平台建设总体框架

平台建设总体框架

本系统设计为六层结构，分别为用户层、应用层、功能层、数据中心层、网络通讯层和传感网络层，并且具备了与外部系统进行数据交换的能力，具有系统结构清晰，业务逻辑便捷，接口灵活，运行高效，易于管理等特色。其中：

?用户层分为政府、新农合组织、园区科研单位等几个大类，政府用户包括园区各管理机构和单位，可以进行协同办公、视频会议、应急指挥、社区信息化管理、企业客户管理、视频监控、地理信息管理、应急调度等功能；农合企业用户包括园区的各企业单位，可以进行申报、查询、备案、登记、公务办理等工作，便于园区对外提供服务。

?应用层主要是各类用户可以通过多种终端设备访问功能模块体系的核心应用功能。终端访问设备可以包括电子大屏、PC、智能手机等，也可以通过电话、对讲机等设备与系统取得交互。

?功能模块层通过布放在园区的街道、楼房、水体、生产设施和生产场所等等位置的传感器、视频监控、GPS和GID等设备采集来的实时信息以及人员报告等，通过定制的模型库和方法库进行处理，并将相应的信息和分析处理结果分别送到数字监控、企业监管防范和应急指挥等中心。

?数据中心层使用Microsoft SQL Server 2005企业版，结合云计算技术，建立统一数据库，通过双机热备及光纤磁盘阵列方式，共享高速磁盘阵列中的SSD硬盘，以实现数据的高速存取。并制定备份策略，定期实现数据的增量和全量备份。

?通信网络层的核心网络采用全千兆网络交换，各维网络间采用百兆网络互联。采集系统通过有线和无线网络接入采集中心交换机，并由采集服务器进行处理，传送给数据处理服务器，并写入相应数据库中。

?传感网络层通过在园区合适的位置安置视频摄像头、各类传感器、GPS信号采集等设备，对相应位置的环境、视频和位置等信息进行实时采集，并通过通信网络层，回传到数据中心。

3）平台功能建设方案

平台建设定位于物联网智慧农业园区。一方面将政府职能、园区管理、社会服务、农业生产通过大平台融为一体，采用信息化、数字化、智能化科技，将所涉及的社会经济、综合管理与社会服务资源，进行全面整合和充分利用，为园区的社会经济可持续发展，为园区综合管理、环境监控、社会民生和企业服务，并提供一个可实施途径和强而有力的技术手段；另一方面，实现园区管理和服务能力的整合，园区管理和服务资源的整合，即能力和资源的两大整合，实现打通政府职能、园区管理、社会服务、企业经济和环境监控、应急事件高效处理。

平台通过园区服务中心、协同创新中心、生产服务中心、应急指挥中心、市场服务中心和产品服务中心等六大中心建设，来实现园区的智慧化管理，满足现代信息管理、智能化生产管理服务和农产品产后服务等要求。

其中：

?园区服务中心：包括园区信息服务和园区企业服务等子系统。一方面面向企业提供应用和服务，包括企业信息申报、园区公告等，另一方面面向园区管理机构提供生产环境信息等进行监控和险情防范。实现对园区企业生产过程中的重点因素进行数字化、图像化和智能化监控与防范，对可能引起重大安全事故的隐患进行及时排查与处理。面向企业用户时，重点以企业申报和园区公告为主，企业通过各自用户界面将重要信息提交到本系统，形成统一数据库，同时可以通过企业门户查看监控情况；面向政府用户时，重点以监管防范和园区公告等为主，相关管理部门与执行机构可以查询企业提交的重要信息，并通过政府管理人员门户查看防范重点信息、动态、预警与告警等处置。

?协同创新中心：为园区农业科技创新单位提供科技创新服务和促进科研成果应用，主要包括科技创新信息、创新成果发布等共享的信息库与数据库。一是通过跟踪与发布国内外领先的农业科技创新信息，协助园区科研单位及时了解相关领域的进展情况；二是为园区科研单位提供科研成果的发布平台，促进其相关研究成果在统一平台上进行共享，协助各单位及时了解园区其他单位的科技进展和成果情况，以形成优势互补，提高科研效率和成果利用率；三是向园区内外的农业生产组织，包括新农合组织和个体农户提供最新的农业科研成果，提供科研、生产和服务一体化的功能，加大科研成果应用与推广力度。

?生产服务中心：包括园区数字监控和生产过程管理等子系统。其中数字监控子系统通过各类传感器、视频监控设备和卫星定位等多种传感设备对园区的人员、车辆、视频、排污、管道等各项指标进行实时检测，并通过系统和人工等方式对各项数据指标进行监测、预测和告警，及时发布告警信息，提醒相关部门和企业责任人进行处理，核心功能包括园区监测、预警和告警等三大功能。生产过程管理子系统基于物联网技术感知并采集信息，基于计算机软件技术集成历史数据、专家知识、智能技术、数理模型、管理人员和专家的智慧，对数据进行加工、传输、智能分析并处理，能提供农产品生长过程的智能预警与决策、多终端形式的指令发送与传递、控制，并能够以直观友好的界面展示精确的信息、多维报表、提供信息的快速查询，从而达到对环境智能化控制，简化生产过程的目标。

?应急指挥中心：建设以“快、准、对、达”为目标，能够实现紧急情况快速报警、现场情况准确掌握、应急指挥正确决策、指令通知有效传达，包括基础设施、一体化指挥子系统和核心功能应用三大层面。核心功能、包括警情接入、现场再现、指挥调度、处置响应、应急通信、应急预案等功能。

?市场服务中心：平台提供农业生产各主体，包括监管者、供应商、生产者、渠道商、消费者等角色的一体化应用，通过权限及角色的分配，进行应用的高度集成和灵活配置。面向不同群体的需要，提供市场供求信息、市场价格信息等重要信息，帮助供应商、农户和渠道商等了解相关市场信息，以更好地对农产品生产和销售进行宏观调剂。

?产品服务中心：一方面通过建立的动植物分类信息数据库，全面覆盖各类动植物类型，可满足对动植物分类统计和查询的需求；对于农户而言，可对所需的单点信息进行管理，对于各级政府部门宏观调控的需求，可提供区域和全国的信息管理功能。另一方面，本项目支持动植物的全程供应链管理，可以对生产、流转、加工等全过程信息进行全程监控，提供对产品质量的溯源。

4）平台建设技术方案

本项目的核心功能是通过对视频、传感器、GPS等信息的检测采集，经过信息解码、智能分析、智能处理和智能显示，发出相关生产过程的信息。

?五维网络架构：系统网络规划中，即要充分考虑到系统的可用性、灵活性，也要考虑到系统的安全性和经济性。为了便于区分和描述，将网络划分为五个区域，即五个维度。第一维度为对外的门户服务器群，这里将通过防火墙映射到对外的地址，服务器群通过核心防火墙，与内部核心服务器群连接，获取所需数据。第二维度为对内的门户服务器群，为园区管理部门、监控部门、行政部门等提供定制化的服务，如告警显示、查询，摄像头监视，传感器查询，应急处理等功能。第三维度为传感采集网络，这里将园区内的各种传感器、GPS以及摄像头数据，采集并汇总到采集服务器，并由采集服务器传入防火墙内的数据处理服务器，由数据处理服务器进行相应的加工处理后，传入到相应的系统数据库中。第四维度D4为系统核心数据和服务器中心，按照功能划分为五大中心对应的服务器群，并通过光纤连接到公用的高速磁盘阵列，即可以提高磁盘阵列的利用率，又可以便于管理、备份、容灾等。第五维度通过安全接口和适当的协议，与外部系统，如工商、税务、公安、消防、交通、企业等进行数据交换。

?软件方案：软件结构满足五维网络结构的要求。在第一维和第二维网络中，软件结构需要提供数据中心功能及Web服务，采用的是B/S结构；在第三维网络中，采用现场总线网络及OPC通讯协议与现场设备交互。在第五维网络中，采用前置机方式，上面部署与各外围系统的接口程序，以实现通过数据源访问协议与接口包括：数据库接口、FTP、SOAP协议以及文件系统访问接口等访问外围系统数据。

?安全管理：根据本项目五维网络结构，设计采用二层网络安全结构模式：第一层网络（即核心系统与外部）对外采用互联网外网防火墙。核心防火墙用来接入这五维网络，通过规则限制，实现各个网络间的数据访问。系统中除了用防火墙来隔离各个系统的访问，还在核心系统中（第四维D4）设置了入侵检测系统、漏洞扫描系统、防病毒系统，未来根据需要，还可以增设认证鉴权服务器、数字证书服务器、动态令牌服务器。如果系统需要远程访问，也可以架设VPN设备，实现远程加密授权访问。

?硬件方案选用性价比更高的x86-64bit PC服务器为主要的服务器系统，并且采用光纤通道的磁盘阵列，提供高速存储系统接入。应用服务器和数据库服务器分别选用8核和16核的服务器架构，配置16G到64G的内存，且系统硬盘采用高速SSD硬盘，以实现本地应用高效运行。系统核心的交换机将采用双路全千兆以太网交换机，交换机间实现万兆光口互联，并实现服务器的多网卡聚合，以降低网卡故障带来的风险。核心防火墙由于起到了隔离五个独立维度网段的作用，因此采用高性能、高稳定性和高冗余性的防火墙设备，并要求具备千兆的线性传输能力。