智慧果园⼤数据平台
技术解决⽅案
⽬录
⼀、项⽬简介 (4)
1.开发背景 (4)
2.开发⽬的与意义 (6)
3.基本开发规划 (6)
项⽬总体功能要求 (7)g3网络
业务需求分析 (7)
技术需求 (8)
连卷背心袋
独⽴运⾏ (8)
功能设计要求 (8)
⾮功能性需求 (8)
数据要求 (8)
扩展性 (9)
易操作性 (9)
前瞻及可持续性 (9)
通⽤及开放性 (9)
海量数据处理 (9)
后台管理需求分析 (10)
系统⽅案设计 (10)
设计原则 (10)
建设思路 (12)
总体架构设计 (12)
技术架构设计 (14)
数据架构设计 (15)
数据存储设计 (16)
关系型数据库 (17)
NoSQL数据库 (17)
内存数据库 (17)
mp3机
分布式⽂件系统 (17)
技术路线实现 (18)
⾯向服务的架构（SOA） (18)
主要基于J2EE标准规范（BWAD）多层应⽤体系架构。20应⽤WBGIS技术 (21)
⽀持Linux、windows 等操作系统 (22)
⼤数据平台——Hadoop基础平台 (22)
本期部署架构 (29)
数据采集系统 (30)
数据采集源 (30)
数据采集流程 (30)
果园⾃驾仪数据采集 (30)
故障诊断系统数据采集 (33)
果园环境信息采集 (36)
⼤数据采集流程 (38)
数据资源规划 (40)
数据资源规划 (40)
使⽤规划 (42)
数据采集功能设计 (43)
采集配置 (43)
规则定义 (43)
排放因子
采集解析 (43)
实时采集 (43)
批量采集 (43)
采集监控 (43)
采集⽇志 (43)
果园信息化监管功能模块描述 (44)
系统结构 (44)
功能模块描述 (45)
⼤屏展⽰系统 (45)
果园信息管理模块 (48)
果园机具信息管理模块 (50)
果园⼈员信息管理模块 (50)
果园地理信息管理模块 (51)
果园可视化⼀张图 (54)
⼀机⼀档信息查询 (58)
果园统计分析模块 (59)
预警业务模块 (62)
果园作业模块 (64)
果园作业⾯积核算 (75)
数据维护 (77)
系统维护 (77)
果园户⼿机端功能模块描述 (78)
系统结构 (80)
功能模块描述 (80)
地图操作 (80)
我的果园 (81)
我的作业 (81)
我的补贴 (82)
我的消息 (82)
个⼈资料 (83)
⼀、项⽬简介
1.开发背景
2018年⾄2019年，《中共中央、国务院关于实施乡村振兴战略的意见》（中发〔2018〕1号）、《数字乡村发展战略纲要》（中办发〔2019〕31号）和《重庆市智慧农业发展实施⽅案（试⾏）》（渝府办发〔2019〕111号）等相关
⽂件部署要求，决定实施智慧农业“四⼤⾏动”推⼴应⽤项⽬，围绕粮猪菜保
双立柱卧式带锯床
供产业和现代⼭地特⾊⾼效农业，填平补齐智慧农业信息采集系统、分析决策
系统、控制作业系统。强化农业⽣产全产业链智能化数据汇集、分析、应⽤和
服务，强化农产品安全溯源、电商基础设施建设和⽹络销售能⼒提振，强化农
业⼤数据资源建设、运⽤和管理，强化农业信息进村⼊户建设成果应⽤和新产
业新业态新模式培育，探索建⽴可看、可⽤、可复制的智慧农业发展模式。
⼀是开展农业⽣产关键环节智能⽔平提升⽰范。构建“天-空-地”⼀体化
智能农业⽣产监测与管理体系，推动农业物联⽹、⼈⼯智能等现代信息技术在
⼤⽥作物、设施园艺、畜禽养殖、渔业养殖等⽣产关键环节的应⽤⽰范，促进
智慧农业技术在农业⽣产管理、加⼯流通、市场销售、安全追溯等关键环节的融合应⽤。
⼆是开展现代农业产业园智能化⽰范。整合智慧农业产学研资源，依托现代农业产业园建设智慧园区管理中⼼、智慧农业技术推⼴中⼼和数据汇聚中⼼，形成较为完善的产学研成果转化体系、智能园区管理平台、数据⾃动采集传输汇聚系统、可复制的智慧农业⽣产模式和智慧农业⽣产⽰范基地，提升
农业产业数字化应⽤⽔平。
三是开展“5G+农业智能化⽣产”⽰范。在农业⽣产基础较好区域建设5G ，推⼴5G技术和⽹络在智慧园艺、智慧果园、智慧畜禽、⽔产养殖场中的应⽤；通过对⽆⼈机、拖拉机等农业机械配套加载相关信息化设备，运⽤北⽃导航系统功能，开展遥感探测、智能机具⾼精度⾃动作业和精准导航试验⽰范，深⼊推进5G技术在农业领域的融合应⽤。
通过项⽬实施，建成⼀批智慧果园⽣产试验⽰范基地，提升农业新型经营主体信息技术应⽤能⼒，提⾼劳动⽣产率15%以上，单位⾯积⼟地农业产出效益增加10%以上，取得显著经济社会效益。建⽴智慧果园集成应⽤模式和公共服务体系，规范感知识别、传输存储、分析处理、智能控制、信息服务等果园数据标准，实现果园作物、机械设施、果园环境、果园管理等重点领域单品种全程或关键环节的信息技术集成应⽤，提升果园数据信息⽀撑宏观管理、引导市场、指导⽣产的能⼒。进⼀步完善果园
农产品电商资源汇聚和优质果园农产品安全溯源体系建设，促进农村电商快速发展。推动“互联⽹+”智慧农业发展，培育农村新产业新业态新模式，促进农村⼀⼆三产业融合发展。
农业农村部部联合⼯业和信息化部、发展改⾰委印发了《机具装备发展⾏动⽅案（2016—2025）》，重点倾斜⽀持12类主机产品和10类关键零部件，其中包含“农业机械导航与智能化控制作业装置”。各级果园化主管部门积极将智慧果园产品及农⽤北⽃终端纳⼊果园购置补贴政策⽀持范围。“⼗三五”期
间在农业信息技术、现代农业装备学科增补了22个农业农村部重点实验室，加强了农作物系统分析与决策、农业物联⽹装备等⽅向的研究⼒量，累计投⼊中央财政资⾦1.05亿元开展条件能⼒建设，有效提升了农业信息化与智慧果园领域的科研基础设施条件和协同创新能⼒。通过各类⽰范项⽬，试验推⼴了拖拉机⾃动驾驶、收割机精准测亩测产、机插秧⾃动驾驶、⽆⼈机精量施药、深松作
业质量远程监控等智慧果园装备技术，旨在不同区域、不同作物探索构建果园
精准作业系统、“天空地”⼀体化⼤⽥农情监测系统、农业⽣产精准管理决策系
统和农业⾼效⽣产公共服务系统，促进果园⼤数据、智慧果园融合应⽤，形成
可推⼴复制的果园种植数字农业⽣产模式。
发展果园⼤数据和智慧果园装备是我国农业机械化和果园产业转型升级的
重要⽅向。在推进农业⽣产全程机械化的同时，通过信息技术装备实现农业⽣
产经营管理数字化、信息化、智能化，对提⾼农业发展质量效益、建设现代农
业具有重⼤意义。
2.开发⽬的与意义
项⽬围绕果园设备⾼精度实时定位、状态参数采集、远程监管与分析等迫切需求，以建设县域范围内果园状态监控体系、验证与优化果园信息终端配置⽅案、推动果园农艺及信息化的加速融合为⽬标，重点突破北⽃⾼精度定位与可视化控制终端融合、基于果园物联⽹的远程运维服务研究、果园机械物联⽹系统安全性防范等关键共性技术，验证与优化北⽃精准定位、状态采集检测、可靠信息传输、智能监测预警等果园信息化核⼼主导产品，在市域内⼤型果园动⼒机械、果园环境监测机械等⽣产重点环节果园装备实现标准版2000 套、⾼端版100 套的装载配置，构建果园信息化智能监管运维平台，形成并验证果园机械化与信息化全⾯⾼效⾼质融合的技术应⽤服务体系和管理模式。
3.基本开发规划
（⼀）第⼀期（2019年）
⼀期以县域内装载配置的标准版 2000 套、⾼端版 100 套⼤型动⼒机械、环境监测机械等农业⽣产重点环节果园装备为果园⼤数据采集、存储、处理、分析和应⽤为果园⼤数据试点平台建设对象，平台需以先进的⼤数据技术作为⽀撑，并具备有横向扩展的能⼒，⽀持后续跨县域、跨市域和跨省域果园监管运维⽀撑的能⼒。
1、建⽴⼤数据采集体系：全⾯采集县域果园内⼤型动⼒机械、环境监测机械等农业⽣产重点环节果园装备数据和果园关联的数据资源，建⽴县域果园⼤数
据采集平台和采集机制，⽀持后续其他县域果园数据资源采集的弹性扩展；
2、建设基础数据体系：整合县域果园⼤数据资源，形成果园⼤数据资源⽬录体系，利⽤⼤数据平台实现果园⼤数据资源分类分级存储和处理，实现果园⼤数据资源⾼效率存储和处理，⽀持后续果园⼤数据资源存储和处理的弹性扩展；。
3、建设县域果园信息化监管运维平台：利⽤⼤数据批量处理、流式处理、内存处理等⼤数据处理技术，实现⼤批量北⽃定位信息解算、卫星遥感数据可视化实时展⽰，完成果园机具、设备定位、⾏驶轨迹记录、作业⾯积统计、作业状态监测等功能，⾃动⽣成⽇⼯作报表、⽉度报表等可视化统计图表。
（⼆）第⼆期（2020年）：
⼆期⼀是推动果园⼤数据信息化监管运维平台县、跨市、跨省等跨地域实施管理，实现省、市、县三级管理。⼆是对果园⼤数据资源建⽴数据共享交换平台，通过扩⼤果园数据资源，实现果园⼤数据资源产⽣价值。三是深化数据应⽤，联合科研机构、产业单位、果园部门等深化果园数据应⽤。
1、提升平台三级管理和⼤数据管理、处理分析能⼒：利⽤数据仓库，创建多维数据，并整合查账软件的数据，为稽查选案和实施提供全⾯的涉税情报和快速、简明、有效的数据分析报告，提⾼选案的准确度和稽查实施的打击能⼒。
2、构建果园数据共享交换平台：构建果园⼤数据共享交换平台，实现果园⼤数据资源数据价值，通过果园数据、管理部门数据、第三⽅数据和外部果园关联的数据建⽴完整的果园⼤数据资源产业。
3、构建果园资源产业⽹站，实现果园产业资源的整合，产业集聚，产学研相结合的运营⽹站，实现果园⼤数据资源的创新应
⽤。
（三）第三期（2022年度）：
基于⼤数据和⼈⼯智能，对图⽚、视频信息进⾏场景训练，实现对果园外围信息准确感知；建⽴果园控制系统，针对各种场景进⾏控制指令研发，实现精准控制。
本需求⽂档主要描述第⼀期开发计划的内容。
项⽬总体功能要求
业务需求分析
橡胶弹力球利⽤⼤数据框架构建县域果园信息化监管运维平台，通过车载多源传感采集和⾃组⽹数据传输，解析与集成各类终端的通讯协议和接⼝标准，实现北⽃定位信息解算、卫星遥感数据可视化展⽰，从⽽开发完成果园机具设施定位、⾏驶轨迹记录、作业⾯积统计、作业状态监测、环境实施监测等功能，系统实时采集数据，动态更新，⾃动⽣成⽇⼯作报表、⽉度报表等可视化统计图表。
总体业务需求分为果园数据采集部分和监管运维平台业务开发。
技术需求
独⽴运⾏
系统能在开发完毕后，实现友好界⾯的配置⽅式，⽀持通⽤配置和⾃定义定制配置。系统独⽴完成数据采集、挖掘的整个⼯作，包含原始⽹页采集、⽹页结构化解析、数据清洗验证、数据存储、数据交付等功能。
实时采集
数据采集范围覆盖这批次上的所有传感设备和监控设备，可采集指定的果园数据源；采集速度可达毫⽶级，监测速度可达到分钟级。
功能设计要求
系统应⽤界⾯界⾯友好、操作⽅便。强化数据采集、作业⾯积核算、作业质量评估等重点需求，提供前台监控界⾯，能够对后台机器的运⾏状态、采集情况、数据库等运⾏状态做监控。
系统扩展要求
系统在设计上具有较⾼的技术先进性和前瞻性，能够⽀持分布式、⼤数据技术，参考当前主流技术及互联⽹⾏业的发展趋势，保证系统能能够适应信息技术的迅速发展，很好地解决今后系统升级、可扩展等问题。
⾮功能性需求
数据要求
●需要对系统涉及的数据进⾏科学合理的规划。
●需要考虑多类型多⼚商的传感设备数据采集。
●需要考虑实施数据和批量数据采集策略，确保数据时效可⽤。
●需要考虑对结构化数据和⾮结构化数据的存储设计，确保数据⾼效可⽤。
扩展性
●项⽬的系统需求不可能⼀步到位，是有⼀个发展变化的过程，系统的设计应充分合理，以确保在⽤户需求变更或增加时系统可以灵活的扩展。
●随着数据量和并发⽤户数的不断增长，系统能够通过硬件扩容或增加节点达到客户的性能指标要求。
易操作性
●系统功能的实现，应尽可能⾃动化，减少⼈⼯操作环节，⽤户操作界⾯应简明、实⽤、易于学习和掌握。
前瞻及可持续性
●系统的功能需求要充分考虑长远性需求，应尽可能满⾜果园信息化管理的实际需要和长远发展，能随着果园设备的发展变化⽽作出相应调整。
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