI等新的高科技與最前沿的技術，這些科技信息技術讓城市變得更加智能化，使城市運轉更加高效，方便了城市的外來人員，使城市更具有開放性、包容性。人們使用新的科技與最前沿的技術指導城市的發展規劃，管理城市更加便捷，使城市服務更加便利化，讓城市能夠充分利用與調配資源。隨著智慧城市的建設，智慧園區的發展便成為了城市建設內容的一個重要元素，與智慧城市的發展相輔相成。智慧園區作為智慧城市建設內容的一個重要元素，在智慧城市建設中具有很重大的意義，同時也是智慧城市實現信息化建設的重要戰略表現形式。產業園區作為新型戰略性的產業重要實現途徑，是增強國家經濟實力的一種重要方式，同時作為發展經濟的重要載體，也為產業經濟轉型升級帶來新的天地，因此產業園區需要引進新技術指導園區進行合理的規劃，使園區更加智能，更加智慧，所以發展集聚性的產業與園區成為政府主要工作任務與焦點[1]。隨著智慧城市的發展，智能園區的建設在全國遍地開花，東南沿海的城市與其他一些大城市把園區的發展作為一個典型的工程。智慧園區的發展視情況而定，在園區的發展形式上，智慧園區的建設主體內容與架構有所不同，同時智慧園區在信息化方面的需求也有所差異，不能按照統一的標準進行建設[2]。在智慧園區發展當中，特別是農業科技園區的發展，成為了國家布局中一個重要的戰略，也是國家發展的一個重要內容，成為了發展農業的一個重要的板塊、一個重要的切入點。為貫徹落實“十三五”國家科技創新規劃和“十三五”農業農村科技創新規劃的要求，要重點建設農業園區，加快建設農業智慧園區。

2智能平臺總體設計

智慧園區建設的整體設計融合了尖端和最新技術的應用。農業科技園區建設要根據當地農業科技園區的現狀，同時也要符合當地農業現狀與農業生產及銷售需求，農業科技園區信息化的建設要考慮當地的經濟狀況及當地信息化建設狀態，從多個方面進行考慮，重點考量的是信息化系統的建設，以及農產品生產銷售等相關的業務辦理等。智慧園區信息化的建設在底層要考慮數據的收集、上傳、處理，同時也要考慮使用大數據云計算技術挖掘有價值的數據。建設智慧園區要根據建設模塊、建設重點內容的目標定位及實施流程進行設計[3]。智慧園區的大數據平臺建設包含多個模塊，設計方案中的大數據平臺的模塊建設要根據不同的需求及現狀進行，設計方案要滿足不同的人的需求，要滿足不同的單位及群體的需求及現狀，同時也要參考單位與政府的規劃。設計方案時要根據當地的信息化現狀及不同單位、部門的現狀和需求等情況進行分析。智慧園區的大數據平臺規劃的重點定位是指在智慧園區的總體規劃中對重點建設的內容進行規劃、設計、管控。智慧園區建設重點包含園區基礎網絡建設、數據平臺及數據庫的建設、智能應用的建設。首先，智慧園區的基礎網絡建設是園區重要的基礎，基礎網絡建設包含5G網絡建設、園區寬帶網絡建設、園區大樓的弱電網絡綜合布線系統建設、涉及到農業生產及銷售的物聯網等基礎設施網絡建設。其次，是大數據平臺建設，農業生產涉及到土地資源、環境監測與管理、企業管理、車輛管理等相關領域應用，需收集整合類似應用數據，根據需求建設響應數據庫，如土地資源數據庫、環境監測數據庫、企業管理數據庫、車輛管理數據庫等。最后，要建設的是智慧園區的各種智能應用，如建設便民服務系統、一卡通系統、環境監控監測管理系統等。根據建設的緊迫性，分階段制定和實施智慧園區總體建設方案。智慧園區的建設總體上可以分為四步進行實施：第一階段（初期），著重解決基礎設施，重點建設基礎設施網絡，對涉及的相關機房與基礎網絡進行規劃設計、升級改造，同時對緊急應用的基礎平臺與緊急使用的應用系統進行小量的建設與規劃；第二階段（完善），在上一階段基礎上完善大數據平臺的功能與應用，開發與創建園區成熟的智能應用；第三階段（拓展），可以拓展智能應用的前期開發建設，挖掘深度、拓寬范圍，實現全方位的智能服務；第四階段（開發），智能園區可不斷升級改造，全面提升園區內硬件基礎設施與軟件相應的功能應用，在大數據平臺建設完成后，收集相關的數據信息，對相應的數據進行分析對比，用于指導智慧園區的相關決策，同時要建設領導駕駛艙，便于對各項事務進行分析與決策。

3智慧園區平臺設計

智慧園區的整個智能平臺的設計在技術方面要結合現在的最新技術，同時也要考慮技術的超前性；在現狀方面要綜合考慮當地的經濟狀況及信息化建設狀況，同時也要考慮對相關資源進行整合。整個平臺既要完成對底層數據的收集、上傳，又要對收集到的數據進行處理，使用大數據技術對相關的數據進行開發與挖掘。因此，智慧園區的整個智能平臺設計要考慮從底層到應用各方面，整個平臺的邏輯架構分別是基礎層、數據層、平臺層、應用層、表示層和服務層[4]，具體如圖1所示。

3.1基礎層

這是智慧園區的基礎設施，是智能平臺建設的基礎設施建設，主要建設內容包含有園區的基礎網絡設施、基礎硬件設施、各類應用系統相關的設備、機房、智慧園區的指揮管理中心、相關的綜合布線系統等設施設備。主要解決智慧園區的相關數據信息的采集、梳理、匯聚及傳遞。

3.2數據層

這是智慧園區的數據中心，是整個平臺的數據來源，存儲了各類數據，用于對農業科技園區管理，把收集到的數據分類進行存儲。把相關類型的數據分類建立數據庫，形成多種類型的動態數據庫，這樣有利于智慧園區的各種相關數據資源進行集中分類存儲，分別供數據平臺提取，進行數據的處理、資源共享及交換。

3.3平臺層

這是智慧園區整個平臺的核心層，是智慧園區建設的重點內容，整個平臺中智能應用的數據處理中心，不僅要對基礎層收集的數據進行聚類分析、篩選分析、處理等操作步驟形成有用的數據信息，以供各種智能應用調用，還要對應用層的各種智能應用支持，實現智能應用的良好的體驗感覺。智慧園區的數據平臺基于GIS系統與BIM系統來實現園區的虛擬化功能，平臺構件中主要包含了數字白板。

3.4應用層

設計了多種智能應用，主要為農業科技園區的日常運營管理和服務提供方便。

3.5表示層

這是智慧農業科技園區管理功能和應用服務的通道與展現方式，面向使用者的移動終端、電腦、園區消息展示大屏幕等終端設備，是使用者使用各種智能應用的入口通道。

3.6服務層

智慧農業科技園區服務的對象主要是企業內部的管理人員、企業內部員工、智慧園區的運營人員及來訪參觀人員。

4智慧農業科技園區平臺建設內容

智慧農業科技園區建設是一個龐大的系統建設，其主要的內容有基礎設施建設、平臺建設、應用系統的建設：基礎設施建設包括基礎網絡建設、指揮控制中心建設、機房建設及相關弱電配套建設；平臺建設包括運營管理平臺的建設、數據平臺建設及數據倉庫的建設、數字白板建設、管理服務平臺建設。

4.1基礎設施建設

智慧農業科技園區的基礎設施建設是整個農業科技園區建設的基礎部分，也是智慧農業科技園的智能平臺建設的奠基石，只有這些基礎設施建成之后，才能提供給智慧園區相應的服務，智慧園區的管理借助這些基礎設施才能發揮更大的作用，智慧園區的各種智能應用及相關的智能服務體驗是在相關的基礎設施建成基礎上實現的。智慧農業科技園區基礎設施建設既要有各種智能應用的底層設備，還要有基礎網絡相關的硬件基礎，基礎硬件設施建設中含有通信網絡建設、數據中心機房建設；相關的應用功能要實現對設備接入進行管理，對園區的安全進行管理，對園區的相關的能源進行監測、控制、管理等。農業科技園區基礎網絡架構如圖2所示。智慧農業科技園區的基礎網絡建設主要含有園區的寬帶網絡的建設、移動接入網絡建設、園區內的建筑物圖2農業科技園區基礎網弱電綜合布線系統建設、農業生產傳感器網絡建設、農產品生產銷售的物聯網建設。這些基礎網絡為農業科技園區智能平臺的各種業務系統的處理提供了數據信息，同時為數據信息進行傳輸、收集、聚集、處理提供了一個良好的保障。我們準備通過使用有線接入網絡來解決辦公樓和設施的綜合網絡布線的問題。在農業生產物聯網的建設中，要使用LoRa、窄帶物聯網、5G、無線網、藍牙等多種技術方式進行組網[5]。數據中心機房是園區弱電信息化建設的基礎條件，是各種存儲設備、相關的應用系統設備、數據處理設備集中放置地，也是園區的運營中心、平臺的控制中心。門禁管理主要解決科技園區的進出口/樓宇進出口的管理、園區的進出人員的管理、園區車輛進出的管理。停車管理系統管理車輛的進出與停車及其他的門禁系統、訪客管理系統等。

4.2數字白板建設

智慧科技園區數字化建設不是單一系統的建設，是在GIS地圖系統與BIM系統建設基礎上進行建設，利用物聯網、人工智能等新一代信息技術在智慧農業科技園區物理空間智能平臺上虛擬建設一個比較直觀的園區空間的可視化圖形。把相關的數據庫加載一起使用，處理相關的數據，這些數據來源于相關的數據庫，例如空間地理信息數據、基礎設施數據、傳感器網絡數據、生態環境數據、人員活動數據等各種數據，利用平臺與相關的數據科技模擬出供管理人員直觀觀看的一些圖像與表格數據，根據這些數據信息，管理人員能夠準確地做出相關決策，構建出直觀的領導駕駛艙。農業科技園區智能平臺建設要采用先進的區塊鏈技術。區塊鏈技術是一種不可更改的技術，對關鍵信息采用無核心處理的分布式技術，支持廣泛的分布式存儲技術，對信息實現不可更改的加密處理。數字白板一方面可以展示圖像，另一方面可以利用區塊鏈技術對相關的歷史記錄與數據進行探索研究，同時可以保護數據不被篡改，這樣既保護了數據提供商的合法權益，同時也對數據及相關的記錄進行數字確認。

4.3運營管理平臺建設

智慧農業科技園區運營管理平臺負責整個智慧園區智能系統的智能化應用正常運轉，管理整個園區，并服務相關的人員。整個智慧園區的智能系統有智慧停車系統、生產物聯網管理系統、監管系統、能源管理系統、園區環境監管平臺、園區安全系統、OA系統。生產物聯網綜合管理平臺主要是解決各個企業生產過程中的物聯網監管及相關的生產數據收集、匯聚、傳輸、處理等相關問題，可以對相關企業再生產過程中使用的終端設備進行協同監管，管理平臺可以同時調用相關的智能平臺與園區OA協同辦公系統進行工作，這樣能夠保障園區收集的數據格式統一，有利于園區相關的數據的統一采集、傳輸和分類存儲，能夠實現數據資源共享和優化管理等綜合功能。

4.4綜合服務平臺建設

智慧農業科技園區綜合服務平臺主要為智慧園區內相關企業提供相關的綜合服務，同時也要為園區的相關人員提供綜合服務的平臺。利用園區相關的運營管理平臺解決數據處理問題，同時也要和其他的相關服務平臺接通，這樣能夠實現園區內的相關數據及平臺之間的數據信息共享。主要服務對象有企業和企業員工、園區的管理人員。入駐園區的企業，借助園區的在線協同辦公系統、產品交易服務、專家咨詢服務、園區環境數據共享服務等相關平臺功能，實現相關的生產、銷售、售后服務。員工與相關的管理人員，能夠使用園區的物業服務、一卡通服務、通知公告等相關的配套服務功能。此外，綜合服務平臺還可以將生產時收集的數據信息交給處理平臺，通過分析平臺進行處理，提取相關的關鍵性信息，能夠指導園區的運營管理服務。

5結語

本文提出了農業科技園區智能平臺的方案設計，應用5G、人工智能、云計算、物聯網、移動互聯網等新的ICT技術，解決傳統農業科技園區長期面臨的綜合保障薄弱、運營效率低、管理成本高、業務創新難度大、服務體驗差等痛點。智慧平臺的建設能夠不斷發現新的需求，更好地滿足園區企業的運營和發展。

參考文獻

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[5]孫志國,冀智強,王紅艷,等.農業科技園區低功耗廣域網絡搭建實踐與展望[J].農業展望,2019,15(10):104-107.

作者：秦紅濤 李國領 葉亞偉 禹福春 單位：中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司