■冀翼 田振川

〔郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州450004〕

基于“互联网+”的棉花生产大数据处理

■冀翼 田振川

〔郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州450004〕

在2015年的两会上，李克强总理提出了“互联网+”行动计划，多次提到“互联网”、“大数据”等关键词，这意味着基于“互联网”和“大数据”的信息化发展是被纳入国家发展计划中的重要战略，农业信息化也是这一战略的重要组成部分。为了弥补棉花生产信息化程度较弱的不足，将棉花生产的各个环节：种植、收购、加工、销售、数据追溯、价格补贴等工作都用信息化的手段来管理和解决，然后通过互联网将每个环节的数据汇集到统一的数据库，形成棉花生产大数据处理和管理平台。这个平台一方面为棉花生产各个环节工作提供服务，另一方面也为政府管理部门提供宏观决策数据、为棉纺企业精细配棉提供服务。

一、建立棉花生产综合数据处理平台

目标建设一套棉花生产全程信息化管理体系平台，针对棉花生产、收购、加工、销售、质量追溯、电子商务各个环节进行全程信息化管理和服务。具体需要开发农田管理系统、棉花种植管理系统、籽棉收购管理系统、皮棉加工管理系统、皮棉销售管理系统、电子商务系统等子系统，这些系统用互联网联接，最终形成一个棉花生产数据综合管理平台。

（一）农田管理、棉花种植、采摘进度等农业生产管理信息系统

农业生产管理利用地理信息系统技术实现，兵团、师、团各级管理部门能够直观、全面、及时地了解各地的农业生产情况，为管理部门提供决策数据。采用WebGIS技术，建立地理信息系统网站，网站提供产棉区电子地图，每个地图包含多个图层：农田基本信息图层、棉花采摘图层、测土施肥图层、灌溉图层、棉花长势图层，用户可以在网页上选择不同图层查看不同时期的地块信息、当前状态以及预测后期走势信息。

（二）籽棉收购管理系统

建设一卡通籽棉收购信息管理系统，交售籽棉的棉农信息通过网络采集录入，与智能IC卡绑定，棉农在排队、水分检测、过毛重和皮重结算，最终的数据查询都需要刷卡进行；回潮率采用无线多点式籽棉水分测试仪检测，检验结果通过无线网络发送到服务器数据库，实现二维码密码检验；利用电子磅将籽棉重量信息自动输入计算机、自动结算、统计汇总；采用LED显示屏实时显示每车花的棉农信息、检验信息和重量信息；安装高清摄像装置，全程监控每车棉花的交售过程；籽棉收购数据实时上传远程数据库。一卡通籽棉收购信息管理系统使整个籽棉收购过程方便、快捷、高效，降低了人工成本和劳动强度，提高了籽棉收购的效率，数据安全并保证收购过程和结果的公平、公正。

（三）棉花加工生产线智能测控管理系统

棉花加工生产线智能测控系统中，通过棉垛温湿度检测仪、籽棉水分在线检测装置、皮棉在线检测装置、电流互感器、温度传感器、转速传感器、火花探测器等实时检测生产线籽棉、皮棉水分和关键设备的运行状态，实现棉花加工生产线关键参数实时检测、设备故障报警、设备安全控制。这些设备的应用，为棉花加工厂的棉花加工过程提供了安全的屏障，同时也为棉花加工厂节能减排提供了可靠的数据。

（四）产棉区农民专业合作社管理系统

目前，在我国农村建立了许多农民专业合作社，产棉区的合作社成员包括轧花厂和棉农。合作社管理系统将为轧花厂提供棉农信息管理、棉田信息管理、籽棉收购管理等服务；帮助轧花厂收购更多、质量更好的籽棉；为棉民提供种子、化肥等农资信息服务和籽棉价格、轧花厂收购政策等信息服务。

（五）产棉区综合商务管理系统

产棉区综合商务管理系统是针对产棉区设计的一套以商品推广、交易为目的的计算机网络服务系统，是对籽棉收购系统的功能扩展和价值提升，服务对象是轧花厂、棉农、商户，采用会员制管理，帮助轧花厂会员更方便、更多地收购籽棉，引导棉农会员更加明白地交售棉花和购买更加物美价廉的商品，促进农资商、普通商店或超市会员销售更多的商品。

（六）棉花生产综合信息管理系统

在新疆建设兵团，棉花生产综合信息管理系统通过互联网将棉农、连队、轧花厂、团部、师部、兵团各级部门关联起来。在地方，棉花生产综合信息管理系统通过互联网将棉农、乡镇、县市，省各级部门关联起来，每个轧花厂收购的籽棉数据实时上传到网站，网站上有丰富的数据报表，每级管理部门可以在权限范围内查询、下载这些报表。除了对收购信息的管理，各级管理部门还可以通过网站对棉农进行管理，有关部门可以对棉农的身份信息、棉花种植信息、土地信息进行管理，提高了农业政府机关的管理效率。

二、“互联网+”棉花生产大数据处理的系统设计

（一）总体架构

棉花生产综合数据处理平台是多个子系统组成的信息管理系统，涉及到棉花生产、农业技术管理、棉农生活的方方面面，应用了信息化、农业生产、地理信息系统等多种技术，包括棉花生产管理系统、籽棉收购管理系统、棉花加工管理系统、综合信息管理系统、棉产品信息服务网、综合商贸系统，其体系结构如图1所示。

图1 棉花生产全程信息化管理体系图

这几个子系统都不是孤立的系统，存在着相辅相成的关系，数据交互融合。若把系统数据分为基础数据、综合数据、控制数据，可把整个系统分为基础层、综合管理层二层结构，其结构图如图2所示。

图2 结构图

基础层子系统一般建立局域网数据库，由若干个客户端组成，每个客户端连接不同的数据采集设备来采集数据，主要功能为数据采集和基层信息管理，其使用者也是基层用户，包括棉农、连队、乡镇、轧花厂等。综合管理层所有子系统都建立动态网站，搭建网站数据库，主要数据来源为基础层子系统数据，主要功能是对基础层数据进行筛选、汇总、加工，为兵团、师、团等各级管理者提供统计数据和决策依据，为广大棉花生产经营者提供棉花生产经营信息服务。

（二）硬件组成

系统硬件包括数据采集终端、局域网服务器、互联网站服务器、台式计算机、移动终端、信息发布显示设备、网络设备等。系统通过这些设备实现数据采集、存储、传输、信息发布等功能，这些硬件的组成如图3所示。

图3 系统组成

所有的设备通过有线或无线网络连接起来，组成一个棉花生产信息化管理网络系统，网络结构如图4所示。

图4 网络结构图

（三）软件组成

系统软件主要是综合管理网站、应用客户端以及硬件驱动管理程序，组成如图5所示。

图5 软件组成

三、“互联网+”棉花生产大数据处理的现状

与其他行业相比，目前我国农业信息化程度相对比较落后，棉花行业信息化处在一个快速发展阶段，许多软件公司和单位已经研发出棉花生产部分环节的信息管理系统。自2013年9月开始，郑州棉麻工程技术设计研究所开发的一卡通籽棉收购信息管理系统和新疆建设兵团棉花团场信息管理系统已经在农六师新湖总场连续应用了三年，客户对该系统的功能和性能都十分认可。目前，市场上具有综合管理功能的籽棉收购管理软件很少，大多数功能比较单一、系统集成性差，技术上主要是采用局域网和软件进行数据传输和处理，主要功能局限于棉花加工厂内部的籽棉收购称重和结算，一般没有综合的网站对各个棉花加工厂的收购数据进行统一管理。郑州棉麻工程技术设计研究所研发的一卡通籽棉收购信息管理系统中除了计算机、网络设备，还包含自主研发的无线回潮测试仪、智能IC卡读写器、高清摄像装置、LED屏、条形码配套设备、移动终端等，这些设备都采用了相关行业内最先进的技术，数据传输采用有线和无线、局域网和互联网等技术，利用功能强大的大型数据库进行数据存储和处理，开发的一卡通籽棉收购信息管理系统把多个软、硬集成为一个大型的、功能完备的信息处理平台。除了郑州棉麻工程技术设计研究所，北京中棉工业成套设备有限公司开发出了棉花加工信息管理系统，主要实现了棉花加工检验信息的管理。从2015月9月开始，所有棉花加工厂需要将籽棉收购数据上传到棉花加工检验综合数据管理平台，为籽棉收购数据实现国家层面的信息管理奠定了基础。

四、意义与前景

“互联网+”棉花生产大数据处理平台为棉花生产建立动态的、可控的、统一的、全面集成和协作化的信息应用环境，使得棉花行业的多种资源能够在一个统一的平台上高度信息共享、协同完成各种复杂的业务处理。提高棉花行业管理部门的管理效率，使管理工作规范化，节省管理成本。实现棉花生产数据的实时查询和动态管理；方便农业部门对农业生产资料的调配、管理，对轧花厂生产、加工、检验及销售信息的查询和管理；对加工厂实时监控，提高安全生产系数，降低生产设备故障率，减少安全事故的发生；为轧花厂收购棉花提供了公开、透明、公正的管理方式；为农民提供公开、透明的信息化服务。

随着我国农业信息化的深入发展，“互联网+”棉花生产大数据处理平台功能有望在几年内得到进一步完善，得到较大范围的推广普及，并将为我国的农业生产和农民提供更多的服务，带来越来越多的社会效益。☆