智慧农业科技园区方案设计探讨

摘要：随着社会经济的发展，各种信息化技术发展日新月异，智慧城市建设逐步得到国家及地方政府的重视。与此同时，农业科技园区的智能化建设也将成为新型智慧城市建设的重点内容。针对智慧农业科技园区的智能应用的问题，本文提出了智能平台方案设计，利用5G、人工智能、云计算、物联网、移动互联网等新型信息化技术，解决传统农业科技园区长期面临的服务体验感知差、综合安全性较弱、运营效能较低、管理难度大、业务创新困难等问题。智能平台不仅可以为用户提供更好的服务感知，而且能够帮助企业通过数字化转型实现创新发展。农业科技园区利用智能平台，可以使农业科技园的相关业务系统更加开放，通过数据融合共享到业务功能集成，帮助用户解决使用传统技术手段难以甚至无法解决的业务问题、管理问题。

关键词：5G；云计算；农业科技园；物联网

1引言

随着社会的发展，城市的发展更加需要信息化、智能化的服务，逐步发展成为智慧城市。因此，智慧城市变成了全球城市发展的新的风向标。智慧城市建设引入了大数据、云计算、AI等新的高科技与最前沿的技术，这些科技信息技术让城市变得更加智能化，使城市运转更加高效，方便了城市的外来人员，使城市更具有开放性、包容性。人们使用新的科技与最前沿的技术指导城市的发展规划，管理城市更加便捷，使城市服务更加便利化，让城市能够充分利用与调配资源。随着智慧城市的建设，智慧园区的发展便成为了城市建设内容的一个重要元素，与智慧城市的发展相辅相成。智慧园区作为智慧城市建设内容的一个重要元素，在智慧城市建设中具有很重大的意义，同时也是智慧城市实现信息化建设的重要战略表现形式。产业园区作为新型战略性的产业重要实现途径，是增强国家经济实力的一种重要方式，同时作为发展经济的重要载体，也为产业经济转型升级带来新的天地，因此产业园区需要引进新技术指导园区进行合理的规划，使园区更加智能，更加智慧，所以发展集聚性的产业与园区成为政府主要工作任务与焦点[1]。随着智慧城市的发展，智能园区的建设在全国遍地开花，东南沿海的城市与其他一些大城市把园区的发展作为一个典型的工程。智慧园区的发展视情况而定，在园区的发展形式上，智慧园区的建设主体内容与架构有所不同，同时智慧园区在信息化方面的需求也有所差异，不能按照统一的标准进行建设[2]。在智慧园区发展当中，特别是农业科技园区的发展，成为了国家布局中一个重要的战略，也是国家发展的一个重要内容，成为了发展农业的一个重要的板块、一个重要的切入点。为贯彻落实“十三五”国家科技创新规划和“十三五”农业农村科技创新规划的要求，要重点建设农业园区，加快建设农业智慧园区。

2智能平台总体设计

智慧园区建设的整体设计融合了尖端和最新技术的应用。农业科技园区建设要根据当地农业科技园区的现状，同时也要符合当地农业现状与农业生产及销售需求，农业科技园区信息化的建设要考虑当地的经济状况及当地信息化建设状态，从多个方面进行考虑，重点考量的是信息化系统的建设，以及农产品生产销售等相关的业务办理等。智慧园区信息化的建设在底层要考虑数据的收集、上传、处理，同时也要考虑使用大数据云计算技术挖掘有价值的数据。建设智慧园区要根据建设模块、建设重点内容的目标定位及实施流程进行设计[3]。智慧园区的大数据平台建设包含多个模块，设计方案中的大数据平台的模块建设要根据不同的需求及现状进行，设计方案要满足不同的人的需求，要满足不同的单位及群体的需求及现状，同时也要参考单位与政府的规划。设计方案时要根据当地的信息化现状及不同单位、部门的现状和需求等情况进行分析。智慧园区的大数据平台规划的重点定位是指在智慧园区的总体规划中对重点建设的内容进行规划、设计、管控。智慧园区建设重点包含园区基础网络建设、数据平台及数据库的建设、智能应用的建设。首先，智慧园区的基础网络建设是园区重要的基础，基础网络建设包含5G网络建设、园区宽带网络建设、园区大楼的弱电网络综合布线系统建设、涉及到农业生产及销售的物联网等基础设施网络建设。其次，是大数据平台建设，农业生产涉及到土地资源、环境监测与管理、企业管理、车辆管理等相关领域应用，需收集整合类似应用数据，根据需求建设响应数据库，如土地资源数据库、环境监测数据库、企业管理数据库、车辆管理数据库等。最后，要建设的是智慧园区的各种智能应用，如建设便民服务系统、一卡通系统、环境监控监测管理系统等。根据建设的紧迫性，分阶段制定和实施智慧园区总体建设方案。智慧园区的建设总体上可以分为四步进行实施：第一阶段（初期），着重解决基础设施，重点建设基础设施网络，对涉及的相关机房与基础网络进行规划设计、升级改造，同时对紧急应用的基础平台与紧急使用的应用系统进行小量的建设与规划；第二阶段（完善），在上一阶段基础上完善大数据平台的功能与应用，开发与创建园区成熟的智能应用；第三阶段（拓展），可以拓展智能应用的前期开发建设，挖掘深度、拓宽范围，实现全方位的智能服务；第四阶段（开发），智能园区可不断升级改造，全面提升园区内硬件基础设施与软件相应的功能应用，在大数据平台建设完成后，收集相关的数据信息，对相应的数据进行分析对比，用于指导智慧园区的相关决策，同时要建设领导驾驶舱，便于对各项事务进行分析与决策。

3智慧园区平台设计

智慧园区的整个智能平台的设计在技术方面要结合现在的最新技术，同时也要考虑技术的超前性；在现状方面要综合考虑当地的经济状况及信息化建设状况，同时也要考虑对相关资源进行整合。整个平台既要完成对底层数据的收集、上传，又要对收集到的数据进行处理，使用大数据技术对相关的数据进行开发与挖掘。因此，智慧园区的整个智能平台设计要考虑从底层到应用各方面，整个平台的逻辑架构分别是基础层、数据层、平台层、应用层、表示层和服务层[4]，具体如图1所示。

3.1基础层

这是智慧园区的基础设施，是智能平台建设的基础设施建设，主要建设内容包含有园区的基础网络设施、基础硬件设施、各类应用系统相关的设备、机房、智慧园区的指挥管理中心、相关的综合布线系统等设施设备。主要解决智慧园区的相关数据信息的采集、梳理、汇聚及传递。

3.2数据层

这是智慧园区的数据中心，是整个平台的数据来源，存储了各类数据，用于对农业科技园区管理，把收集到的数据分类进行存储。把相关类型的数据分类建立数据库，形成多种类型的动态数据库，这样有利于智慧园区的各种相关数据资源进行集中分类存储，分别供数据平台提取，进行数据的处理、资源共享及交换。

3.3平台层

这是智慧园区整个平台的核心层，是智慧园区建设的重点内容，整个平台中智能应用的数据处理中心，不仅要对基础层收集的数据进行聚类分析、筛选分析、处理等操作步骤形成有用的数据信息，以供各种智能应用调用，还要对应用层的各种智能应用支持，实现智能应用的良好的体验感觉。智慧园区的数据平台基于GIS系统与BIM系统来实现园区的虚拟化功能，平台构件中主要包含了数字白板。

3.4应用层

设计了多种智能应用，主要为农业科技园区的日常运营管理和服务提供方便。

3.5表示层

这是智慧农业科技园区管理功能和应用服务的通道与展现方式，面向使用者的移动终端、电脑、园区消息展示大屏幕等终端设备，是使用者使用各种智能应用的入口通道。

3.6服务层

智慧农业科技园区服务的对象主要是企业内部的管理人员、企业内部员工、智慧园区的运营人员及来访参观人员。

4智慧农业科技园区平台建设内容

智慧农业科技园区建设是一个庞大的系统建设，其主要的内容有基础设施建设、平台建设、应用系统的建设：基础设施建设包括基础网络建设、指挥控制中心建设、机房建设及相关弱电配套建设；平台建设包括运营管理平台的建设、数据平台建设及数据仓库的建设、数字白板建设、管理服务平台建设。

4.1基础设施建设

智慧农业科技园区的基础设施建设是整个农业科技园区建设的基础部分，也是智慧农业科技园的智能平台建设的奠基石，只有这些基础设施建成之后，才能提供给智慧园区相应的服务，智慧园区的管理借助这些基础设施才能发挥更大的作用，智慧园区的各种智能应用及相关的智能服务体验是在相关的基础设施建成基础上实现的。智慧农业科技园区基础设施建设既要有各种智能应用的底层设备，还要有基础网络相关的硬件基础，基础硬件设施建设中含有通信网络建设、数据中心机房建设；相关的应用功能要实现对设备接入进行管理，对园区的安全进行管理，对园区的相关的能源进行监测、控制、管理等。农业科技园区基础网络架构如图2所示。智慧农业科技园区的基础网络建设主要含有园区的宽带网络的建设、移动接入网络建设、园区内的建筑物图2农业科技园区基础网弱电综合布线系统建设、农业生产传感器网络建设、农产品生产销售的物联网建设。这些基础网络为农业科技园区智能平台的各种业务系统的处理提供了数据信息，同时为数据信息进行传输、收集、聚集、处理提供了一个良好的保障。我们准备通过使用有线接入网络来解决办公楼和设施的综合网络布线的问题。在农业生产物联网的建设中，要使用LoRa、窄带物联网、5G、无线网、蓝牙等多种技术方式进行组网[5]。数据中心机房是园区弱电信息化建设的基础条件，是各种存储设备、相关的应用系统设备、数据处理设备集中放置地，也是园区的运营中心、平台的控制中心。门禁管理主要解决科技园区的进出口/楼宇进出口的管理、园区的进出人员的管理、园区车辆进出的管理。停车管理系统管理车辆的进出与停车及其他的门禁系统、访客管理系统等。

4.2数字白板建设

智慧科技园区数字化建设不是单一系统的建设，是在GIS地图系统与BIM系统建设基础上进行建设，利用物联网、人工智能等新一代信息技术在智慧农业科技园区物理空间智能平台上虚拟建设一个比较直观的园区空间的可视化图形。把相关的数据库加载一起使用，处理相关的数据，这些数据来源于相关的数据库，例如空间地理信息数据、基础设施数据、传感器网络数据、生态环境数据、人员活动数据等各种数据，利用平台与相关的数据科技模拟出供管理人员直观观看的一些图像与表格数据，根据这些数据信息，管理人员能够准确地做出相关决策，构建出直观的领导驾驶舱。农业科技园区智能平台建设要采用先进的区块链技术。区块链技术是一种不可更改的技术，对关键信息采用无核心处理的分布式技术，支持广泛的分布式存储技术，对信息实现不可更改的加密处理。数字白板一方面可以展示图像，另一方面可以利用区块链技术对相关的历史记录与数据进行探索研究，同时可以保护数据不被篡改，这样既保护了数据提供商的合法权益，同时也对数据及相关的记录进行数字确认。

4.3运营管理平台建设

智慧农业科技园区运营管理平台负责整个智慧园区智能系统的智能化应用正常运转，管理整个园区，并服务相关的人员。整个智慧园区的智能系统有智慧停车系统、生产物联网管理系统、监管系统、能源管理系统、园区环境监管平台、园区安全系统、OA系统。生产物联网综合管理平台主要是解决各个企业生产过程中的物联网监管及相关的生产数据收集、汇聚、传输、处理等相关问题，可以对相关企业再生产过程中使用的终端设备进行协同监管，管理平台可以同时调用相关的智能平台与园区OA协同办公系统进行工作，这样能够保障园区收集的数据格式统一，有利于园区相关的数据的统一采集、传输和分类存储，能够实现数据资源共享和优化管理等综合功能。

4.4综合服务平台建设

智慧农业科技园区综合服务平台主要为智慧园区内相关企业提供相关的综合服务，同时也要为园区的相关人员提供综合服务的平台。利用园区相关的运营管理平台解决数据处理问题，同时也要和其他的相关服务平台接通，这样能够实现园区内的相关数据及平台之间的数据信息共享。主要服务对象有企业和企业员工、园区的管理人员。入驻园区的企业，借助园区的在线协同办公系统、产品交易服务、专家咨询服务、园区环境数据共享服务等相关平台功能，实现相关的生产、销售、售后服务。员工与相关的管理人员，能够使用园区的物业服务、一卡通服务、通知公告等相关的配套服务功能。此外，综合服务平台还可以将生产时收集的数据信息交给处理平台，通过分析平台进行处理，提取相关的关键性信息，能够指导园区的运营管理服务。

5结语

本文提出了农业科技园区智能平台的方案设计，应用5G、人工智能、云计算、物联网、移动互联网等新的ICT技术，解决传统农业科技园区长期面临的综合保障薄弱、运营效率低、管理成本高、业务创新难度大、服务体验差等痛点。智慧平台的建设能够不断发现新的需求，更好地满足园区企业的运营和发展。

参考文献

[1]曹茂春.智慧园区总体规划与建设[J].智能建筑,2015(8):41-44.

[2]朱敏,杨会华.智慧园区解决方案探讨及建议[J].移动通信,2013,37(5):56-58.

[3]王龙飞,黄海岸.智慧园区整体规划咨询探讨[J].移动通信,2015,39(19):45-49.

[4]周雷雷,江伟,王猛,等.智慧园区规划方案探讨[J].物联网学报,2017,1(3):72-76.

[5]孙志国,冀智强,王红艳,等.农业科技园区低功耗广域网络搭建实践与展望[J].农业展望,2019,15(10):104-107.

作者：秦红涛 李国领 叶亚伟 禹福春 单位：中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司