中農(nóng)云智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)建設(shè)的研究與應(yīng)用

劉 波 江沐沐 叢 鑫 史國(guó)院 朱武江 李文洋

農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)的高速發(fā)展，必然要求淘汰傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)及管理方式，采用先進(jìn)、高效、科學(xué)的信息技術(shù)手段，達(dá)到服務(wù)于農(nóng)的目的。中農(nóng)云智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)依托信息化技術(shù)建立集農(nóng)機(jī)監(jiān)管、農(nóng)機(jī)信息收集、農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用于一體的智能化平臺(tái)，通過(guò)將智能終端與農(nóng)機(jī)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)可視化、農(nóng)機(jī)管理信息化、農(nóng)機(jī)調(diào)度智能化，促進(jìn)了智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。

一、引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的突破口，通過(guò)信息化的手段獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕、種、防、收各個(gè)階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化指導(dǎo)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械有機(jī)結(jié)合，發(fā)展智慧農(nóng)機(jī)裝備，構(gòu)建智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的作業(yè)效率，同時(shí)可以通過(guò)信息化裝備在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而打開智慧農(nóng)業(yè)的大門。

二、建設(shè)智慧農(nóng)機(jī)平臺(tái)的意義

智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)的建立與完善是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)、解決我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過(guò)程中面臨諸多問(wèn)題的有力幫手。

（一）實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)可視化。建立農(nóng)機(jī)信息、合作社信息、農(nóng)機(jī)手信息、農(nóng)機(jī)作業(yè)信息等數(shù)據(jù)中心，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)支撐。

（二）實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)管理信息化。有利于農(nóng)業(yè)部門精準(zhǔn)掌握所屬地區(qū)當(dāng)下農(nóng)業(yè)實(shí)時(shí)狀態(tài)，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)工作進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)，以確保當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。同時(shí)，還可結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)、歷史作業(yè)位置數(shù)據(jù)、作業(yè)地塊數(shù)據(jù)等，為后續(xù)農(nóng)機(jī)作業(yè)發(fā)展、完善制定相應(yīng)的工作流程。

（三）實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)調(diào)度智能化。管理人員可操作農(nóng)機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，為農(nóng)機(jī)調(diào)度提供更詳細(xì)數(shù)據(jù)，合理分配耕作區(qū)域，引導(dǎo)農(nóng)機(jī)有序流動(dòng)，提高農(nóng)機(jī)服務(wù)的針對(duì)性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)資源的合理調(diào)度，提高農(nóng)機(jī)使用效率。

（四）促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)的建立不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)具的精確定位、遠(yuǎn)程操作指揮，還可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)自然資源與環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，達(dá)到精確種植、可視化管理、智能化決策的目的，促進(jìn)農(nóng)業(yè)向智能化、智慧化發(fā)展。

三、平臺(tái)架構(gòu)

智慧農(nóng)機(jī)是一種高科技現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械，利用計(jì)算機(jī)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)，在機(jī)器裝備上安裝多種傳感器和中央處理芯片，以及無(wú)線通信系統(tǒng)、衛(wèi)星定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，使農(nóng)機(jī)形成一種智能化動(dòng)態(tài)作業(yè)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械可以在不同的作業(yè)環(huán)境下，發(fā)出不同的指令，以使作業(yè)工作準(zhǔn)確無(wú)誤地完成。智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)的工作原理是：

（一）安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的智能終端將農(nóng)機(jī)監(jiān)測(cè)信息（比如深松、播種、收割、玉米機(jī)收、插秧、旋耕、植保等作業(yè)）上傳到平臺(tái)中心。

（二）平臺(tái)中心對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、處理。

（三）信息處理結(jié)果通過(guò)農(nóng)機(jī)上安裝的顯示屏進(jìn)行傳導(dǎo)并指導(dǎo)應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)有機(jī)循環(huán)的動(dòng)態(tài)作業(yè)系統(tǒng)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理智能化。

四、平臺(tái)內(nèi)容和功能

中農(nóng)云智慧農(nóng)機(jī)平臺(tái)通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、北斗定位和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，形成集信息化、數(shù)據(jù)化、智能化和可視化于一體的農(nóng)業(yè)機(jī)械化智慧云平臺(tái)，主要包括可視化數(shù)據(jù)中心、農(nóng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)智慧調(diào)度系統(tǒng)、協(xié)同辦公系統(tǒng)六個(gè)板塊。

（一）可視化數(shù)據(jù)中心

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)匯總界面主要把終端采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、管理員采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、展示，以方便管理者在農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中對(duì)作業(yè)進(jìn)度、作業(yè)質(zhì)量做好整體把控，做到全方位監(jiān)管。

2.基礎(chǔ)信息庫(kù)管理。農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)信息庫(kù)為監(jiān)管人員提供農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的信息備案管理與查詢。系統(tǒng)通過(guò)建立農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備信息庫(kù)，幫助監(jiān)管人員實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的信息進(jìn)行無(wú)紙化、信息化電子管理。

3.合作社管理。（1）合作社管理提供了根據(jù)關(guān)鍵字篩選和根據(jù)合作社等級(jí)（國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)等）篩選，并以卡片形式展示出來(lái)。（2）4G視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控合作社、糧倉(cāng)內(nèi)外部情況，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全工作。

（二）農(nóng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1.實(shí)時(shí)監(jiān)控包括車輛列表、車輛信息、作業(yè)統(tǒng)計(jì)信息、軌跡回放、圖像管理、車輛報(bào)警管理。

2.農(nóng)機(jī)安全管理。平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)農(nóng)機(jī)運(yùn)行軌跡實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可為農(nóng)戶或有關(guān)部門提供相應(yīng)的所需信息。實(shí)時(shí)定位監(jiān)控系統(tǒng)，還可用于農(nóng)機(jī)找回，減少農(nóng)機(jī)丟失概率，降低農(nóng)戶損失概率。

（三）農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)

1.作業(yè)查詢。進(jìn)入作業(yè)查詢界面可以查看當(dāng)?shù)厮谢蚰骋惠v農(nóng)機(jī)的作業(yè)信息，包括今日面積、昨日面積、全部面積、重復(fù)面積、達(dá)標(biāo)率。

2.作業(yè)分析?？梢詫?duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析，同時(shí)在地圖上提供距離測(cè)量、面積測(cè)量等實(shí)用工具，用戶可以在地圖上完成距離和面積的估算。

3.作業(yè)日?qǐng)?bào)表。主要包含：農(nóng)機(jī)作業(yè)日?qǐng)?bào)表、農(nóng)機(jī)作業(yè)地塊信息和地圖等功能，并支持導(dǎo)出地塊、打印日?qǐng)?bào)表、打印地塊信息、打印日?qǐng)?bào)表+地塊信息等功能。

（四）項(xiàng)目管理系統(tǒng)

項(xiàng)目管理界面主要是查看和管理已發(fā)布的項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目起監(jiān)管的作用，主要包括：項(xiàng)目管理、指派合作社、項(xiàng)目進(jìn)度展示、項(xiàng)目溝通記錄。該頁(yè)面可詳細(xì)展現(xiàn)項(xiàng)目發(fā)展過(guò)程，有關(guān)信息包括：參與單位、工作進(jìn)度以及開始和結(jié)束時(shí)間等。省級(jí)賬號(hào)查看參與項(xiàng)目的市級(jí)單位進(jìn)度，市級(jí)賬號(hào)查看參與項(xiàng)目的縣級(jí)單位進(jìn)度，縣級(jí)賬號(hào)查看參與項(xiàng)目的各合作社進(jìn)度。

（五）農(nóng)機(jī)智能調(diào)度系統(tǒng)

農(nóng)機(jī)調(diào)度主要包括：農(nóng)機(jī)列表、臨時(shí)群組列表、群組成員管理呼叫記錄；合作社是車輛的固定群組，當(dāng)農(nóng)機(jī)被調(diào)度到多個(gè)群組時(shí)可以參與到每個(gè)群組的實(shí)時(shí)語(yǔ)音對(duì)講中。農(nóng)機(jī)智能調(diào)度利用智慧農(nóng)機(jī)終端采集作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出每臺(tái)農(nóng)機(jī)每天作業(yè)的面積，在地理信息系統(tǒng)上繪制作業(yè)區(qū)域；實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控機(jī)具位置，隨時(shí)了解農(nóng)機(jī)狀態(tài)；宏觀上統(tǒng)計(jì)農(nóng)機(jī)動(dòng)態(tài)，根據(jù)作業(yè)時(shí)節(jié)分析農(nóng)機(jī)使用效率、作業(yè)農(nóng)機(jī)分布等。通過(guò)農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管和作業(yè)的指揮調(diào)度來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)田間作業(yè)安全，更好地服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

（六）協(xié)同辦公系統(tǒng)

建立面向農(nóng)機(jī)管理的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)、綜合辦公、移動(dòng)辦公、公文管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能，讓農(nóng)機(jī)協(xié)同辦公操作更方便快捷，主要包括：農(nóng)機(jī)項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)，農(nóng)機(jī)年檢初審預(yù)約業(yè)務(wù)，農(nóng)機(jī)報(bào)廢更新業(yè)務(wù)，農(nóng)機(jī)化新技術(shù)推廣業(yè)務(wù)，農(nóng)機(jī)服務(wù)咨詢業(yè)務(wù)，農(nóng)機(jī)培訓(xùn)服務(wù)業(yè)務(wù)，農(nóng)機(jī)手駕駛證業(yè)務(wù)。

五、平臺(tái)服務(wù)情況

中農(nóng)云智慧農(nóng)機(jī)云平臺(tái)主要服務(wù)于小麥播種、收割、還田，秸稈綜合利用，秸稈收儲(chǔ)，土地深松，玉米播種、收割，無(wú)人機(jī)植保，全自動(dòng)輔助駕駛等農(nóng)機(jī)作業(yè)項(xiàng)目。