智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)方案設計探討

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摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各種信息化技術發(fā)展日新月異，智慧城市建設逐步得到國家及地方政府的重視。與此同時，農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的智能化建設也將成為新型智慧城市建設的重點內(nèi)容。針對智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的智能應用的問題，本文提出了智能平臺方案設計，利用5G、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新型信息化技術，解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技園區(qū)長期面臨的服務體驗感知差、綜合安全性較弱、運營效能較低、管理難度大、業(yè)務創(chuàng)新困難等問題。智能平臺不僅可以為用戶提供更好的服務感知，而且能夠幫助企業(yè)通過數(shù)字化轉型實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。農(nóng)業(yè)科技園區(qū)利用智能平臺，可以使農(nóng)業(yè)科技園的相關業(yè)務系統(tǒng)更加開放，通過數(shù)據(jù)融合共享到業(yè)務功能集成，幫助用戶解決使用傳統(tǒng)技術手段難以甚至無法解決的業(yè)務問題、管理問題。

關鍵詞：5G；云計算；農(nóng)業(yè)科技園；物聯(lián)網(wǎng)

1引言

隨著社會的發(fā)展，城市的發(fā)展更加需要信息化、智能化的服務，逐步發(fā)展成為智慧城市。因此，智慧城市變成了全球城市發(fā)展的新的風向標。智慧城市建設引入了大數(shù)據(jù)、云計算、AI等新的高科技與最前沿的技術，這些科技信息技術讓城市變得更加智能化，使城市運轉更加高效，方便了城市的外來人員，使城市更具有開放性、包容性。人們使用新的科技與最前沿的技術指導城市的發(fā)展規(guī)劃，管理城市更加便捷，使城市服務更加便利化，讓城市能夠充分利用與調(diào)配資源。隨著智慧城市的建設，智慧園區(qū)的發(fā)展便成為了城市建設內(nèi)容的一個重要元素，與智慧城市的發(fā)展相輔相成。智慧園區(qū)作為智慧城市建設內(nèi)容的一個重要元素，在智慧城市建設中具有很重大的意義，同時也是智慧城市實現(xiàn)信息化建設的重要戰(zhàn)略表現(xiàn)形式。產(chǎn)業(yè)園區(qū)作為新型戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)重要實現(xiàn)途徑，是增強國家經(jīng)濟實力的一種重要方式，同時作為發(fā)展經(jīng)濟的重要載體，也為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟轉型升級帶來新的天地，因此產(chǎn)業(yè)園區(qū)需要引進新技術指導園區(qū)進行合理的規(guī)劃，使園區(qū)更加智能，更加智慧，所以發(fā)展集聚性的產(chǎn)業(yè)與園區(qū)成為政府主要工作任務與焦點[1]。隨著智慧城市的發(fā)展，智能園區(qū)的建設在全國遍地開花，東南沿海的城市與其他一些大城市把園區(qū)的發(fā)展作為一個典型的工程。智慧園區(qū)的發(fā)展視情況而定，在園區(qū)的發(fā)展形式上，智慧園區(qū)的建設主體內(nèi)容與架構有所不同，同時智慧園區(qū)在信息化方面的需求也有所差異，不能按照統(tǒng)一的標準進行建設[2]。在智慧園區(qū)發(fā)展當中，特別是農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的發(fā)展，成為了國家布局中一個重要的戰(zhàn)略，也是國家發(fā)展的一個重要內(nèi)容，成為了發(fā)展農(nóng)業(yè)的一個重要的板塊、一個重要的切入點。為貫徹落實“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃和“十三五”農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技創(chuàng)新規(guī)劃的要求，要重點建設農(nóng)業(yè)園區(qū)，加快建設農(nóng)業(yè)智慧園區(qū)。

2智能平臺總體設計

智慧園區(qū)建設的整體設計融合了尖端和最新技術的應用。農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設要根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)科技園區(qū)的現(xiàn)狀，同時也要符合當?shù)剞r(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及銷售需求，農(nóng)業(yè)科技園區(qū)信息化的建設要考慮當?shù)氐慕?jīng)濟狀況及當?shù)匦畔⒒ㄔO狀態(tài)，從多個方面進行考慮，重點考量的是信息化系統(tǒng)的建設，以及農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售等相關的業(yè)務辦理等。智慧園區(qū)信息化的建設在底層要考慮數(shù)據(jù)的收集、上傳、處理，同時也要考慮使用大數(shù)據(jù)云計算技術挖掘有價值的數(shù)據(jù)。建設智慧園區(qū)要根據(jù)建設模塊、建設重點內(nèi)容的目標定位及實施流程進行設計[3]。智慧園區(qū)的大數(shù)據(jù)平臺建設包含多個模塊，設計方案中的大數(shù)據(jù)平臺的模塊建設要根據(jù)不同的需求及現(xiàn)狀進行，設計方案要滿足不同的人的需求，要滿足不同的單位及群體的需求及現(xiàn)狀，同時也要參考單位與政府的規(guī)劃。設計方案時要根據(jù)當?shù)氐男畔⒒F(xiàn)狀及不同單位、部門的現(xiàn)狀和需求等情況進行分析。智慧園區(qū)的大數(shù)據(jù)平臺規(guī)劃的重點定位是指在智慧園區(qū)的總體規(guī)劃中對重點建設的內(nèi)容進行規(guī)劃、設計、管控。智慧園區(qū)建設重點包含園區(qū)基礎網(wǎng)絡建設、數(shù)據(jù)平臺及數(shù)據(jù)庫的建設、智能應用的建設。首先，智慧園區(qū)的基礎網(wǎng)絡建設是園區(qū)重要的基礎，基礎網(wǎng)絡建設包含5G網(wǎng)絡建設、園區(qū)寬帶網(wǎng)絡建設、園區(qū)大樓的弱電網(wǎng)絡綜合布線系統(tǒng)建設、涉及到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及銷售的物聯(lián)網(wǎng)等基礎設施網(wǎng)絡建設。其次，是大數(shù)據(jù)平臺建設，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)涉及到土地資源、環(huán)境監(jiān)測與管理、企業(yè)管理、車輛管理等相關領域應用，需收集整合類似應用數(shù)據(jù)，根據(jù)需求建設響應數(shù)據(jù)庫，如土地資源數(shù)據(jù)庫、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、企業(yè)管理數(shù)據(jù)庫、車輛管理數(shù)據(jù)庫等。最后，要建設的是智慧園區(qū)的各種智能應用，如建設便民服務系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測管理系統(tǒng)等。根據(jù)建設的緊迫性，分階段制定和實施智慧園區(qū)總體建設方案。智慧園區(qū)的建設總體上可以分為四步進行實施：第一階段（初期），著重解決基礎設施，重點建設基礎設施網(wǎng)絡，對涉及的相關機房與基礎網(wǎng)絡進行規(guī)劃設計、升級改造，同時對緊急應用的基礎平臺與緊急使用的應用系統(tǒng)進行小量的建設與規(guī)劃；第二階段（完善），在上一階段基礎上完善大數(shù)據(jù)平臺的功能與應用，開發(fā)與創(chuàng)建園區(qū)成熟的智能應用；第三階段（拓展），可以拓展智能應用的前期開發(fā)建設，挖掘深度、拓寬范圍，實現(xiàn)全方位的智能服務；第四階段（開發(fā)），智能園區(qū)可不斷升級改造，全面提升園區(qū)內(nèi)硬件基礎設施與軟件相應的功能應用，在大數(shù)據(jù)平臺建設完成后，收集相關的數(shù)據(jù)信息，對相應的數(shù)據(jù)進行分析對比，用于指導智慧園區(qū)的相關決策，同時要建設領導駕駛艙，便于對各項事務進行分析與決策。

3智慧園區(qū)平臺設計

智慧園區(qū)的整個智能平臺的設計在技術方面要結合現(xiàn)在的最新技術，同時也要考慮技術的超前性；在現(xiàn)狀方面要綜合考慮當?shù)氐慕?jīng)濟狀況及信息化建設狀況，同時也要考慮對相關資源進行整合。整個平臺既要完成對底層數(shù)據(jù)的收集、上傳，又要對收集到的數(shù)據(jù)進行處理，使用大數(shù)據(jù)技術對相關的數(shù)據(jù)進行開發(fā)與挖掘。因此，智慧園區(qū)的整個智能平臺設計要考慮從底層到應用各方面，整個平臺的邏輯架構分別是基礎層、數(shù)據(jù)層、平臺層、應用層、表示層和服務層[4]，具體如圖1所示。

3.1基礎層

這是智慧園區(qū)的基礎設施，是智能平臺建設的基礎設施建設，主要建設內(nèi)容包含有園區(qū)的基礎網(wǎng)絡設施、基礎硬件設施、各類應用系統(tǒng)相關的設備、機房、智慧園區(qū)的指揮管理中心、相關的綜合布線系統(tǒng)等設施設備。主要解決智慧園區(qū)的相關數(shù)據(jù)信息的采集、梳理、匯聚及傳遞。

3.2數(shù)據(jù)層

這是智慧園區(qū)的數(shù)據(jù)中心，是整個平臺的數(shù)據(jù)來源，存儲了各類數(shù)據(jù)，用于對農(nóng)業(yè)科技園區(qū)管理，把收集到的數(shù)據(jù)分類進行存儲。把相關類型的數(shù)據(jù)分類建立數(shù)據(jù)庫，形成多種類型的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，這樣有利于智慧園區(qū)的各種相關數(shù)據(jù)資源進行集中分類存儲，分別供數(shù)據(jù)平臺提取，進行數(shù)據(jù)的處理、資源共享及交換。

3.3平臺層

這是智慧園區(qū)整個平臺的核心層，是智慧園區(qū)建設的重點內(nèi)容，整個平臺中智能應用的數(shù)據(jù)處理中心，不僅要對基礎層收集的數(shù)據(jù)進行聚類分析、篩選分析、處理等操作步驟形成有用的數(shù)據(jù)信息，以供各種智能應用調(diào)用，還要對應用層的各種智能應用支持，實現(xiàn)智能應用的良好的體驗感覺。智慧園區(qū)的數(shù)據(jù)平臺基于GIS系統(tǒng)與BIM系統(tǒng)來實現(xiàn)園區(qū)的虛擬化功能，平臺構件中主要包含了數(shù)字白板。

3.4應用層

設計了多種智能應用，主要為農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的日常運營管理和服務提供方便。

3.5表示層

這是智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)管理功能和應用服務的通道與展現(xiàn)方式，面向使用者的移動終端、電腦、園區(qū)消息展示大屏幕等終端設備，是使用者使用各種智能應用的入口通道。

3.6服務層

智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)服務的對象主要是企業(yè)內(nèi)部的管理人員、企業(yè)內(nèi)部員工、智慧園區(qū)的運營人員及來訪參觀人員。

4智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)平臺建設內(nèi)容

智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設是一個龐大的系統(tǒng)建設，其主要的內(nèi)容有基礎設施建設、平臺建設、應用系統(tǒng)的建設：基礎設施建設包括基礎網(wǎng)絡建設、指揮控制中心建設、機房建設及相關弱電配套建設；平臺建設包括運營管理平臺的建設、數(shù)據(jù)平臺建設及數(shù)據(jù)倉庫的建設、數(shù)字白板建設、管理服務平臺建設。

4.1基礎設施建設

智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的基礎設施建設是整個農(nóng)業(yè)科技園區(qū)建設的基礎部分，也是智慧農(nóng)業(yè)科技園的智能平臺建設的奠基石，只有這些基礎設施建成之后，才能提供給智慧園區(qū)相應的服務，智慧園區(qū)的管理借助這些基礎設施才能發(fā)揮更大的作用，智慧園區(qū)的各種智能應用及相關的智能服務體驗是在相關的基礎設施建成基礎上實現(xiàn)的。智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)基礎設施建設既要有各種智能應用的底層設備，還要有基礎網(wǎng)絡相關的硬件基礎，基礎硬件設施建設中含有通信網(wǎng)絡建設、數(shù)據(jù)中心機房建設；相關的應用功能要實現(xiàn)對設備接入進行管理，對園區(qū)的安全進行管理，對園區(qū)的相關的能源進行監(jiān)測、控制、管理等。農(nóng)業(yè)科技園區(qū)基礎網(wǎng)絡架構如圖2所示。智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的基礎網(wǎng)絡建設主要含有園區(qū)的寬帶網(wǎng)絡的建設、移動接入網(wǎng)絡建設、園區(qū)內(nèi)的建筑物圖2農(nóng)業(yè)科技園區(qū)基礎網(wǎng)弱電綜合布線系統(tǒng)建設、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)傳感器網(wǎng)絡建設、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售的物聯(lián)網(wǎng)建設。這些基礎網(wǎng)絡為農(nóng)業(yè)科技園區(qū)智能平臺的各種業(yè)務系統(tǒng)的處理提供了數(shù)據(jù)信息，同時為數(shù)據(jù)信息進行傳輸、收集、聚集、處理提供了一個良好的保障。我們準備通過使用有線接入網(wǎng)絡來解決辦公樓和設施的綜合網(wǎng)絡布線的問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的建設中，要使用LoRa、窄帶物聯(lián)網(wǎng)、5G、無線網(wǎng)、藍牙等多種技術方式進行組網(wǎng)[5]。數(shù)據(jù)中心機房是園區(qū)弱電信息化建設的基礎條件，是各種存儲設備、相關的應用系統(tǒng)設備、數(shù)據(jù)處理設備集中放置地，也是園區(qū)的運營中心、平臺的控制中心。門禁管理主要解決科技園區(qū)的進出口/樓宇進出口的管理、園區(qū)的進出人員的管理、園區(qū)車輛進出的管理。停車管理系統(tǒng)管理車輛的進出與停車及其他的門禁系統(tǒng)、訪客管理系統(tǒng)等。

4.2數(shù)字白板建設

智慧科技園區(qū)數(shù)字化建設不是單一系統(tǒng)的建設，是在GIS地圖系統(tǒng)與BIM系統(tǒng)建設基礎上進行建設，利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術在智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)物理空間智能平臺上虛擬建設一個比較直觀的園區(qū)空間的可視化圖形。把相關的數(shù)據(jù)庫加載一起使用，處理相關的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來源于相關的數(shù)據(jù)庫，例如空間地理信息數(shù)據(jù)、基礎設施數(shù)據(jù)、傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)、人員活動數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)，利用平臺與相關的數(shù)據(jù)科技模擬出供管理人員直觀觀看的一些圖像與表格數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，管理人員能夠準確地做出相關決策，構建出直觀的領導駕駛艙。農(nóng)業(yè)科技園區(qū)智能平臺建設要采用先進的區(qū)塊鏈技術。區(qū)塊鏈技術是一種不可更改的技術，對關鍵信息采用無核心處理的分布式技術，支持廣泛的分布式存儲技術，對信息實現(xiàn)不可更改的加密處理。數(shù)字白板一方面可以展示圖像，另一方面可以利用區(qū)塊鏈技術對相關的歷史記錄與數(shù)據(jù)進行探索研究，同時可以保護數(shù)據(jù)不被篡改，這樣既保護了數(shù)據(jù)提供商的合法權益，同時也對數(shù)據(jù)及相關的記錄進行數(shù)字確認。

4.3運營管理平臺建設

智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)運營管理平臺負責整個智慧園區(qū)智能系統(tǒng)的智能化應用正常運轉，管理整個園區(qū)，并服務相關的人員。整個智慧園區(qū)的智能系統(tǒng)有智慧停車系統(tǒng)、生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)、監(jiān)管系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、園區(qū)環(huán)境監(jiān)管平臺、園區(qū)安全系統(tǒng)、OA系統(tǒng)。生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺主要是解決各個企業(yè)生產(chǎn)過程中的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管及相關的生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集、匯聚、傳輸、處理等相關問題，可以對相關企業(yè)再生產(chǎn)過程中使用的終端設備進行協(xié)同監(jiān)管，管理平臺可以同時調(diào)用相關的智能平臺與園區(qū)OA協(xié)同辦公系統(tǒng)進行工作，這樣能夠保障園區(qū)收集的數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，有利于園區(qū)相關的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、傳輸和分類存儲，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享和優(yōu)化管理等綜合功能。

4.4綜合服務平臺建設

智慧農(nóng)業(yè)科技園區(qū)綜合服務平臺主要為智慧園區(qū)內(nèi)相關企業(yè)提供相關的綜合服務，同時也要為園區(qū)的相關人員提供綜合服務的平臺。利用園區(qū)相關的運營管理平臺解決數(shù)據(jù)處理問題，同時也要和其他的相關服務平臺接通，這樣能夠實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的相關數(shù)據(jù)及平臺之間的數(shù)據(jù)信息共享。主要服務對象有企業(yè)和企業(yè)員工、園區(qū)的管理人員。入駐園區(qū)的企業(yè)，借助園區(qū)的在線協(xié)同辦公系統(tǒng)、產(chǎn)品交易服務、專家咨詢服務、園區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)共享服務等相關平臺功能，實現(xiàn)相關的生產(chǎn)、銷售、售后服務。員工與相關的管理人員，能夠使用園區(qū)的物業(yè)服務、一卡通服務、通知公告等相關的配套服務功能。此外，綜合服務平臺還可以將生產(chǎn)時收集的數(shù)據(jù)信息交給處理平臺，通過分析平臺進行處理，提取相關的關鍵性信息，能夠指導園區(qū)的運營管理服務。

5結語

本文提出了農(nóng)業(yè)科技園區(qū)智能平臺的方案設計，應用5G、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新的ICT技術，解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技園區(qū)長期面臨的綜合保障薄弱、運營效率低、管理成本高、業(yè)務創(chuàng)新難度大、服務體驗差等痛點。智慧平臺的建設能夠不斷發(fā)現(xiàn)新的需求，更好地滿足園區(qū)企業(yè)的運營和發(fā)展。

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作者：秦紅濤 李國領 葉亞偉 禹福春 單位：中國通信建設集團設計院有限公司第四分公司