浅议茶产业物联网示范社公共服务平台的构建

2017-03-31周萍

海峡科学 2017年3期

关键词：茶业公共服务联网

周萍

周萍

福建第三方点评信息咨询有限公司

该文探讨了构建茶产业物联网示范社公共服务平台的现实意义、技术路线、平台内容及应用，通过该平台推广和示范，实现福建省茶产业链的智能监测与管理。

茶产业物联网示范社公共服务平台

福建是我国产茶大省，制茶、饮茶、贩茶历史悠久，源于汉、兴于唐、盛于宋。福建也是著名的特种茶产区，产制乌龙茶、绿茶、红茶、白茶四大茶类及再加工类的花茶，种类繁多。近年来，IPv6、云计算、云服务、网格技术等新技术应用范围逐渐扩大，移动通讯技术与移动物联网、物联网与无线传感网技术的强势发展、物联网的普及与三网融合，正渗透到广大茶产业与农村领域，结合传感器网络、专家系统、模型系统、智能信息系统的开发，对现有茶业信息应用手段产生了巨大变革。

1 构建茶产业物联网示范社公共服务平台的现实意义

1.1 促进茶产业物联网发展

移动物联网与3G移动通讯技术的普及应用及其与茶业产业结合的专业应用正成为各大通信运营商的推进热点，构建茶产业物联网示范社公共服务平台将推进茶产业专用传感器、无线传感网（WSN）、移动通信、自动化控制、茶业专用软件等新兴信息产业的发展。

1.2 促进茶产业可持续发展

建设“茶产业物联网示范社公共服务平台”,不仅对促进茶业物联网的发展意义重大，而且能为规模化茶业生产企业提供低成本、高效能的综合性物联网服务，有效促进茶产业的数字化、产业化和现代化发展，还对茶业智能化、自动化和信息化改造和提升起着重大作用，有助于实现茶叶生产减人化的精益管理模式的探索，实现低耗环保和增产增收，进一步实现农产品溯源和质量安全监控。

平台的建设有力促进茶产业生产方式、管理方式和发展方式升级和转型，实现对茶园生产基地、茶叶加工、包装、储运、流通、销售、追溯的全过程进行实时监控、定位、跟踪和管理，实现传统茶叶种植向现代茶叶精细化种植转变的重要支撑，是未来现代茶叶种植发展的基本方向，促进了茶产业的可持续发展。

1.3 促进农民增收

通过本平台的建设，将现代信息技术应用于茶叶生产过程的各个环节，以工业的标准化、自动化来管理茶业，有利于提高茶叶产业整体经济效益，带动茶产业、农村经济发展，促进农民增收。

1.4 推进示范社标准体系建设

本平台旨在通过物联网的建设，不断优化企业科技创新环境，确立企业科技创新的主体地位，提升龙头企业的辐射带动作用和可持续发展能力，推进福建茶叶又好又快发展，推进示范社标准体系建设。

2 构建茶产业物联网示范社公共服务平台的技术路线及内容

2.1 传感与智能决策系统

系统软件主体框架采用B/S模式，通过采用无线控制的方式来实现远程的智能环境监测系统，系统由主站和子站组成。主站向子站下达命令，子站接收命令后，采集信号进行模数转换，控制电磁阀的工作状态，并把信号向主站发送，主站接收数据进行存储，上位机发送控制指令后，跟当前的系统进行对比，一旦指令不冲突就可以实现远程控制。该系统是一个具有独立数据库、数据管理系统、模型计算程序库和简洁的人机交互界面以及一定的推理功能和最终结果图文输出功能的软件系统。通过集成信息技术领域已有共性关键技术产品和市场上茶业领域多年来积累的无线传感器网络技术研究成果，构建节水控制推广应用新模式。

本项目在茶园的内部安装可旋转变焦式半球形摄像机器人及行走导轨；若干温湿度、土壤酸碱度、压感式传感器立体式分布在田间与温室茶园，前端设备通过有线（网线）或无线（WiFi&3G&ZigBee）传输方式连接至SMS采集设备，通过该设备将视频信号与传感器数据统一压缩编码（可将数据信息叠加至监控画面，也可分离上传）上传至服务器集群，可供用户以B/S架构随时随地以广域网方式登录、连接及调用，实时观看田间作物的生长情况与各种历史操作信息；同时SMS采集设备可将编码数据输出至本地农场接收设备。加以后台分析系统，可以时刻监控田间温度、湿度等数据。当系统采集的数据值高于设定湿度值时，专家系统将自动发送指令传导到执行机构，自动连接至浇灌终端，打开喷头，自动浇灌；当专家系统采集到的湿度信息低于额定数值的时候，则通过执行机构控制自动停止浇灌；当有人闯入时，摄像机的自动报警功能将发送报警信号至SMS设备，SMS设备将传送至终端同时发送声光电报警信息至相关人员。散布于茶园外的压感式传感器，采用第三代以目标驱动为特征的防入侵技术，可以轻松鉴别是一般动物还是人，从而避免误报、错报、漏报等现象的发生。这大大减轻了农场管理人员配备与巡查工作负担，减少了操作出错率，增加了生产、管理的效率，以达到精益茶业的目的。

针对茶叶种植环境，本项目通过监控空气温湿度、土壤温度水分、光照强度等参数，科学调节温、湿、光、水等环境参数控制设备，为茶叶生产创造一个最适宜的生长环境，为建设精准茶业提供重要的技术支撑，大大提高了农场规模化生产的科技水平。

2.2 公共茶产业物联网服务平台体系

公共物联网服务平台体系以数据仓库为核心，通过信息采集界面与接口收录汇总各类基础数据和茶业技术、茶业环境数据和传感网络数据，根据来自界面与接口的信息提取请求提供相关的服务数据如信息查询、执行机构控制数据集等。当数据仓库中的数据积累到一定程度之后，即可进行数据挖掘，寻找对茶业生产决策系统进行优化改进的线索。

2.3 建立相关标准接口

以为农民提供咨询和服务的信息系统为核心的农村信息化是推进我国国民经济信息化的关键，是一项系统工程，是国家信息化建设的重要领域。因此，标准化作为支撑农村信息化建设的重要手段，是农村信息系统实现互联互通、信息共享、业务协同、安全可靠的前提。我国农村信息化系统各式各样，标准不统一，标准化的重要性愈来愈明显。设计一个标准化支持工具并实现其原型，该工具是一个基于XML的数据转换器中间件，按照SPDL编写的转换规则和转换规则的执行解释方法，实现了XML模式与关系模式的转换，统一了数据接口和不同数据格式之间的转换，有利于农村信息化标准的贯彻执行。

应用系统需符合国际通用标准规范，支持基于Internet的三层架构，支持多种主流关系数据库，提供XML标准接口支持，适合不同规模用户的需求。

2.4 建立统一架构

随着信息时代的到来，人们获得了方便的信息提取手段，也面临着复杂的海量数据处理问题，尤其是在面对模式识别、数据挖掘、图像处理与机器学习领域中的海量数据时，这些数据往往都呈现出高维数、高增长率、难以被人感知等特点，如何从这些数据中合理有效地找到对人们有用的信息，成为亟待解决的问题。

业务系统作为信息系统统一架构体系，具备保持基本功能统一的前提下，能灵活开发扩展功能，并采用统一的接口技术和接口规范，保证后台信息和各个系统进行集成。提供相关检索接口，有利于使用者在大量的数据面前获得自己想获取的资料。

2.5 关键技术

JCR SYSTEM物联网数据处理平台是一种可扩展的开放性物联网中间件软件平台，支持“不同厂家、不同型号、不同通信方式、不同通信协议、不同数据格式”的物联网RFID终端设备，为应用软件提供基于SQL标准的的表数据调用，彻底摆脱读写器非标准化协议带来的开发、维护和扩展的限制。其技术特点是：（1）独特的智能故障处理技术；（2）独特的开放式设备管理技术；（3）独特的数据分析技术；（4）强大的多任务并发处理技术；（5）标准化数据输出技术。

3 茶产业物联网示范社公共服务平台专家的主要作用

通过建立茶产业物联网示范社公共服务平台，集结省内外相关领域专家，开展专家咨询诊断服务，实现操作规范、技术标准。建立以下类别专家库：一类是有职称的官方认可专家，一类是有劳动技能证的评茶师、制茶师、茶艺师等活跃人群。茶产业物联网示范社公共服务平台专家的主要作用体现在：

（1）品种培育。依托省茶叶研究所，对新品种培育推广跟踪服务，让专家深入田间地头指导生产。

（2）工艺改进。通过每月线下主题茶事活动征集样品，统一由平台专家组织感官审评，并发布评价报告，帮助茶叶生产者改进生产工艺缺陷，提升品质。通过专家讲解，同时也提高品茶人鉴赏能力。

（3）技艺传承。由非遗传承人组成，有利于开展制茶技艺传帮带工作，让年轻一代茶师传承精湛制茶工艺，并得到良好的创新。

（4）感官审评。依托省农业厅专家组、高校、茶叶局，对样品进行审评，并提出工艺改进建议。在茶事活动中通过现场直播讲解，为广大茶叶爱好者提供更好的学习和交流平台。

（5）生化检验。依托省茶叶检验站的技术和设备力量，保障农残安全，并做有效成分利用研究，促进茶产业精深加工。

（6）电商服务。本平台可为茶叶电商提供第三方评价服务，使平台出具的品鉴报告成为网络消费者的购买参考与依据。

（7）大宗商品采购。为福建龙头企业提供更多的生产资源，通过龙头企业产品名优化提升行业品质。

（8）为精准扶贫服务。贯彻落实党中央金融支持精准扶贫政策，对福建边远高山地区的茶农加强小额贷政策落实推广，宣传到户。以扶贫免息贴息方式让农民得到优惠的资金，利用本平台提供技术支撑，指导茶叶生产规范化、标准化、名优化，最终在平台进行统一销售。这样既帮助边远地区茶农有效脱贫，也有利于发展农业生产，培育特色茶产业。