周 萍

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淺議茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺的構建

周 萍

福建第三方點評信息咨詢有限公司

該文探討了構建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺的現(xiàn)實意義、技術路線、平臺內(nèi)容及應用，通過該平臺推廣和示范，實現(xiàn)福建省茶產(chǎn)業(yè)鏈的智能監(jiān)測與管理。

茶產(chǎn)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng) 示范社 公共服務平臺

福建是我國產(chǎn)茶大省，制茶、飲茶、販茶歷史悠久，源于漢、興于唐、盛于宋。福建也是著名的特種茶產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)制烏龍茶、綠茶、紅茶、白茶四大茶類及再加工類的花茶，種類繁多。近年來，IPv6、云計算、云服務、網(wǎng)格技術等新技術應用范圍逐漸擴大，移動通訊技術與移動物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)技術的強勢發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)的普及與三網(wǎng)融合，正滲透到廣大茶產(chǎn)業(yè)與農(nóng)村領域，結合傳感器網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、智能信息系統(tǒng)的開發(fā)，對現(xiàn)有茶業(yè)信息應用手段產(chǎn)生了巨大變革。

1 構建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺的現(xiàn)實意義

1.1 促進茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

移動物聯(lián)網(wǎng)與3G移動通訊技術的普及應用及其與茶業(yè)產(chǎn)業(yè)結合的專業(yè)應用正成為各大通信運營商的推進熱點，構建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺將推進茶產(chǎn)業(yè)專用傳感器、無線傳感網(wǎng)（WSN）、移動通信、自動化控制、茶業(yè)專用軟件等新興信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.2 促進茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

建設“茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺”,不僅對促進茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展意義重大，而且能為規(guī)?；铇I(yè)生產(chǎn)企業(yè)提供低成本、高效能的綜合性物聯(lián)網(wǎng)服務，有效促進茶產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化發(fā)展，還對茶業(yè)智能化、自動化和信息化改造和提升起著重大作用，有助于實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)減人化的精益管理模式的探索，實現(xiàn)低耗環(huán)保和增產(chǎn)增收，進一步實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源和質(zhì)量安全監(jiān)控。

平臺的建設有力促進茶產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式、管理方式和發(fā)展方式升級和轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)對茶園生產(chǎn)基地、茶葉加工、包裝、儲運、流通、銷售、追溯的全過程進行實時監(jiān)控、定位、跟蹤和管理，實現(xiàn)傳統(tǒng)茶葉種植向現(xiàn)代茶葉精細化種植轉(zhuǎn)變的重要支撐，是未來現(xiàn)代茶葉種植發(fā)展的基本方向，促進了茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.3 促進農(nóng)民增收

通過本平臺的建設，將現(xiàn)代信息技術應用于茶葉生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，以工業(yè)的標準化、自動化來管理茶業(yè)，有利于提高茶葉產(chǎn)業(yè)整體經(jīng)濟效益，帶動茶產(chǎn)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，促進農(nóng)民增收。

1.4 推進示范社標準體系建設

本平臺旨在通過物聯(lián)網(wǎng)的建設，不斷優(yōu)化企業(yè)科技創(chuàng)新環(huán)境，確立企業(yè)科技創(chuàng)新的主體地位，提升龍頭企業(yè)的輻射帶動作用和可持續(xù)發(fā)展能力，推進福建茶葉又好又快發(fā)展，推進示范社標準體系建設。

2 構建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺的技術路線及內(nèi)容

2.1 傳感與智能決策系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件主體框架采用B/S模式，通過采用無線控制的方式來實現(xiàn)遠程的智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)由主站和子站組成。主站向子站下達命令，子站接收命令后，采集信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制電磁閥的工作狀態(tài)，并把信號向主站發(fā)送，主站接收數(shù)據(jù)進行存儲，上位機發(fā)送控制指令后，跟當前的系統(tǒng)進行對比，一旦指令不沖突就可以實現(xiàn)遠程控制。該系統(tǒng)是一個具有獨立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、模型計算程序庫和簡潔的人機交互界面以及一定的推理功能和最終結果圖文輸出功能的軟件系統(tǒng)。通過集成信息技術領域已有共性關鍵技術產(chǎn)品和市場上茶業(yè)領域多年來積累的無線傳感器網(wǎng)絡技術研究成果，構建節(jié)水控制推廣應用新模式。

本項目在茶園的內(nèi)部安裝可旋轉(zhuǎn)變焦式半球形攝像機器人及行走導軌；若干溫濕度、土壤酸堿度、壓感式傳感器立體式分布在田間與溫室茶園，前端設備通過有線（網(wǎng)線）或無線（WiFi&3G&ZigBee）傳輸方式連接至SMS采集設備，通過該設備將視頻信號與傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)一壓縮編碼（可將數(shù)據(jù)信息疊加至監(jiān)控畫面，也可分離上傳）上傳至服務器集群，可供用戶以B/S架構隨時隨地以廣域網(wǎng)方式登錄、連接及調(diào)用，實時觀看田間作物的生長情況與各種歷史操作信息；同時SMS采集設備可將編碼數(shù)據(jù)輸出至本地農(nóng)場接收設備。加以后臺分析系統(tǒng)，可以時刻監(jiān)控田間溫度、濕度等數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)值高于設定濕度值時，專家系統(tǒng)將自動發(fā)送指令傳導到執(zhí)行機構，自動連接至澆灌終端，打開噴頭，自動澆灌；當專家系統(tǒng)采集到的濕度信息低于額定數(shù)值的時候，則通過執(zhí)行機構控制自動停止?jié)补?；當有人闖入時，攝像機的自動報警功能將發(fā)送報警信號至SMS設備，SMS設備將傳送至終端同時發(fā)送聲光電報警信息至相關人員。散布于茶園外的壓感式傳感器，采用第三代以目標驅(qū)動為特征的防入侵技術，可以輕松鑒別是一般動物還是人，從而避免誤報、錯報、漏報等現(xiàn)象的發(fā)生。這大大減輕了農(nóng)場管理人員配備與巡查工作負擔，減少了操作出錯率，增加了生產(chǎn)、管理的效率，以達到精益茶業(yè)的目的。

針對茶葉種植環(huán)境，本項目通過監(jiān)控空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強度等參數(shù)，科學調(diào)節(jié)溫、濕、光、水等環(huán)境參數(shù)控制設備，為茶葉生產(chǎn)創(chuàng)造一個最適宜的生長環(huán)境，為建設精準茶業(yè)提供重要的技術支撐，大大提高了農(nóng)場規(guī)?；a(chǎn)的科技水平。

2.2 公共茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務平臺體系

公共物聯(lián)網(wǎng)服務平臺體系以數(shù)據(jù)倉庫為核心，通過信息采集界面與接口收錄匯總各類基礎數(shù)據(jù)和茶業(yè)技術、茶業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)和傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，根據(jù)來自界面與接口的信息提取請求提供相關的服務數(shù)據(jù)如信息查詢、執(zhí)行機構控制數(shù)據(jù)集等。當數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)積累到一定程度之后，即可進行數(shù)據(jù)挖掘，尋找對茶業(yè)生產(chǎn)決策系統(tǒng)進行優(yōu)化改進的線索。

2.3 建立相關標準接口

以為農(nóng)民提供咨詢和服務的信息系統(tǒng)為核心的農(nóng)村信息化是推進我國國民經(jīng)濟信息化的關鍵，是一項系統(tǒng)工程，是國家信息化建設的重要領域。因此，標準化作為支撐農(nóng)村信息化建設的重要手段，是農(nóng)村信息系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享、業(yè)務協(xié)同、安全可靠的前提。我國農(nóng)村信息化系統(tǒng)各式各樣，標準不統(tǒng)一，標準化的重要性愈來愈明顯。設計一個標準化支持工具并實現(xiàn)其原型，該工具是一個基于XML的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中間件，按照SPDL編寫的轉(zhuǎn)換規(guī)則和轉(zhuǎn)換規(guī)則的執(zhí)行解釋方法，實現(xiàn)了XML模式與關系模式的轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)接口和不同數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，有利于農(nóng)村信息化標準的貫徹執(zhí)行。

應用系統(tǒng)需符合國際通用標準規(guī)范，支持基于Internet的三層架構，支持多種主流關系數(shù)據(jù)庫，提供XML標準接口支持，適合不同規(guī)模用戶的需求。

2.4 建立統(tǒng)一架構

隨著信息時代的到來，人們獲得了方便的信息提取手段，也面臨著復雜的海量數(shù)據(jù)處理問題，尤其是在面對模式識別、數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理與機器學習領域中的海量數(shù)據(jù)時，這些數(shù)據(jù)往往都呈現(xiàn)出高維數(shù)、高增長率、難以被人感知等特點，如何從這些數(shù)據(jù)中合理有效地找到對人們有用的信息，成為亟待解決的問題。

業(yè)務系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)統(tǒng)一架構體系，具備保持基本功能統(tǒng)一的前提下，能靈活開發(fā)擴展功能，并采用統(tǒng)一的接口技術和接口規(guī)范，保證后臺信息和各個系統(tǒng)進行集成。提供相關檢索接口，有利于使用者在大量的數(shù)據(jù)面前獲得自己想獲取的資料。

2.5 關鍵技術

JCR SYSTEM物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理平臺是一種可擴展的開放性物聯(lián)網(wǎng)中間件軟件平臺，支持“不同廠家、不同型號、不同通信方式、不同通信協(xié)議、不同數(shù)據(jù)格式”的物聯(lián)網(wǎng)RFID終端設備，為應用軟件提供基于SQL標準的的表數(shù)據(jù)調(diào)用，徹底擺脫讀寫器非標準化協(xié)議帶來的開發(fā)、維護和擴展的限制。其技術特點是：（1）獨特的智能故障處理技術；（2）獨特的開放式設備管理技術；（3）獨特的數(shù)據(jù)分析技術；（4）強大的多任務并發(fā)處理技術；（5）標準化數(shù)據(jù)輸出技術。

3 茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺專家的主要作用

通過建立茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺，集結省內(nèi)外相關領域?qū)＜遥_展專家咨詢診斷服務，實現(xiàn)操作規(guī)范、技術標準。建立以下類別專家?guī)欤阂活愂怯新毞Q的官方認可專家，一類是有勞動技能證的評茶師、制茶師、茶藝師等活躍人群。茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺專家的主要作用體現(xiàn)在：

（1）品種培育。依托省茶葉研究所，對新品種培育推廣跟蹤服務，讓專家深入田間地頭指導生產(chǎn)。

（2）工藝改進。通過每月線下主題茶事活動征集樣品，統(tǒng)一由平臺專家組織感官審評，并發(fā)布評價報告，幫助茶葉生產(chǎn)者改進生產(chǎn)工藝缺陷，提升品質(zhì)。通過專家講解，同時也提高品茶人鑒賞能力。

（3）技藝傳承。由非遺傳承人組成，有利于開展制茶技藝傳幫帶工作，讓年輕一代茶師傳承精湛制茶工藝，并得到良好的創(chuàng)新。

（4）感官審評。依托省農(nóng)業(yè)廳專家組、高校、茶葉局，對樣品進行審評，并提出工藝改進建議。在茶事活動中通過現(xiàn)場直播講解，為廣大茶葉愛好者提供更好的學習和交流平臺。

（5）生化檢驗。依托省茶葉檢驗站的技術和設備力量，保障農(nóng)殘安全，并做有效成分利用研究，促進茶產(chǎn)業(yè)精深加工。

（6）電商服務。本平臺可為茶葉電商提供第三方評價服務，使平臺出具的品鑒報告成為網(wǎng)絡消費者的購買參考與依據(jù)。

（7）大宗商品采購。為福建龍頭企業(yè)提供更多的生產(chǎn)資源，通過龍頭企業(yè)產(chǎn)品名優(yōu)化提升行業(yè)品質(zhì)。

（8）為精準扶貧服務。貫徹落實黨中央金融支持精準扶貧政策，對福建邊遠高山地區(qū)的茶農(nóng)加強小額貸政策落實推廣，宣傳到戶。以扶貧免息貼息方式讓農(nóng)民得到優(yōu)惠的資金，利用本平臺提供技術支撐，指導茶葉生產(chǎn)規(guī)范化、標準化、名優(yōu)化，最終在平臺進行統(tǒng)一銷售。這樣既幫助邊遠地區(qū)茶農(nóng)有效脫貧，也有利于發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，培育特色茶產(chǎn)業(yè)。

4 結論與展望

構建茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范社公共服務平臺，實現(xiàn)了茶葉基礎數(shù)據(jù)的采集，通過各種增值服務（包含電商服務、數(shù)據(jù)服務、金融服務等））幫助企業(yè)進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。平臺的最終全面實施將為整個農(nóng)業(yè)提供全面的信息服務，有效促進農(nóng)業(yè)的信息化、現(xiàn)代化，為全面推動我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化奠定堅實的基礎。

平臺建成后，核心示范應用規(guī)模面積達10000畝以上，建立科技示范戶500戶，培訓各類茶業(yè)應用人員5000人次，一年內(nèi)吸引規(guī)模化茶業(yè)生產(chǎn)企業(yè)50家以上加入到物聯(lián)網(wǎng)應用平臺中，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

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