电子信息技术

一、项目简介为有效解决农业物联网系统中的数据安全性问题、数据可靠性问题、控制延时性和成本问题，本项目拟研发融合边缘计算与区块链技术的设施农业模块化无线管控系统，该系统主要包括基于Lora 1278传输模组的自成体系采集控制器；基于5G和LoraWan带边缘计算智能网关; 面向农业数据存证和溯源的区块链平台。其中基于5G和LoraWan带边缘计算智能网关借助边缘技术，在靠近边缘的网关运用人工智能（AI）和机器学习（ML）对数据进行处理以便缓解云端计算压力，同时可以解决数据延时性和成本问题；面向农业数据存证和溯源的区块链平台通过基于Hyperledger Fabric构建联盟链，开发运行于网关的Fabric客户端接入模块，实现数据通过网关处理后直接上传，提供可信、可追溯、不可篡改的数据存证及溯源基础设施，解决了数据安全性问题。二、技术核心竞争力竞争力一：基于5G带边缘计算智能网关，网关既可以接收转发各个大棚采集控制器传来的传感器数据，也可以接收转发无线视频流；网关也能把服务器的指令信息传输给相应的采集控制器；网关内带有的识别算法，能过滤采集控制器传来的突变数据，保证数据安全；网关采用LoraWan协议，能大范围覆盖设施园区，大数据量连接采集控制器，减少园区内网关设置数量，降低设备费用；网关还支持WiFi、5G、有线传输方式，能给用户更多方便的选择；网关可针对一些实时性要求高的控制设备进行本地设置，能有效增加时效性。竞争力二：面向农业数据存证和溯源的区块链平台，平台利用MQTT通信协议不断地监测设施生产过程以及环境、气候、水源等数据，根据作物生长环境数据，打造设施农业作物长势管控技术和设施农业智能远程管控技术。区块链与边缘计算融合的仿伪存证数据传输技术，可以解决传感器与网关之间数据传输的安全性问题，将区块链技术部署到边缘计算节点上，可以实现可控和可靠的数据传播途径，满足数据的不可伪造和可以追溯功能需求。竞争力三：开发集多传感器采集、无线传输、低成本，终身不用外部充电的单独采集控制器。此采集控制设备自成体系，可按需要布设，占地面积小，移动方便，不影响棚内劳作；选用Lora进行数据传输，保证无线传输距离，省掉了传输成本；装备内集成了多种常用传感器，降低了成本，还可以通过485接口外接多个外部传感器；装置结合柔性太阳能板和储能机构一起给设备供电，使用时不用外部拉线接电，施工时不需要凿墙破洞，不影响棚内原有的任何设施，降低安装成本。三、项目产品和技术的先进性和应用场景物联网体系结构分为感知层、网络层和应用层，本项目从物联网的三层结构展开深入研究，对物联网系统中的问题进行了大量的研究和改进，结合了先进的边缘计算技术、区块链技术、Lora低功耗无线传输技术，开发了融合边缘计算与区块链技术的设施农业模块化无线管控系统，应用在智慧农业中。该系统可以实现农业生产的远程化监控，支持手机端、电脑端、田间本地端三个平台的控制，能够远程查看各个大棚内农作物的生产状况，并且可以远程控制农作物的浇水、施肥、通风、温度、湿度等，相对于目前市场上主流的半自动化的控制设备，本系统实现了农业生产自动化的管理。从技术层面来看，自主研发了集空气温度、湿度、CO2等多种传感器于一体、采用太阳能供电、采用无线低功耗传输技术的无线采集控制器，融合了边缘计算技术、区块链技术等技术的网关节点，一端三平台的应用系统，传输距离远，降低了设备成本，保证了数据传输的安全性。本套系统自主研发，目前市场上没有相同产品，和相似产品对比，本产品的性价比更高，功能更完善。

近些年，国务院出台了许多农业相关政策，从精准扶贫到乡村振兴，从政策方面对农业各项问题进行了宏观调控，在给予积极的政策引导的同时进行了规范限定，使得农业互联网+更加规范化、合理化。随着设施农业的迅速发展，智能化大棚随之而生，它是设施农业的高级类型，拥有综合环境控制系统，由传感器、自动化控制系统、通讯、计算机技术与专家系统于一体，通过预装多种作物生长所需的适宜环境参数，搭建温室智能化软硬平台，实现对温室内的空气温度、土壤温度、相对湿度、CO2浓度、土壤水份、光照强度、水流量以及PH值、EC值等参数进行实时自动调节、检测，创造植物生长的最佳环境。适用于种苗繁育、高产种植、名贵珍稀花卉培养等场地，以增加温室产品产量，提高劳动生产率，是高科技成果为规模化生产的现代农业服务的成功范例。面对农村劳动力大量外流的现状，政策提倡创新农业生产经营体制，发展家庭农场、种植大户、新型农民合作组织，支持龙头企业通过兼并、重组、收购、控股等方式组建大型企业集团；利益联结机制，采取保底收购、股份分红、利润返还等方式，让农户更多分享加工销售收益；鼓励和引导城市工商资本到农村发展适合企业化经营的种养业；增加扶持农业产业化资金，支持龙头企业建设原料基地、节能减排、培育品牌。 本项目研发的产品和技术目前在市场上属于小范围使用阶段，在栾城区农业园区应用，应用效果好，在《石家庄日报》进行了报道，本项目的产品目前正在不断的改进和应用阶段，未来的市场前景很广阔，可以广泛应用在智慧农业生产中。随着项目的研发，还可以进一步应用在智慧城市、智慧工业、智慧交通等领域，并可以进行个性化定制。随着国家对智慧农业的大力支持，项目产品在未来几年会有大范围的增长。因为是自主研发，我们比竞争对手的成本低，技术先进，支持个性化定制。预计未来三年销售额1000万。