汪家顺

摘 要：随着现代信息技术与传统农业的深度结合，以智慧农业为形式的农业4.0时代已经到来。智慧农业综合服务平台可以对农业生产进行监控并提供多元化服务，集多种服务于一体。在收集、分析农业生产数据的基础上，向系统用户提供信息发布、防灾防疫、专家咨询、视频监控等功能，为农业智能化和自动化提供解决方案。高士镇重点产业为绿色稻米产业，同时发展有机石斛和设施蔬菜种植等特色产业。该文介绍了望江县高士镇智慧农业综合服务平台建设项目的实施情况，为其他项目的实施提供参考借鉴。

关键词：智慧农业综合服务平台;构建;效益

中图分类号 F323 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）21-0127-04

为贯彻落实《数字农业乡村发展规划（2019—2025）》（农规发[2019]33号）、《“数字江淮”建设总体规划（2020—2025）》（皖数江[2020]2号）和《农业农村部办公厅财政部办公厅关于做好2020年农业产业强镇建设工作的通知》（农办计财〔2020〕5号）[1-3]文件精神，望江县高土镇开展了数字农业建设，提升当地农业物联网示范点建设水平，推进大数据、人工智能、VR全景、数字孪生、区块链等新一代信息技术与农业农村融合发展，提升科技农业的发展水平。本项目立足高士镇重点产业绿色稻米产业，围绕有机石斛和设施蔬菜等特色产业的优势，集成农业传感器、大数据、人工智能、区块链、品质快检等智慧农业核心技术，以加快高士镇农业产业与大数据、物联网等信息技术融合应用为重点，建设集智慧农业综合服务平台、基于区块链溯源AI品质控制系统、大数据指挥中心、智能设施与基地管理于一体的“智慧农业”平台。通过各类乡镇农业数字化资源的有效整合，建立了乡镇农业品质生产经营管理数字化新模式，有序地提升了农产品种植区数字化管理水平，逐步实现了各类农业资源的数字化、生产智能化、管理精准化、质量安全监管网络化，是一次有益的探索和实践。

1 项目区概况

高士镇是安徽省安庆市望江县下辖的农业大镇，是省级中心建制镇、安徽省扩权中心镇、省创建文明乡镇工作先进乡镇、市级文明乡镇、省新农村建设“百镇千村”示范镇。高士镇作为传统农业大镇，是全国绿色水稻标准化生产基地的核心区，绿色稻米产业作为主导产业，主要有以下几大优势：稻作文化深厚;境内资源环境优越，生态良好，雨量充沛，日照充足，水资源丰富，是种植水稻的优势区域;产业基础良好。但目前乡镇农业生产方式仍较为粗放，大部分地区农业生产仅依靠农民经验与农民劳动力，存在费时费力、服务效率低、受众面窄等问题，严重制约了高士农业向现代农业的升级转型。

2 高士镇智慧农业综合服务平台的构建

建设智慧农业服务项目1+4+3架构平台，其中“1”为智慧农业大数据指挥中心，“4”为建设的4个智慧农业应用系统，围绕大数据中心提供的基础数据分别建设智慧农业综合服务平台、基于区块链溯源AI品质控制系统、基于AI技术的农业病虫害田间识别诊断与专家库系统、全产业链产业园管理系统。“3”则代表全产业示范基地建设，包含1个重点绿色稻米产业链示范基地建设和2个特色产业示范基地建设，通过在示范基地部署感知设备，为大数据中心提供基础数据保障（见图1）。

智慧农业项目的整体设计是依据建设内容分层建设，包括底层的物联网相关软硬件负责数据的采集与执行控制，中间层的数据中心负责数据的汇总，处理和应用，上层为依托数据中心运行的4套软件系统负责针对不同类型用户提供业务功能。项目面向的用户群体包括，示范基地农场主、政府监管人员、消费者3类（见图2）。

利用信息化技术和云存储技术实现对基础地理信息数据资源、植保数据资源和农业物联网数据资源等信息的综合管理和收集，实现“三个方向的五张图建设”。3个方向包含乡镇产业布局现状，生产作业，质量安全和流通，围绕这3个方向，构建“乡镇产业现状一张图，土壤肥力分布一张图，植保动态监测一张图”，基地生产管理一张图，质量安全與流通一张图”，不仅能从空间上全面、准确及时地掌握规模化农业资源的基本情况和地理环境，直观了解农业资源分布现状、生产规划和变化趋势，实现对农业资源进行动态管理和深入分析，准确反映各类农业资源详细数据以及监管数据，实现农业资源数据、生产数据与生态环境信息的可视化分析和智能化动态管理，还能为农业高效、安全、可持续发展规划与管理提供一个较为可靠、完整、直观、动态的决策管理系统。

2.1 云存储构建 云平台数据中心旨在为高士镇科技强镇智慧农业板块内容全过程建立一套完整的信息化系统，通过该信息化系统使乡镇智慧农业标准版建设过程更加科学化、智能化、精细化，使管理人员通过PC端或移动端访问云平台数据中心，很轻松获取实时数据对智慧农业全流程指挥调度过程进行智能化管理决策。

2.2 乡镇产业现状图 通过遥感数据采集信息，建立农业信息库。整理土地利用、地形地貌、遥感影像等农业地图库，人口、农作物播种面积和产量、农业产值、农村基本情况等农业基本数据库，农作物长势、水旱灾害、病虫灾害等动态监测数据等（见图3）。

2.3 土壤肥力分布图 依托GIS系统构建镇域土壤肥力热力图分布，是实时获得各种作物最佳施肥量、施肥比例、施肥时期、施肥方法的根本途径，也是筛选、验证土壤养分测试方法、建立施肥指标体系的基本环节（见图4）。

2.4 植保动态监测图 通过人工智能图像识别技术应用于农业种植环节的植保领域，为农业生产者提供基于AI技术的农业病虫害田间识别、即时诊断和专家咨询服务，并基于此构建移动终端APP及线上线下联动平台，打造作物全生长周期的病虫害管理体系;平台将逐步整合农业专家、农资、农技服务等行业资源，构建产业前后端联动的资源平台和技术服务联盟（见图5）。同时，将田间采集信息汇总成大数据分析系统，以可视化方式呈现给各级政府及农业主管部门，实现全域病虫害发生情况实时监控、风险预警及数据分析功能，指导农户提前预防，精准施药，并以大数据为基础，携手国家级植保专家团队定制植保全域、全程解决方案。

2.5 基地生产管理图 利用再生产基地部署数据采集装备、监控设备、水肥一体化设施，区块链溯源客户端，智能虫情测报装置等，通过数据中心构建基地生产管理一张图，一张图可基于GIS显示各基地点位信息，通过点击可查看各企业相关情况介绍，包含但不限于：企业名称，简介，生产方式，产业规模，营销模式等信息，再各企业一张图上也可显示各企业安装设备的实施状态信息，以及设备运行数据信息，为建立起“事前预警、事中监控、事后评估”的事件工作管理体系，为领导科学决策和指挥调度提供科学的依据（见图6）。

2.6 质量安全与流通图 在省级农产品质量安全溯源体系的基础上，高士镇质量安全与流通体系的建设目标主要是构建高士镇核心农产品质量安全区块链追溯管理信息平台[4]（包括农业生产经营主体农产品供应链信息化管理、农产品溯源系统、农产品分销系统、农产品防伪预警系统、大数据分析系统），第一期选择示范基地业进驻平台，并实现和省级溯源平台，以及和国家追溯平台的数据有效对接，从而实现对生产企业在生产过程，流通过程的全程监管（见图7、图8）。

2.7 大数据展示中心建设 大数据中心建设主要包含机房建设和展示系统建设组成，其中机房拟部署于中心大楼正对大门右侧房间，建设内容包含：三联控制台，机房静电地板，专线网络，55寸监视屏幕，台式电脑，机柜等构成。展示系统包含室内小间距LED展示大屏和文化墙以及农产品展示柜，大屏尺寸5m×2.5m，配套音响设备，安装与中心大楼正对大门白墙处。农产品展示柜和文化墙分别安装与中心大楼进门左右两侧，文化墙上通过部署展板展示高士镇科技强镇科技成果，展示柜分别展示高士镇特色农产品以及相关科技强镇成果（见图9）。

3 智慧农业服务平台应用系统

智慧農业云平台应用系统是基于乡镇农业分布数据和基地管理数据的智慧农业基础设施和基地生产运营场景建立的信息化平台，是实现高效运营和远程指挥生产过程的核心支撑应用，通过自动化监控、管理和辅助基地生产环境和控制生产设备，为实现高效农业和现代农业生产过程提供综合服务。

智慧农业服务平台应用系统包括以下4大应用系统：1个智慧农业综合服务平台，1个基于区块链溯源AI品质控制系统，1个基于AI技术的农业病虫害田建识别诊断和专家库系统，1个全产业链产业园管理系统（见图10）。智慧农业服务平台应用系统也包括基本的系统配置、权限管理功能，综合管理基地生产各个环节的监控、数据采集和业务，对生产运营活动进行科学、高效的控制。

应用系统是所有应用功能的入口，由指挥云平台软件和其他基础系统后台应用软件关键构成。基础系统包括单点登录系统、物联网数据网关、数据库、消息中间件、缓存服务器等。

4 效益分析

4.1 经济效益 项目实施后，能够极大程度上减少人工及管理成本、肥料成本、除草成本、生产资料成本，并且能够一定程度上农产品产量和质量，进而提升产值。

4.2 社会效益

4.2.1 推动农业结构调整、实现绿色转型升级 把加快转变都市农业发展方式、推进现代农业转型升级作为稻鸭、稻虾生产基地建设的主抓手，着力培育新动能、打造新业态、扶持新主体、拓宽新渠道、创新新机制，推进要素集聚、产业融合和绿色发展，大力发展产业化经营和高端精品农业，实现稻虾生产基地产业提档升级，促进高士镇乃至望江县现代农业绿色转型升级。

4.2.2 创新利益联结机制，带动农民持续增收 围绕主导高士镇稻鸭、稻虾，从产业深度融合出发，“延长产业链、完善产品链、补齐信息链、建立创新链、提升价值链、共享利益链”，通过支持政策与带动农民分享利益挂钩，完善企农利益联结机制，形成利益共同体、命运共同体和责任共同体，多渠道促进农民增收，对于维护农村社会安定、带动农民稳定持续增收具有重要意义。

4.2.3 促进农业科技创新，提升规模经营能力 稻鸭、稻虾数字化生产基地创建推动了水稻农产品种种植、促进农业科技的应用与推广，培养新型农民，提升农民素质。加强农业科技自主创新、集成创新与推广用，提高农业科技应用水平，大力发展优质、高效、生态、营养健康农业，达到农业增效的目标。通过发挥龙头、农民专业合作组织、农业合作联合社等新型经营主体的作用，发展多种形式的适度规模经营，增强农业社会化服务，提高规模经营水平。

4.3 生态效益

4.3.1 缓解农业资源约束 将显著提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率，能够在确保农产品安全的同时，节约出耕地、水和劳动力等农业资源，缓解农业发展与耕地紧张、水资源短缺、劳动力不足的矛盾，大大提高农业可持续发展能力。

4.3.2 修复农田生态环境 将显著减少农业生产中化肥农药用量、农膜地膜残留的影响，有效减轻农业面源污染。同时，通过提升完善农田基础设施，建设农田防护林网，可以改善小气候，防治土地沙化，减少农田水土流失，保护耕地质量。

4.3.3 美化农村田园景观 能够实现土地平整连片、水稻和农作物整齐美观、田间基础设施配套齐备、劳动生产环境改善，能够推动产业协调发展、生产生态融合互动、农业发展高效高端，让农业成为城市发展的生态根基、城市居民休闲的阳光田园，大大提高农业的生态功能。

5 结语

望江县高士镇农业综合服务平台是结合当地农业管理信息化发展实际，以物联网、GIS等技术为支撑，利用现代信息技术手段推动现代农业发展，为各企业、农户、业务部门、农业专家、政府领导开展农业生产提供支撑，提供多种农业管理服务业务智能应用，实现农业管理服务智能化的农业服务平台，是促进农业高效有序发展的一次有益的探索和实践。

参考文献

[1]农业农村部 中央网络安全和信息化委员会办公室关于印发《数字农业农村发展规划（2019-2025年）》的通知[EB/OL].[2020-01-20].http：//www.moa.gov.cn/gk/ghjh_1/202001/t20200120_6336316.htm.

[2]关于印发“数字江淮”建设总体规划（2020—2025年）的通知[EB/OL].[2020-06-29].http：//sjzyj.ah.gov.cn/szjh/zcfg/39985721.html.

[3]农业农村部办公厅财政部办公厅关于公布2020年农业产业强镇建设名单的通知[EB/OL].[2020-05-26].http：//www.moa.gov.cn/gk/tzgg_1/tfw/202005/t20200526_6345283.htm.

[4]Baronti P， Pillai P， Chook V W C， et al. Wireless sensor networks： A survey on the state of the art and the 802.15. 4 and Zig Bee standards[J].Computer communications，2007，30（7）：1655-1695.

（责编：张宏民）