多利农业物联网示范基地建设的实践

赵 杰 （上海市浦东新区农业技术推广中心 201201）张宏伟 （上海多利农业发展有限公司，上海市浦东新区 201311）

多利农业物联网示范基地建设的实践

赵 杰 （上海市浦东新区农业技术推广中心 201201）张宏伟 （上海多利农业发展有限公司，上海市浦东新区 201311）

为促进我国农业物联网的进一步发展，给相关地区建设农业物联网提供参考借鉴，分析了上海多利农业物联网示范基地的实施情况，并总结和分析了农业物联网建设取得的成果和效益。

多利农业物联网；示范基地；建设；实践

随着网络技术的发展，物联网在农业上的应用越来越广泛，农业物联网正朝着可靠性、节能型、环境适应性、低成本、信息化、智能化方向发展。上海多利农业发展有限公司根据农业部《农业物联网区域试验建设工程工作方案》、上海市农委《关于上海农业物联网发展的实施意见》等文件精神，在上海市科技兴农项目的支持下，开展了农业物联网示范基地建设的实践。现将基地建设相关情况总结介绍如下。

1 基地建设目标

采用基于物联网核心的二维码和彩码技术、RFID技术、互联网技术、数据库技术，对有机蔬菜从种植到销售到物流配送到客户手中的整个周期，进行电子化、信息化、智能化管理，建立一套完整的有机蔬菜质量追溯系统。

2 基地建设内容

从有机蔬菜种子、农药、化肥等采购开始，采用RFID信息入库管理；蔬菜的田间播种、施肥、灌溉和喷药等都通过RFID予以记录，并和具体的大棚信息绑定；在蔬菜生长期间，通过无线传感器网络采集环境信息，建立作物生长履历；农产品收获后的包装采用二维码、次世代彩码和RFID进行标识；市民购买农产品后，可通过彩码对农产品质量信息进行查找溯源。若市民发现问题产品，可向食品安全管理部门反映。

农产品的追溯信息内容可根据追溯权限不同分为用户、质量监督部门和农业企业三级，其中用户权限较低，质量监督部门和农业企业的权限稍高，三者查询内容不同，如农业企业为加强生产管理，追溯内容需详细到某一次农药配比是何人、何时、何地所配；质量监督部门则需了解有关种子、农药的品种名称、来源等详细信息。

3 基地建设取得的成果

目前，上海多利农业发展有限公司完成了管线铺设及硬件设备的安装及系统开发，完成了有机农业农资管理系统、RFID标签读写系统、有机蔬菜生产管理系统、多利冷链物流体系模块的开发，完成了有机蔬菜质量追溯与彩码技术的结合等工作。

3.1 有机农业农资管理系统

3.1.1 基础信息模块

基本信息管理主要分为供应商管理、农资类别管理、农资信息管理等3个模块。供应商管理主要分为植保供应商、农资供应商、种子供应商、肥料供应商等4类；农资类别管理主要包括种子、植保、农资、肥料等4类；农资信息管理主要包括农资ID、农资名称、农资类别、所属供应商、单价、单位、规格、穴数等内容。

3.1.2 农资管理模块

农资管理即对各种农业物质进行信息化管理。农资管理子系统主要分为二维码管理、农资出入库管理、农资库存管理等3个模块。主要目的是对于消耗性农资（如肥料、种子、各种物料）的入库、出库、库存、有效期、品质、等级进行管理和监控；对于非消耗性农资（如地块、大棚）的信息进行维护、查询、跟踪、监控。

具体内容为：二维码管理是对农资仓库使用的二维码进行管理；出入库管理是对农资出入库进行管理，主要记录农资名称、类别、规格、数量、单位、批号、单价、金额、状态、领用人、日期等信息；库存管理是对当前农资仓库进行管理，其中包括批号、农资名称、农资类别、规模、单位、库存数量、单价、金额等信息。

3.2 RFID标签读写系统

通过在田间大棚设置RFID无线读写器与触发器，实时监控佩戴RFID人员卡的生产工人在田间大棚的劳作情况，主要记录工人在各个大棚内的生产活动情况。同时与田间档案记录连接，详细记录生产活动的具体内容，如除草、施肥、灌溉等。

3.3 有机蔬菜生产管理系统

建立RFID标签读写硬件系统和有机蔬菜生产管理软件系统，完成生产时所采用的各种原料信息的读取，以及与特定大棚生产信息的写入，完成农产品生产履历建设；建立无线传感器网络系统，以完成各农产品生产大棚内RFID标签读写信息与后台服务系统的信息交换。

生产管理系统包括生产批次大棚管理、育苗活动管理、大棚状态管理、育苗记录管理、批次计划管理、大棚活动管理、订单计划查询等7个模块。

批次计划管理是制定生产批次。大棚状态管理是对当前

大棚的信息进行管理，主要包括大棚名称、场区名称、基地名称、生产批次ID、产品名称、种植日期、状态、采摘日期、负责人、在场人数、趋势等。育苗记录管理是对育苗期间生产活动进行记录，主要记录生产批次ID、育苗日期、批号、农资名称、穴盘规格、穴盘数、农资包数、预估包数、种植日期、领用穴盘数、领用人、育苗天数等信息。育苗活动管理是指实时查看工作情况，包括工作人员、农资信息、时间等。大棚活动管理是对大棚活动信息进行管理，包括大棚名称、生产批次ID、产品名称、活动日期、作业名称、采摘数量、采摘处置、植保名称、用量、备注、负责人等。批次大棚管理是对当前大棚生产批次进行记录，包括生产批次、大棚名称、产品名称、移栽日期、采摘日期、实际产量、状态等。

3.4 多利冷链物流体系

多利冷链物流是指有机蔬菜从产地采收后，在产品加工、贮藏、运输、分销、零售等环节始终处于适宜的低温环境下，最大程度地保证农产品的质量安全与品质，减少损耗、防止污染的特殊供应系统。该系统包含了多利有机农产品从仓储、包装、运输到销售的整个过程，直至多利有机农产品到达消费者手中。多利有机农产品冷链物流系统实现实时定位，保证数据的实时更新与多用户之间的共享，实现多利有机农产品冷链物流作业中的实时定位，确保农产品运输过程中的质量。多利冷链物流系统主要包括以下功能。

3.4.1 首 页

主要利用WebGIS技术显示多利公司配送区域的地理信息图层，包括电子地图、卫星地图和三维地图，地理信息图层数据主要利用百度地图API获取百度地图资源数据。同时，在首页上也呈现了多利公司每个配送区域的配送车辆信息（车牌号），并提供各个功能的链接接口。

3.4.2 会员标注

主要根据配送路线对会员进行分类，并将该配送路线上的会员信息用表格的形式显示在页面上。其中，配送路线主要是利用GIS空间分析和网络分析技术，对多利公司当日配送会员清单进行分析，并合理制定配送路线。系统同时将会员位置信息显示在电子地图上，系统用户可通过切换电子地图、卫星地图和三维地图查看周边的地理信息。

3.4.3 路径优化

主要是对配送路线的路径进行优化。当系统用户选择某一条配送线路并点击“优化”时，利用GIS空间分析和网络分析技术计算得到该配送线路上最优的会员配送顺序，并将这些会员的相关信息显示在页面上的表格中。系统用户可从上而下依次双击表格中的每个会员，系统可计算出下一个配送会员的位置和最优的车辆行驶路径，并用红色线条在电子地图上可视化地显示出具体的行车路径。

3.4.4 车辆实时定位

在每辆配送车上安装车载GPS传感器，将实时测得的车辆经纬度、速度等数据传输到多利实时数据库中。系统用户可在首页上，选择需实时定位的车辆的车牌号，点击“实时定位”按钮，即从实时数据库中将车辆的当前经纬度、行车速度等数据查询出来，并结合百度地图API技术，将车辆的实时位置可视化地显示在电子地图上。

3.4.5 车辆轨迹查询

主要根据多利实时数据库中记录的车辆历史经纬度数据来实现。当系统用户选择需要查询的车辆的车牌号以及车辆行驶轨迹的时间范围后，即可从多利实时数据库中查询到该时间范围内，该车牌号车辆的所有经纬度数据及其记录时间，然后通过对时间进行排序，即可获得车辆的行驶轨迹点。同时，还可利用百度地图API技术，将这些行驶轨迹点在百度地图中生成车辆的行驶轨迹，并可视化。

3.4.6 车辆预警

在每辆配送车上安装温湿度传感器，将实时测得的配送车辆车厢内的温度和湿度等数据传输到多利实时数据库中。本系统实时监控多利实时数据库中的车厢温度和湿度等数据，并自动报警，同时根据温度、湿度传感器的编号定位到问题配送车辆，在地图上自动定位到该车辆的位置。

3.4.7 清除标记

主要清除首页电子地图上车辆实时定位、车辆行驶轨迹查询、车辆预警运行的结果。当系统用户运行清除标记后，首页电子地图初始化为系统刚运行时的效果。

3.4.8 退出系统

用户可通过退出系统关闭多利冷链物流智能管控系统。

3.5 有机蔬菜质量追溯系统

3.5.1 彩码引擎系统开发

为确保农产品食用安全和实现农产品质量的追溯，多利引进国际先进技术，进行了多利彩码体系的研发。通过扫描多利彩码，可获得多利有机蔬菜的认证信息。追溯信息包含有机蔬菜的生产批次、采摘时间、种子信息、田间农作信息、质检信息、生长环境信息、有机蔬菜的食疗食谱、有机蔬菜小知识等。多利彩码直接贴在多利有机农产品的包装上，其不仅成为多利有机农产品的标志，有利于不仅为企业进行品牌宣传，还保证多利有机农产品的质量安全。

3.5.2 质量追溯系统开发

质量追溯是关系到有机蔬菜货真价实和食用安全的头等大事，为此，结合生产管理、仓储管理、物流管理，建立了质量追溯管理系统，主要包括基础信息管理、农资管理、生产管理、质检管理、仓储管理、物流管理、系统管理、追溯码管理等，确保消费者能够全流程监控多利有机蔬菜的生产情况，然后得到放心、安全、健康、美味的食品。

4 取得的效益

4.1 提高了工作管理效率

农业物联网示范基地建成后，多利的生产经理可在线实时统筹安排制定和调整生产计划，生产工人可根据相关生产计划申领和使用农资，进行农事管理操作，农资仓库的库存情况及出入库记录也将实时被录入数据库系统中；同时，系统还依靠RFID设备实时记录生产工人的具体农事操作情况，自动形成电子田间档案。这样，生产计划的制定及生产工人调配更加合理，省去了生产组长记录和编制田间档案等环节，大大提高了劳动生产率。质检部门和包装部门同样可优化人员调配和记录整理环节的工作，在降低人工成本的同时，提高了工作效率。

4.2 降低了人工成本

多利农业物联网运行后，生产部每2 hm2节省1名生产工人，1年可降低人工成本2.16万元。

4.3 提高了产品附加值

在农业物联网技术应用实践中，通过土壤性状智能监测、大棚环境参数自动调控等，实现了合理灌溉、合理施肥、环境可控，为蔬菜植株提供了最适宜的生长环境，进而增加了蔬菜产量，提高了蔬菜品质及附加值。

4.4 提升了企业的品牌形象

多利农业物联网的应用，使质检部工作效率和质检质量得到了提升，其中根茎类蔬菜的出库不合格率控制在0.5%以下、叶菜类蔬菜的出库不合格率在1%以下，客户投诉明显减少。同时，多利物联网的建设，使消费者知道了有机蔬菜的生产种植过程，增加了对有机蔬菜的信任度。此外，消费者还可向客户部门提出看法和建议，增加了消费者对产品质量管理控制的参与度和成就感，在一定程度上提升了企业的品牌形象。

2016-05-23

上海市科技兴农项目“农业物联网示范基地建设”[沪农科字（2013）第5-8号]。