中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，地域遼闊，自然災(zāi)害頻發(fā)氣候復(fù)雜多變，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于解決“ 三農(nóng)”問(wèn)題是一個(gè)很好的發(fā)展機(jī)遇。針對(duì)中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求來(lái)看，當(dāng)今最主要的問(wèn)題是如何實(shí)時(shí)地采集和處理農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和養(yǎng)殖業(yè)及其相應(yīng)病蟲害的各種信息。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括： 監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、畜禽的環(huán)境狀況、土壤氣候變更以及大面積的地表檢測(cè)，收集溫度、風(fēng)力、濕度、大氣、降雨量、土壤水分、土壤pH值等，從而進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，幫助農(nóng)民減災(zāi)、抗災(zāi)，進(jìn)行科學(xué)種植，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)的綜合效益。陜西省在國(guó)家科技支撐規(guī)劃、西北優(yōu)勢(shì)農(nóng)作物生產(chǎn)管理系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)出可實(shí)施采集大氣溫濕度、二氧化碳的濃度、土壤溫濕度的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建由感知節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、通訊服務(wù)器局域網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控中心，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)組成的交互式農(nóng)戶生產(chǎn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些農(nóng)作物，比如說(shuō)蘋果、獼猴桃、甜瓜、番茄為代表的西部農(nóng)作物的生產(chǎn)發(fā)育的精細(xì)量化管理。在湖南的長(zhǎng)沙，在大風(fēng)管理里，對(duì)大風(fēng)的速度、溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)可以自動(dòng)地調(diào)節(jié)更加適合于大風(fēng)里面作物的生產(chǎn)這樣的一些需求。
本項(xiàng)目將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與有機(jī)生態(tài)茶園的生產(chǎn)相結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)在有機(jī)茶園的栽培、精準(zhǔn)化管理和茶葉生產(chǎn)銷售過(guò)程中將起到非常重要的作用。有機(jī)茶是無(wú)污染、安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類食品，其生產(chǎn)基地必須是清潔無(wú)污染的生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)過(guò)程中必須維持水、土、氣資源的持續(xù)生產(chǎn)力，還必須截?cái)嗤鈦?lái)污染源和自身對(duì)環(huán)境的污染。故生產(chǎn)過(guò)程中完全不用化學(xué)合成肥料、農(nóng)藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、食品添加劑和其他有害于環(huán)境和身體健康的物質(zhì)，通過(guò)使用有機(jī)肥、種植綠肥、作物輪作、生物防治病蟲害、生物或物理除草等措施培肥土壤、控制病蟲害，保證最終產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。有機(jī)茶的生產(chǎn)結(jié)果保護(hù)了茶園生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了良性生態(tài)循環(huán)，進(jìn)而保障了人類健康，促進(jìn)茶業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
以有機(jī)生態(tài)茶園為管理起點(diǎn)，構(gòu)建從茶園現(xiàn)場(chǎng)到茶園管理工作站，再到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)中心的管理和服務(wù)體系。
（技術(shù)結(jié)構(gòu)圖）
本技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)茶園現(xiàn)場(chǎng)多處各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)到管理工作站的采集匯總，再到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)中心的聚集，實(shí)現(xiàn)采集，存儲(chǔ)，分析和數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)。
一、智能茶園精準(zhǔn)化管理支持系統(tǒng)
1、土壤測(cè)定儀，用于收集土壤水分、土壤肥力等信息，2、環(huán)境測(cè)定儀，用于收集空氣溫濕度，陽(yáng)光指數(shù)，風(fēng)力風(fēng)向，灰塵含量等信息；3、災(zāi)害測(cè)定儀，用于分析土地利用現(xiàn)狀、植被分布、作物的生長(zhǎng)情況、作物的災(zāi)情分布、天氣預(yù)報(bào)等信息。茶園通過(guò)安裝以上設(shè)備，建立起茶園信息采集系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)信息的收集與處理，達(dá)到信息的獲取手段的可靠性、先進(jìn)性和信息的準(zhǔn)確性和適時(shí)性。依托不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立功能完善的資源信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)(管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，不斷完善與收集)的一體化，提供圖文并茂的茶園信息，提供強(qiáng)大的空問(wèn)定位和分析能力，挖掘各類數(shù)據(jù)的內(nèi)在關(guān)系，全面提升室內(nèi)遙感管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用水平和數(shù)據(jù)使用效率。同時(shí)通過(guò)信息系統(tǒng)提供直觀、形象、方便、圖形化的顯示手段，具備了強(qiáng)大的可視化分析能力。
通過(guò)不斷優(yōu)化信息采集系統(tǒng)，使其發(fā)展成為多數(shù)據(jù)源、多用途、多角度、多層次的信息系統(tǒng)，用于支持茶園專家系統(tǒng)，集成室內(nèi)監(jiān)控信息與遙感技術(shù)、地理信息，對(duì)茶園大范圍、連續(xù)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)與信息處理，不僅能夠?qū)崟r(shí)、直觀的了解茶園詳實(shí)、多維的動(dòng)態(tài)信息，而且能夠方便、迅速的結(jié)合各專家資料信息，從而更迅速的反映出專家評(píng)價(jià)結(jié)果，提供性能完善，安全可靠的信息遠(yuǎn)程遙感系統(tǒng)。
通過(guò)監(jiān)控并采集地下和地面氣象、植被、土壤狀況等信息的數(shù)字化實(shí)時(shí)采集器，主要針對(duì)茶農(nóng)關(guān)心的茶園水肥、茶園自然災(zāi)害、茶葉長(zhǎng)勢(shì)、茶樹(shù)病蟲害等類情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，每類監(jiān)測(cè)內(nèi)容又分為若干子項(xiàng)目，茶農(nóng)或茶園技術(shù)員可以任意選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目或子項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)時(shí)間，監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)將用于檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)的數(shù)據(jù)：土壤養(yǎng)分含量、土壤水分含量、氣候狀況、茶葉生長(zhǎng)情況等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)方式有單一的圖片存儲(chǔ)和監(jiān)控視頻錄像存儲(chǔ)。單一存儲(chǔ)可以直接和數(shù)據(jù)庫(kù)中留存的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)出相關(guān)預(yù)警。視頻存儲(chǔ)用于監(jiān)視綜合情況的回顧和資料保存。
在寬帶網(wǎng)絡(luò)與GIS、GPS支持下，執(zhí)行處理分析系統(tǒng)發(fā)出的指令，直接或間接通過(guò)信息實(shí)時(shí)(準(zhǔn)實(shí)時(shí))獲取系統(tǒng)返回處理結(jié)果，由GIS系統(tǒng)形成的操作系統(tǒng)以實(shí)時(shí)通訊的形式輸出，數(shù)據(jù)可以直接輸入到茶園機(jī)械上的數(shù)據(jù)接口，可使茶葉機(jī)械自動(dòng)控制變量，實(shí)現(xiàn)茶園變量作業(yè)。
根據(jù)實(shí)際情況的需要，可以通過(guò)遠(yuǎn)程遙感控制茶園，對(duì)重要信息、圖片的出現(xiàn)或重要日子產(chǎn)生預(yù)警提示信息，以提醒管理人員、操作人員查看情況，合理分析，判斷情況，及時(shí)控制各種情況。系統(tǒng)根據(jù)定制規(guī)則自動(dòng)產(chǎn)生預(yù)警信息提示，如果預(yù)警信息不及時(shí)處理則觸發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)督預(yù)警機(jī)制，將提示不斷重復(fù)，不斷警告，直到被重視并確定預(yù)報(bào)信息，規(guī)范了系統(tǒng)的工作行為。
二. 茶葉追溯管理信息系統(tǒng)
通過(guò)采用二維碼和電子標(biāo)簽，建立茶園、茶農(nóng)、茶葉加工車間、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售環(huán)節(jié)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，在茶葉包裝袋上貼上二維碼標(biāo)簽，同時(shí)在茶葉包裝袋內(nèi)放入聚乙烯材料制作的電子標(biāo)簽，一是防止運(yùn)輸、銷售過(guò)程中被調(diào)包，更換內(nèi)容，二是實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)物流過(guò)程動(dòng)態(tài)不開(kāi)封檢測(cè)和記錄。
茶葉安全追溯管理機(jī)制
利用互聯(lián)網(wǎng)建立連接茶園、加工、相關(guān)運(yùn)輸、銷售環(huán)節(jié)單位和消費(fèi)者，從而構(gòu)成茶葉從生產(chǎn)到銷售的全過(guò)程監(jiān)控，提供給政府及有關(guān)部門，同時(shí)及時(shí)將反饋信息傳送到茶農(nóng)及專家等。本系統(tǒng)還可以對(duì)茶葉品牌、企業(yè)品牌、品牌資信等進(jìn)行管理。
2.網(wǎng)上茶園系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，手機(jī)上即時(shí)觀看茶園現(xiàn)場(chǎng)，采茶過(guò)程，茶園生產(chǎn)流程，讓所有人來(lái)監(jiān)督茶園的栽培和茶葉生產(chǎn)；同時(shí)可以進(jìn)行咨詢專家、查詢茶農(nóng)服務(wù)信息以及環(huán)境信息等茶園綜合信息管理方面的服務(wù)。
這是一個(gè)智能化的信息系統(tǒng)，不僅可以作為茶業(yè)現(xiàn)代化的載體，傳播各類實(shí)用的茶業(yè)知識(shí)和高新技術(shù)成果，而且擁有高層次、多方面茶業(yè)專家知識(shí)，并能模仿人類推理過(guò)程，對(duì)多種知識(shí)和多項(xiàng)成果進(jìn)行綜合集成，以形象、直觀的方式向使用者提供各種茶業(yè)問(wèn)題決策咨詢服務(wù)活動(dòng)。
本項(xiàng)目系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用業(yè)界最新的分布式多層體系結(jié)構(gòu)、J2EE、XML技術(shù)、業(yè)務(wù)邏輯組件化技術(shù)，采用業(yè)界經(jīng)典的M—V— C(Model View Controler)設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)表現(xiàn)邏輯(用戶界面)與業(yè)務(wù)邏輯的分離，從而實(shí)現(xiàn)客戶端應(yīng)用系統(tǒng)的“零維護(hù)”；采用JAVA技術(shù)，使得應(yīng)用服務(wù)器中的應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)到跨平臺(tái)兼容的效果；通過(guò)采用統(tǒng)一應(yīng)用安全底層平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全性；采用數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制或異步消息傳輸機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)站內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的信息交換機(jī)制；并利用現(xiàn)有的多種隔離手段確保數(shù)據(jù)交換的安全性。