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基于物联网的农业智能化示范(江苏省物联网产业示范工程项目申报书)


江苏省物联网产业示范工程 项目申报书

项 目 名 称:基于物联网的农业智能化示范 申 报 单 位:江苏省农业科技实业总公司 江苏省农业科学院 地 址 及 邮 编:南京市孝陵卫钟灵街 50 号,210014 项 目 负 责 人:赵西华 范永坚 艾玉春 财 务 负 责 人:沈建新 法 定 代 表 人:严少华 单 位 传 真:025-84390280 联系人及手机

:戴起伟,13851820391 蒋国龙,13801594783 填 报 日 期:2010 年 6 月 8 日

江苏省经济和信息化委员会印制
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目 录

一、项目概述
(一)建立三个基于物联网的农业应用示范基地 (二)建立江苏现代农业物联网公共展示平台 (三)自主创新一批物联网技术产品 (四)产学研结合,推进智能农业产业化

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二、项目的目标和任务
(一)项目目标 1. 建立三个基于物联网的应用示范基地 2. 建立江苏现代农业物联网公共展示平台 (二)任务需求分析 1. 智能农业是现代农业的重要标志和高级阶段 2. 智能农业主要发展趋势 3. 物联网技术加快提升农业信息化水平 4. 物联网技术农业应用的重点领域 5. 我省智能农业发展现状和迫切需求

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三、现有工作基础与优势
(一)申报单位概况 1. 江苏农业科技实业总公司概况 2. 江苏省农业科学院概况 (二)管理水平 1. 单位领导人情况 2. 项目主要参与人员资历背景 3. 管理情况 (三)技术水平 1. 研发队伍 2. 科研成果、知识产权

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3. 技术支持、服务的能力和条件 (四)行业优势 1. 农作物智能专家系统优势 2. 传感器技术优势 3.动物智能安全溯源技术优势 4. 物联网信息系统优势 5. 农村信息服务技术优势

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四、项目建设总体方案
(一)项目实施内容 1. 物联网技术和系统方案 2. 示范内容和方式 3. 采用的自主创新产品 4. 工程规划和推广措施 5. 技术保障和系统维护措施 (二)项目实施计划及时间安排 (三)实施后的商业模式和运营模式 (四)主要社会、经济、环境效益 (五)项目实施后形成的示范点、创新点 1. 示范点 2. 创新点 (六)人才队伍建设

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五、 经费预算
(一)项目总投资预算、各项任务经费分配及年度经费需求 1. 项目总投资 2. 各项任务经费分配 3. 年度经费需求 (二)资金筹措方案及配套资金落实措施

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六、 实施机制
(一)组织管理措施 (二)参与单位的工作分工
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1. 江苏省农业科技实业总公司 2. 江苏省农业科学院 3. 南京未来星传感技术有限公司

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七、 风险分析
(一)政策风险、技术风险和市场风险等风险分析 1. 政策风险分析 2. 技术风险分析 3. 市场风险分析 (二)项目申报单位降低风险的主要措施

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附表 1 附表 2 附表 3 附件

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一、项目概述
应用传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、农业专家智能数字化 技术、农业资源数据库技术等,建立基于物联网的设施农业智能化综合示范 平台,面向全省开展综合服务和推广应用,引领江苏农业生产方式的转变和 现代农业发展,推进农业产业化,促进农业增效、农民增收。

1. 建立三个基于物联网的农业应用示范基地
── 应用基于物联网的农业信息采集、识别、监控技术、智能分析技 术和专家决策系统,在江苏省农业科学院溧水植物科学基地实施。以高效园 艺作物种子种苗产业化为重点示范内容, 建立现代化智能大棚设施栽培管理 示范基地。实现温室大棚蔬菜生长环境的自动监测和远程传输、数据采集和 处理、 设施环境的智能调控、 蔬菜生长模拟与预测、 栽培方案的制定与优化。 ──建立基于物联网的动物规模化安全智能生产应用示范基地, 应用示 范基于云计算技术的“网上牧场”平台。在江苏省农科院六合动物科学基地 种猪场实施。形成环境智能测控、动物个体生物特征信息采集、可视化安全 管理、流通全程化信息跟踪、安全产品溯源等综合技术体系,实现动物规模 化养殖环境下的管理智能化,从产地到餐桌全程可控化 ── 集成与整合江苏农业科技资源、信息资源,智力资源,建立基于 物联网、互联网的农业科技创新与信息服务基地,面向三农,应用智能推送 技术,推广应用科技成果,开展农村现代远程教育等信息和知识服务。

2. 建立江苏现代农业物联网公共展示平台
应用物联网、互联网技术联结六合动物科学示范基地、溧水植物科学示 范基地、江苏省农业科学院农业服务业基地,建立现代农业物联网信息管理 和展示中心。并与江苏省农科院农村信息服务资源库对接,实现农业物联网 展示、科技服务、农业咨询、专家决策、远程教育等为一体,成为江苏现代 农业产业化服务窗口和综合服务平台。

3. 自主创新一批物联网技术产品
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示范项目以采用自主创新产品为主,包括传感器、物联网中间件(信息 管理系统) 、智能专家决策系统、数据库管理系统、智能信息推送系统、设 施栽培工程技术等。通过项目实施,可形成一批新的具有自主知识产权的物 联网农业应用技术产品,形成农业智能化设施种植和养殖应用技术体系,包 括设施工程技术、智能大棚蔬菜、园艺、花卉作物等高产、高效、优质栽培 管理技术、物联网监控技术、动物规模养殖环境下的智能监控管理和安全溯 源技术、 农村智能信息推送服务技术和专家咨询技术, 可应用于产业化推广, 并形成在全国有竞争优势的农业物联网技术高端人才队伍。

4. 产学研结合,推进智能农业产业化
以江苏省农业科技实业总公司为主体,联合所属江蔬种苗有限公司、江 苏明天农牧科技有限公司、 江苏瑞迪生科技有限公司等农业科技企业参与项 目基础建设,提供示范配套资金和相关设施条件;由江苏省农科院负责总体 协调,组织院属蔬菜研究所、农业资源环境研究所、农业经济与信息研究所 等参与项目实施; 由上海左岸芯慧电子科技有限公司提供物联网技术合作支 持。以产学研合作方式共同组成智能农业物联网示范技术协作组,为示范基 地提供长期、稳定的技术保障和系统维护,共同推进智能农业产业发展。

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二、项目的目标和任务(项目目标与任务需求分析)
(一)项目目标
应用传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、农业专家智能数字化 技术、农业资源数据库技术等,建立基于物联网的设施农业智能化综合示范 平台,面向全省开展综合服务和推广应用,引领江苏农业生产方式的转变和 现代农业发展,推进农业产业化,促进农业增效、农民增收。 1. 建立三个基于物联网的应用示范基地 ── 应用基于物联网的农业信息采集、识别、监控技术、智能分析技 术和专家决策系统,建立现代化智能大棚设施栽培管理示范基地。 ── 建立以动物规模养殖、管理、流通全程化信息采集、智能监控、 产品溯源为目标的物联网动物安全生产示范基地和技术体系。 实现动物规模 化养殖环境下的管理智能化,从产地到餐桌全程可控化。 ── 集成与整合江苏农业科技资源、信息资源,智力资源,建立基于 物联网、互联网的农业科技创新与信息智能化服务基地,面向三农,推广应 用科技成果,开展农村信息和知识服务。 2. 建立江苏现代农业物联网公共展示平台 应用物联网、互联网技术联结六合动物科学示范基地、溧水植物科学示 范基地、江苏省农业科学院农业服务业基地,建立现代农业物联网信息管理 和展示中心。并与江苏省农科院农村信息服务资源库对接,实现农业物联网 展示、科技服务、农业咨询、专家决策、远程教育等为一体,成为江苏现代 农业产业化服务窗口和综合服务平台。 并与江苏省农科院农村信息服务资源 库对接,实现农业物联网展示、科技服务、农业咨询、专家决策、远程教育 等为一体,成为江苏现代农业产业化服务窗口和综合服务平台,达到行业领 先、技术一流,为推动物联网农业应用发挥重要引领带动作用。

(二)任务需求分析
目前,信息技术正日益深刻地改变着世界经济格局、社会形态和人类生 活方式,同时也被广泛应用于农业各个领域。智能农业或信息化农业是现代 科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的一个新的农业形态, 其显著

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特征是在农业产业链的各个关键环节,充分应用现代信息技术手段,用信息 流调控农业生产与经营活动的全过程。在智能农业环境下,信息和知识成为 重要投入主体,并能大幅度提高物质流与能量流的投入效率,智能农业是现 代农业发展的必然趋势和高级阶段。 江苏作为我国经济和农业发达地区,在加快传统农业转型升级的同时, 应该把智能农业作为发展现代农业的重要内容, 把信息技术的研究和应用提 升为更高的发展战略目标,为发展我省农村经济,进一步提高农民收入,提 供新的经济增长极,为加快农业产业化进程,增强农业综合竞争力提供新的 技术支撑。 1. 智能农业是现代农业的重要标志和高级阶段 现代农业是相对于传统农业的一个新的发展阶段和渐变过程, 智能农业 既是现代农业的重要内容和标志,也是对现代农业的继承和发展。其基本特 征是高效、集约,其核心是信息、知识和技术在农业各个环节的广泛应用, 信息技术取代机械与人力,知识要素取代资本和劳动要素,使得信息、知识 成为驱动经济增长的主导因素, 使农业增长从主要依赖自然资源转向主要依 赖信息资源和知识资源。这代表了农业发展的根本方向,符合人类可持续发 展的愿望。 2. 智能农业主要发展趋势 目前发达国家发展智能农业的主要趋势呈现以下特点: 2.1 农作信息采集与资源利用数字化控制 充分利用现代地球空间与地 理信息技术获取与作物生产有关的各种资源信息,对耕作、播种、施肥、灌 溉、喷药和除草等田间作业进行数字化控制,使农业投入品的资源利用精准 化,效率最大化。 2.2 农业信息网络全球化扩展 目前,信息技术已经深刻地渗透到世界 的每一个角落。农业信息资源的获取和服务也正打破国界的限制,大步走向 国际化、全球化。通过信息网络和各类媒体,农业信息在全世界的流量与流 速都正在以前所未有的方式高速增长,并深刻地影响着世界农业资源配制, 助推农产品贸易的国际竞争日趋加剧。

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2.3 农产品电子商务专业化分工

网络和通讯技术的发展、 电子商务交

易的普及和成熟,使得通过网络销售农产品,在瞬间完成信息流、资金流的 交易。使农产品的生产、加工、交易、物流配送等产业链合作更加紧密,分 工更为精细。 2.4 农业信息多媒体化传播 视频制作与压缩技术、数字动漫虚拟技术、手机网络传媒技术等多媒体 技术,为农业复杂问题的简化表达与传播提供了空前的便利,具有传播快、 覆盖广、形象生动、丰富多彩、易于操作等特点,是农业技术利用信息手段 进行推广应用的发展方向。 2.5 农业信息系统化应用 随着农业产业化的发展,对产前、产中、产 后各个环节的关联度要求越来越高。预测预警、咨询决策、生产管理、政策 调控、市场分析、推广营销等信息系统有机连接,相互关联,对农业生产实 行全方位服务与监控,都离不开灵敏、准确、可靠和系统化的信息服务。 2.6 农业生产智能化管理 随着信息通信技术普适化、 智能化和集成化 的发展新趋势,以及感知识别技术、无线传感技术的发展和应用,农业智能 化技术将会得到更加广泛的应用。借助于智能化系统,分析海量数据,进行 信息加工、预测和建模,最大化地利用信息资源,并从中获得前所未有的洞 察力,从而更快、更好地作出决策。通过信息网络与多媒体技术对农民开展 远程教育和培训;农业信息资源数据库向专业化、集成化、共享化和知识化 管理方向发展,等等。 3. 物联网技术加快提升农业信息化水平 传感网技术与目前的互联网技术整合起来,可实现人与物的智能化控 制,对于智能农业、数字农业和智慧型农业的未来发展将具有前所未有的应 用前景。目前,物联网在农业上的应用,国内外均处于起步阶段。 3.1 物联网技术引领现代农业发展方向。 智能装备在一定程度上代表着 农业现代化水平。物联网等技术是实现农业集约、高效、安全的重要支撑。 这些技术在农业中广泛应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高 动植物生产管理科学化水平、提高农业资源利用效率,提高疫情疫病防控能 力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。
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3.2 物联网技术推动农业信息化、 智能化。 应用各种感应芯片和传感器, 广泛地采集人和自然界各种属性信息,然后借助有线、无线和互联网络,实 现各级政府管理者、农民、农业科技人员等“人与人”相联,进而拓展到土、 肥、水、气,作物、仓储和物流等“人与物”相连,以及农业数字化机械, 自动温室控制,自然灾害监测预警等“物与物”之间相联,并实现即时感知、 互联互通和高度智能化 3.3 物联网技术提高农业精准化管理水平。在农业生产环节,利用农业 智能传感器实现农业生产环境信息的实时采集和利用自组织智能物联网对 采集数据进行远程实时报送。通过物联网技术监控农业生产环境参数,如土 壤湿度、土壤养分、pH 值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2 浓度等,为农作物大田生产和温室精准调控提供科学依据,优化农作物生长 环境,不仅可获得作物生长的最佳条件,提高产量和品质,同时可提高水资 源、化肥等农业投入品的利用率和产出率。 3.4 物联网技术保障农产品和食品安全。在农产品和食品流通领域,集 成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网络等农产品 和食品追溯系统,可实现农产品和食品质量跟踪、溯源和可视数字化管理, 对农产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,可实现农产品 和食品质量安全信息在不同供应链主体之间的无缝衔接, 不仅实现农产品和 食品的数字化物流,同时也可大大提高农产品和食品的质量。 3.5 物联网技术为农业动物、植物研究提供精确手段。通过布置多层次 的无线传感器网络检测系统,可对牲畜家禽、水产养殖、稀有动物、农业昆 虫等生活习性、生长环境、生理状况及种群复杂度进行动态观测研究,为提 高动物繁育效率和植物生物防治水平提供科学依据。 3.6 物联网技术推动新农村建设。物联网应用还可以提高农民生活质 量,把农村远程教育培训、数字图书馆推送到偏远村庄,使世代生活在乡村 的农民利用计算机网络,学习各种农业知识,加快农村科技文化的普及。 4. 物联网技术农业应用的重点领域 4.1 加强种植业与养殖业生产过程物联网技术的应用示范。加强种植 业、养殖业生产过程物联网技术的应用基础性研究,包括产前的生产资源采
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集、评价和分析、信息管理与数据库建设等基础性研究;产中阶段的作物生 长模拟系统、环境信息监测与分析、质量控制等智能化研究与应用;产后阶 段的作物品质分析与控制、农产品质量安全控制与溯源技术等研究与应用。 同时,针对主要粮食作物、特色蔬菜和花卉植物的产业化生产,在集约化和 设施化程度较高的地区, 推进基于物联网技术的智能化监测和自动化控制系 统的应用示范,开展智能化生产决策支持系统和生产管理系统、空间决策支 持和自动化控制等现代信息技术的农田作业、良种工程、农作物栽培管理、 测土配方施肥、病虫防治等方面的应用示范。 4.2 建立全省统一的农业物联网综合信息服务平台, 实现农村信息服务 高效集成化。面对广大农民的强烈需求和新农村建设的繁重任务,迫切需要 把科技成果和科技信息特别是能有效帮助农民实现致富的实用技术信息和 市场信息送到农民手中,让农民看得着,学得会,用得上。当前,发展农村 信息服务业的主要任务就是要进一步建立农村综合信息服务体系, 推动面向 农村农民的综合信息服务体系建设,建设农村信息化公共服务平台。 4.3 大力加强低成本农业农村信息服务终端产品开发和服务。 针对目前 信息公路到了村头,信息服务难入户的困境,要加快低成本、简单实用、方 便快捷的信息服务终端产品的研发和推广应用, 降低农业和农村信息化服务 成本,让农民看得到,用得上。重点建立无线网络视频点播系统、农业信息 远程双向视频诊断系统、 无线农业远程培训系统、 移动农业信息服务系统等, 以加速培养有文化、懂技术、会经营的新型农民。 4.4 大力发展农产品安全生产物联网技术体系。利用物联网技术,进一 步加强重大动植物疫病的监测和预警工作。 建立全省重大动植物疫病检测预 警与控制技术服务平台,建立重大动植物疫情监测和应急处理信息系统、动 植标识及疫病可追溯信息系统,健全饲料安全信息管理系统,开展农产品质 量安全管理物联网技术示范。加速农产品质量安全信息化建设,提升农产品 质量安全检测能力和监管能力,增强农产品安全事件处处置能力。针对种植 业产品、畜禽产品、水产品等大宗农产品,建立全省农产品质量追溯体系物 联网建设示范区。 要研制推广集传感器、自动监测、自动控制、移动通信等一体化的设施 养殖系统, 实现设施养殖业动物生长过程的全程质量监控与设施养殖的精准
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化管理。加强动物生产性能自动测定、日粮营养平衡与环境减排、畜产品安 全溯源管理、种畜禽选种选配、畜禽疾病诊断、规模养殖场产销管理、规模 养殖场决策支持等信息系统软件的开发应用。 开展基于物联网的畜牧养殖监 测和安全溯源技术等信息化技术研究。 4.5 加大农产品流通领域物联网示范与应用力度。加强基于物联网技 术、与互联网融合的农产品现代物流技术、安全保障体系的研究和应用。加 强粮食生产预测预报,建立和完善粮食安全监测物联网信息系统。开展农产 品批发市场和物流企业物联网信息化, 加快应用物联网技术的农产品信息网 络和价格采集、监测网络建设等。 5. 我省智能农业发展现状和迫切需求 5.1 设施农业已成为现代农业的重要形态。设施蔬菜是设施农业和高效 农业的主要手段,也是现代农业的重要象征,目前已成为我国农业中的支柱 产业和农民增收的主要途径。我省到 2009 年底,设施蔬菜总面积达 585 万 亩,比 2000 年增加了近 200 万亩,设施类型上日光温室、大中棚比例显著 提高,其中日光温室面积接近 40 万亩,增加近 60%,大中棚面积达 400 万 亩,由 30%提高到 65%。全省大中型设施面积比例高于全国平均水平。 5.2 我省设施农业存在的主要问题。 虽然我国设施蔬菜正处于快速发展 时期,但设施条件、生产技术等与世界发达国家相比仍然有着很大差距,最 大的差距就在于缺乏设施环境的监测、 数据的分析整理和栽培过程的环境调 控与管理决策措施。全省总体上农业设施条件参差不齐,简易设施为主,基 本上没有环控能力;栽培管理上粗放,缺乏科学的运筹决策和量化的管理指 标,造成低产、劣质、污染和亏损,既造成人力、物力和能源的浪费,也因 品质差,导致产品市场竞争力下降,大大限制了农产品市场开拓。因此迫切 需要一个能够优化设施栽培资源、 降低设施栽培生产成本和提高栽培技术水 平的一整套科学决策系统。 在动物养殖管理方面,我省规模化养殖场数字化管理程度不高,普遍没 有实现精确饲喂。国外如欧美已实现动物饲喂的自动化和智能化,普遍建立 有精确饲喂系统。该系统是由电脑软件系统作为控制中心,有一台或者多台 饲喂器作为控制终端,由众多的读取感应传感器为电脑提供数据,同时根据
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家畜饲喂的科学运算公式,由电脑软件系统对数据进行运算处理,处理后指 令饲喂器的机电部分来进行工作,可对家畜实施数字化管理及精确饲喂管 理。其一般主要包括:家畜智能化精确饲喂系统、家畜智能化分离系统,家 畜智能化发情鉴定系统等多个系统。 我国生猪产业信息化方面主要存在的问题有两个: 一是尚未建立全国统 一的先进的生猪电子标识系统,不能实现对生猪个体的精确饲养管理,如良 种登记、建立种公猪后测系统等,也就无法建立中国自己的公猪育种体系。 因此,急需建立一个综合性的生猪产业信息平台。利用无线传感器网络可自 动、实时监测动物的行为和健康状况,特别是可实时获取用人工不能或不便 获取的生理数据,为进一步建立科研人员急需的数据库和统计分析建立基 础,从而对动物的发情、疾病、疫情等进行监控和预警,不仅能对养猪场环 境、猪只健康、养殖、繁殖情况进行实时监控管理,还可以通过远程专家系 统对养猪场的突发及特殊情况进行专门的处理,真正实现自动化、智能化、 现代化、可监控的数字化养猪系统。 5.3 国外智能农业的发展现状。 20 世纪 90 年代后期以来, 国外开始 自 将动物育种、营养和饲料、畜禽应激、环境调控技术有机地结合起来进行综 合研究。畜禽应激、环境调控技术也从传统的包括通风、喷雾、过滤等技术 在内的各种环境控制技术,发展到现在结合动物生理和利用各种物理、生物 及化学方式的综合防治技术阶段, 最新的研究技术是对畜禽生理指标和行为 参数如体温、呼吸频率和采食量的变化进行监测,并以此为基础研究开发出 决策系统和完善管理措施。美国和荷兰已相继开发出畜禽环境应激预警模 型。总的发展趋势是应用优质无公害饲养、疾病防控、环境控制和共用数据 平台和决策支持系统等一系列健康养殖关键技术, 形成健康养殖先进的技术 体系,推进动物健康养殖,实现养殖业安全、优质、高效、无公害健康生产。 5.4 智能化是设施蔬菜生产的迫切需求。农业的发展方向。基于无线传 感网的环控与栽培管理决策系统是实现设施农业智能化、 自动化和科学化管 理的现代农业高尖端技术。研究和应用智能决策系统,可实现连续实时、准 确监测和纪录所有与设施栽培作物相关联的环境因子, 以此为基础可建立各 作物生长环境数据库,为研究和筛选最佳环境因子组合提供数据平台;通过 研究与建立设施作物模拟模型可以帮助人们理解和认识环境因子与生物因
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子之间的基本规律和量化关系, 并对作物生长系统的动态行为和最后生产进 行预测, 从而辅助进行对作物生长和生产系统的适时合理调控和对作物生长 和采收期的智能管理; 可以通过智能管理系统来进行调控优化农业设施内的 环境和提供栽培措施方案,而且可远距离传输和操控,实现无人值守的安全 管理; 5.5 动物生长环境控制问题日益突出。畜禽的生产力取决于饲养工艺、 生产品种、营养调控、疾病防治和环境调控等因素,在规模化养殖中环境工 程所起的作用越来越重要。畜禽养殖的环境因素包括温度、湿度、光照、噪 声、微生物、粉尘、气体成分及含量等。合理的环境控制技术能使动物周围 获得适宜的温度、 湿度, 避免热应激和冷应激的出现, 并及时排除有害气体、 灰尘和微生物,改善畜禽舍的空气质量,有效预防疫病的发生和流行。 环境控制系统主要包括控制处理器、环境调节装备、信息采集系统三大 部分,系统工作时,各种传感器可以采集环境信息如温度、湿度、气体浓度、 光照等, 这些信息传送至控制处理器, 控制程序按预先设定的控制目标参数, 如温湿度、气体浓度、光亮度等,自动运行,并调控通风、消毒、取暖、光 照等系统,各系统也可共同参与协调运行,达到人工环境调节与消毒防疫的 目的。

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三、现有工作基础与优势(项目申报单位及主要参与单位现有工 作基础) (一)申报单位概况:资本性质、组织结构、财务状况、经营情 况等;

(四)行业优势:在相关行业或区域已具备的技术优势和服务优势,已 有的应用基础和取得的经济、社会、环保或安全效益。 1. 农作物智能专家系统优势 江苏省农业科学院设施蔬菜栽培技术研究团队是国内开展设施农业技 术最早的单位之一。研究历程贯穿我国设施农业 50 年的发展全过程,参与 和主持 30 多项国家、部及省有关设施蔬菜的科研和推广项目。 研究建立了温室小型西瓜、甜瓜和番茄发育的动态模拟模型、光合生产 和干物质积累等一系列模拟模型。将模型与 AIP1.0 专家系统平台相结合, 并收集栽培技术专家知识和无公害技术最新成果集成配套后编入系统知识 库中, 在国内首先研究开发出基于模型的栽培管理专家系统, 使生长发育的 模拟模型预测功能和专家系统的咨询功能有机的结合在一起。 应用专家系统 指导江苏省沿海地区设施西瓜无公害栽培,取得了巨大的经济效益、社会效 益和生态效益。2007 年获农业部神农中华农业科技三等奖。 江苏省农科院先后在水稻、小麦、棉花、油菜等大田作物的生长模型、 知识模型、生长监测与诊断、农作空间信息管理、数字农作决策系统、畜产 品安全质量数字化监控、生物信息学、畜牧场生产管理信息系统、重大动物 疫病预警等方面进行了广泛的研究,取得了丰硕的成果。由江苏省农科院完 成的我国第一个大型水稻栽培模拟优化决策系统和生猪及其产品可追溯体 系的研究,曾分别荣获 1992 年江苏省科技进步一等奖、2009 年获江苏省科 技进步二等奖,获得相关专利 4 项。 2.传感器技术优势 江苏省农业科技实业总公司控股企业江苏瑞迪生科技有限公司先后开 发出拥有自主知识产权的多种土壤水分监测仪器和数据采集传输控制系统。
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其中包括:FDR 系列精密土壤湿度传感器、便携式高精度快速测墒仪、张力 计测量系统、 全自动土壤水分控制器、 通道 16 位精度远程数据采集模块及 8 智能化高低温监测报警仪等。 研究成果先后获得国家科技进步二等奖等省级 以上奖项 9 项,在本行业具有较高的知名度。在工程应用方面,近年来承担 和参加贵州省水科院贵州修文节水灌溉示范园区的节水灌溉自动控制和大 棚智能化控制系统、 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室数 据采集系统的设计安装、 河海大学昆山实验基地农田降水量和土壤墒情数据 采集系统等项目。现已研发定型的主要仪器有 FDR 精密土壤湿度传感器、便 携式高精度快速测墒仪、张力计测量系统、水位计、流量计、智能化高低温 监测报警仪等。已研发出 8 通道 16 位精度远程数据采集模块和现场数据采 集分析系统软件并已投入多个实际项目的应用。 自主研发的基于 RAM 芯片的 数据分析控制终端和多路智能控制柜,可实现数据采集、传输、分析和智能 控制功能的顺畅连接和全自动管理。 5.动物智能安全溯源技术优势 江苏省农科院资环所研制的企业级猪肉质量安全追溯系统, 已达到产业 化运行水平,在江苏省多家规模化猪肉生产企业进行产业化示范。2005~ 2008 年, 与江苏省食品集团有限公司合作, 以生猪产加销一体化工程为平台, 进行“猪肉安全生产可追溯管理”重点示范。在公司所属养殖场使用二维条 码耳标,建立生猪养殖安全信息记录体系;在淮安市 100 万头屠宰场和南京 市苏食肉品分割配送中心,分别在原生产流水线基础上,实现具有可追溯能 力的猪肉屠宰生产线和猪肉分割生产线; 在上海、 南京等地的部分大型卖场、 专卖店,应用一体化壁挂查询机,初步实现猪肉质量安全追溯。 2002~2008 年,与南京天环食品(集团)有限公司合作,进行“猪肉质量 安全可追溯管理”的研究试点和应用示范。建立猪场数据库和可追溯软件, 采用二维条码耳标和 RFID 挂钩对猪肉生产各阶段进行标识控制,设计生猪 生产全程质量控制及可追溯系统关键点控制的配套新工艺。 系统在顶山饲养 场、天环屠宰厂和天环肉品专卖店应用。 2007~2008 年,在江苏省农业科学院六合种猪场,建立种猪场数据库, 应用可追溯软件,进行六合种猪场的日常管理。为 1 万头生猪佩戴二维条码 耳标、陶瓷耳标和电子耳标。该工艺有利于快速识别猪群和猪只,以及实施
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生猪可追溯系统。目前,在已有生猪及其产品通用追溯平台的基础上,进一 步采用 RFID 耳标对种猪注册登记,为种猪建立完整谱系和生产档案,使追 溯系统的信息上溯到育种阶段。 江苏省农业科学院还在云南、山东、天津等省市推广猪肉质量安全追溯 系统;2008 年,与云南神农农业产业集团有限公司合作,在石林原种猪场、 部分生猪养殖基地农户、昆明市肉类联合加工厂及位于昆明市的 30 个专卖 店实施猪肉生产全程质量控制及可追溯系统, 将猪肉质量安全追溯系统成功 应用于云南神农集团生猪产业链各个环节。2008 年, 《昆明日报》《云南信 、 息报》《春城晚报》 、 、云南省电视台等媒体对系统应用情况进行报道。系统 在昆明市 2008 年农业博览会上公开展示。 江苏省农业科学院在规模化养殖场生产管理信息系统研究、 畜产品安全 质量监控、兽医卫生管理科学等研究工作,先后获得国家科技进步二等奖 1 项、农业部科技进步二等奖 1 项和江苏省科技进步二等奖 1 项。 6. 物联网信息系统优势 合作单位上海左岸芯慧电子科技有限公司为本项目提供传感信息系统 集成化技术支撑。 公司自主知识产权的 ATOS 传感网系统,该系统融合传感器技术、嵌入 式技术、分布式信息处理技术、无线通讯技术及网络安全技术,包含从底层 数据采集到上层应用软件的解决方案。基于自主研发的物联网平台,可以支 持 10000 个以上节点自动组网,支持用面向应用方案定制。 研制的传感器节点体积小,传感器扩展板采用标准接口,使得传感器节 点具有很强的通用性,用户可据需要任意组合,最为特出是支持即插即用。 开发采用具有自主知识产权的满足实时性、鲁棒性要求的、具有动态可 扩充能力的新型传感器数据库管理系统的原型软件系统 FTH-Sensor。 已申请受理专利: 7. 农村信息服务技术优势 一是自 1997 年以来,江苏省农科院开通了“江苏省农业信息”和“江 苏农业科技信息网”等,充分利用信息技术、网络技术和各种信息媒体向全 省农村各级干部、农业技术人员、农业企业、种植和养殖大户和广大农民开 展信息服务。网站浏览量累计超过 1000 余万人次。由农业部信息中心、中
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国互联网协会、中国电子商务协会共同主办的中国农业网站 100 强评选”活 动中,江苏农业信息网于 2004 年、2005 年、2006 年以来,多次入选“中国 农业网站 100 强” ,是全国唯一入选的由省农科院主办的网站。 二是在全省率先开展农村科技远程培训 2003 年以来, 江苏省农科院利 用卫星数据通信技术、因特网宽带和有线电视网,开展农村现代远程教育, 配合全省百万农民培训、星火科技培训、 “送科技下乡,促农民增收”科技 行动计划等科技服务活动。同时,运用数字化技术,分别制作成多媒体课件 和农业知识数据库。目前,已拥有 1800 多个小时、3600 余个节目的多媒体 教学资源库, 通过卫星接收站点、 地方有线电视播放、 网络点播下载等方式, 应用 6400 多个课件(次) ,已累计培训农村各类人员 130 余万人次。受到地 方广大基层干部和农民的热烈欢迎,省内外多家电台、电视台和报纸都作了 报道,获得省委省政府和省委组织部远程办的充分肯定。 三是研发成功具有自主知识产权的基于智能推送和知识管理的农村信 息服务系统、农村信息服务触摸式信息终端多媒体机,可广泛用于农村科技 服务。

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四、项目建设总体方案 (一)项目实施内容(包括技术和系统方案、所提供的示范内容 和方式、产学研合作情况、采用自主创新产品情况、工程规划和推广 措施、技术保障和系统维护措施等) 1.物联网技术和系统方案
1.1 系统总体架构 基于无线传感网技术,面向应用传感节点、M2M 技术,构建一个面向应 用的智能农业信息采集与管理系统和智能决策物联网示范平台。

图 2. 基于物联网的智能农业信息采集与管理示意图

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应用决策层

应用决策软件,基于农业应用,可实智能化农业

中央服务器

中央数据库服务器,实现农业资源数据库。

采集汇聚层

汇聚节点网络数据,通过 3G、Internet 等将数据 远程上传至中央服务器。

WSN 网络

节点网络,自组织、自恢复、低功耗、网状路由。

数据感知层

可接入各种标准传感器及用户自定义传感 器,用于感知各种物理量。

图 2. 基于物联网的智能农业信息采集与管理系统总体架构设计图

批注 [微软用户1]:

智能农业信息采集与管理系统,融合传感器技术、嵌入式技术、分布式 信息处理技术、无线通讯技术及网络安全技术,包含从底层数据采集到上层 应用软件的解决方案。 1.1.1 建立层次化系统结构,在系统层次之间设置标准软硬件接口,可 实现物联网农业应用领域的部分标准化工作, 为未来农业应用领域物联网建
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设提供完整的整体解决方案和开放性的实务性系统接口。 1.1.2 该平台基于层次化的项目方案。底层基于农业生产一线(农田大 棚、养殖圈舍) ,通过无线传感网、RFID、有线监控系统、环境控制子系统 等技术建立农田环境监控数据采集平台。 数据采集平台包含现场数据采集网 络、数据采集传感装置以及数据采集设备接口,可以自由组网,汇总网络内 的各类农业相关传感信息。 并对新加入传感数据采集设备提供软硬件通用接 口,以实现新设备器材与本系统的无缝接入。 1.1.3 数据汇聚系统模块。数据经过融合、前端处理、汇总,根据不同 现场条件采用以太网、 蓝牙、 WiFi、 网络等多种数据接入方式, 3G 通过远程、 高速传输数据。 1.1.4 数据处理中心。远端建立专门数据处理中心,接受各种海量传感 数据并应用云计算、专家系统等技术形成数据处理、显示、使用系统平台, 并提供快速有效地反馈功能。数据处理中心采用核心加密数据库及算法,对 外提供通用型数据处理接口和应用接口。具有较高的数据和系统安全性。 1.1.5 数据应用模块。提供专家系统接口,集成农作物专家系统平台, 提供包含作物生长过程监测、控制、环境调节、数据采集功能。 1.1.6 农业信息服务子系统。在数据处理中心内建农业信息子系统,为 各类农业信息的接入提供标准接口,形成农业信息数字资源中心库,面向农 村开展信息服务。 图 2. 名称

批注 [微软用户2]:

1.2 传感节点层结构 1.2.1 模块组成 传感器节点由传感器模块、 路由协议管理模块、 系统控 制模块、无线收发模块和能量控制模块五部分组成,每个传感器节点兼顾传 统网络节点终端和路由器双重功能,除了进行本地信息收集和数据处理外, 还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理,同时与其他节 点协作完成一些特定任务。 1.2.2 节点传感参数的确定 根据农业大棚设施栽培和动物养殖对环境
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条件的要求,选定主要环境影响固子进行参数监测。包括气象参数(光照、 温度、湿度) ;环境参数(氧气、氨气、CO2 等) ;土壤参数(温度、湿度、 PH、土壤成分) ;控制参数(流体物质的流量、流速、液位等) 。 1.2.3 节点传感器的选配 采用 CX 系列无线传感节点, 采集传感器数据 并相互通讯、传递数据。传感器模块可选用三十种传感器件,通讯模块可提 供中短距离、 长距离、 定向超长距离等通讯方案。 电源模块可选用外接电源、 干电池、锂电池、太阳能电池等多种方案。CX 系列无线传感节点自组网最大 节点数量达到 1000 个以上,自组网数据传送最大实时性满足 0.5s 以下,可 以方便的在指定区域内快速搭建环境传感监测网络, 长时间监测敏感物理信 息。 系列无线传感节点包括专用的数据接入节点, CX 用于汇总无线监测区域 内所有无线节点数据,存储并将数据通过接入方式上传。 1.2.4 节点传感器的兼容开放接口设置 监测系统提供上层应用程序, 可 以方便自由的完成数据监测、报警设置、历史查询、地图设置、图表显示、 拓扑查询等丰富的数据处理功能。 为解决复杂应用领域多变的监测配置需要, 及非通用应用领域传感设备 与系统的对接问题,在通用型无线传感监测系统及 CX 系列无线传感节点基 础上,提供“通用型外接传感器接口硬件方案”和“自主化应用配置系统 WSCS” 。提供丰富的底层硬件接口、软件接口、开发烧录模块供用户将非通 用传感器纳入 FUT-STAR 无线传感监测系统中;并可面向各种应用领域配置 各种传感器的节点参数、节点传输协议、数据解析方式及公式、数据存储方 式和数据分析方式等。 1.3 物联网系统网络传输层 (补充?) 1.4 物联网系统应用软件层 上层应用软件主要为实际应用领域所设计的软件, 一般运行于 PC 或 PDA 上,主要负责对汇聚节点传过来的数据进行处理,包括采集、分析、存入数 据库、查询等。网络环境下不受单个节点失效、通信链路失效和节点移动影 响的查询处理技术。基于该技术的查询处理算法,可满足实时性要求、具有

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动态可扩充能力的新型传感器数据库管理系统。 FTH-Sensor 软件系统, 融合基于虚拟机中间件、 基于 Agent 的中间件和 采用声明性语言的中间件的思想,Agent 逻辑上由两部分代码组成:应用代 码和分发代码。

2.示范内容和方式
2.1 基于物联网的设施蔬菜生产智能管理与决策示范 应用基于物联网的设施蔬菜生产智能管理与决策系统, 实现温室大棚内 蔬菜生长环境的自动监测和远程传输、数据采集和处理、设施环境的智能调 控、蔬菜生长模拟与预测、栽培方案的制定与优化。 2.1.1 技术路线 温室测控无线传感网采用分层网络结构, 单个温室作为无线传感网的一 个测量控制区,传感器节点和控制节点进行自组织组网,节点间信息传递采 用多跳路由协议,所有传感器节点的数据经由网关到达控制中心,对温室环 境的调控信息经由网关反馈到控制节点,对阀门、风机、温度调节设备等进 行控制,从而实现温室环境的无线测控。 (图 2.1.2 实施地点 江苏省农业科学院溧水植物科学基地。 该基地是为了适应现代农业发展 需要而建立的现代农业科学研究基地, 是中国农业科技华东创新中心的重要 组成部分。基地建设总投资 1.13 亿元,其中土地费用 4600 万元,建设费用 6700 万元。基地位于南京市溧水县白马镇,距离江苏省农业科学院本部 70 公里,全程高速,45 分钟车程。北临白马湖水库,总面积 1218 亩,生态环 境优越,具有较好的区域代表性,适合粮、油、棉、菜、果、花等多种不同 作物生长发育的需要。 2.1.3 实施内容 高效园艺作物种子种苗产业化示范基地。 集成应用基于物联网的工厂化 育苗设备与技术,进行蔬菜种苗的工厂化育苗与供应。 2.1.4 实施规模 建设规模总体占地面积约 6000M2, 主要建设高标准育苗专用玻璃温室一 座,面积 2880M2。6 跨 5 开间,配置开窗通风系统、外遮阳系统、内保温系
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批注 [微软用户3]:

统、侧保温系统、循环风扇系统、水处理系统、移动式喷灌系统、移动苗床 系统、补光系统、电气控制系统及其它配套设施。所有系统均按标准配置。 温室的温度控制采用垂直埋管式土壤源地源热泵系统,
空 气 温 度 传 感 器 空 气 湿 度 传 感 器 CO2 光 照 强 度 传 感 器 浓 度 传 感 器 土 壤 温 度 传 感 器 土 壤 墒 情传 感 器
营 养 液 浓 度 传 感 器
营 养 液

PH
值 传 感 器

基于 zigbee 技术的 无线传输节点 zigbee 无线网 温 度 控 制 系 统

中央控制器 灌 溉 控 制 系 统

CO2

实时数据监测屏

前置数据采集处理器

光 照 控 制 系 统

营 养 液 控 制 系 统

浓 度 控 制 系 统

GPRS 无线网

专家系统数据库

Web 服务器

生产环境控制

试验数据远程查询系统

开放式专家系统网络服务平台

Internet 互联网

访问终端

访问终端

访问终端

访问终端

访问终端
批注 [微软用户4]:

图. 属 再 生 能 源 利 用 技 术 , 绿 色 环 保 , 根 据 GB50019-2003 , JGJ75-2003 、 JGJ134-2001、GB50189-2005 等标准,按南京地区冬季不低于 15℃,夏季不 高于 28℃,采用 Dest 模拟软件及鸿业负荷软件进行冷热负荷模拟计算,主 要设备配置为地源热泵主机、空调冷热循环泵、地源冷热循环泵。室外埋管
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按 GB580366-2005 标准。主机主要零部件全部采用进口设备,主机运行寿命 25 年以上。地埋管采用 PE 专用管,寿命 50 年以上。配套地源热泵系统进行 温度调控,自动苗床系统,内外遮阳、内保温系统、自动喷淋系统、补光系 统等进行种苗生产。年生产各类种子种苗 480 万株以上。育苗专用玻璃温室 采用荷兰 NEN3859 及 NPR3860 温室标准设计建设,地源热泵、催芽室、低温 处理、精量播种等成套设备,按相关行业标准进行配置安装。 此外,建设连栋温室 3 座,总面积 6000M2。采用 GSW8430 型,二座配备 外遮阳网内保温系统,齿轮齿条手动及自动控制。一座采用双层棚体结构。 2.1.5 监测参数设定 设施外部环境参数:风速、风向、雨量、粉尘、光照长度及强度、温度、 湿度、氨气、氟化氢、SO2 及 CO2 气体浓度等; 设施内部环境参数:空气环境:温度、湿度、光强、CO2 气体浓度; 土壤环境:温度、水分、孔隙度、营养液浓度与酸碱度; 植株生长参数:叶温、株高、茎粗、株幅、叶面积、叶色、水分蒸腾、 果实形状等。 设施环境调控指标为:植物生长最适温度控制:最适温度上限、下限; 湿度的控制;设施内通风控制、有害气体浓度监测与控制。 2.1.6 设施蔬菜智能管理系统的应用 设施蔬菜智能管理系统, 以江苏省农科院溧水植物科学化基地智能蔬菜 种苗生产连栋大棚为示范应用载体, 建立基于无线传感网技术的设施栽培作 物生长环境因子(土温、墒情、气温、空气湿度、光照强度、CO2 浓度)的 实时数据采集传输和分析管理系统, 同时完成基于 web 技术的数据采集系统 和设施蔬菜专家咨询决策系统模块的无缝对接, 建立蔬菜设施栽培专家系统 网络服务平台和试验数据网上查询系统。 在江苏省农业科学院已形成的设施蔬菜生育模型和专家系统研究成果 基础上,进一步收集设施蔬菜主要品种栽培经验,建立和完善设施蔬菜栽培 知识库和智能管理软件平台; 重点针对基于无线传感网的设施蔬菜智能管理 系统展开深入研究,在突破若干关键技术的基础上,建立设施蔬菜智能管理 系统, 系统实现的关键技术包括设施环境数据采集、 数据采集后存储和使用、 数据远程实时监测、 设施环境调控以及蔬菜生育模型与预测和最优栽培方案
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设计等。主要内容有:与蔬菜生长相关的设施内外重要环境因子的监测、收 集、处理与无线传输;设施蔬菜生长数据的采集、生长模拟模型的建立与优 化;基于无线传感网的设施蔬菜智能环控技术应用与示范;设施蔬菜栽培智 能管理与决策系统的应用与示范。 智能管理决策内容包括:品种选择、栽培茬口安排、设施作物生育期预 测、栽培方案制定、根据中长期天气预报和植株监测情况进行管理措施的调 整优化和控制;产品商品性状的监测、植株或产品个体 RFID 电子标签识别。 2.2 基于物联网的规模化智能养猪示范。 2.2.1 技术路线 补充路线图 2.2.2 实施地点: 以江苏省农科院六合动物科学基地种猪场为示范应用 基地。 2.2.3 实施内容 ── 基于传感网技术的猪舍的环境测控系统应用与示范。在畜禽舍内 安装无线网络传感节点,检测养殖环境参数,包括温度、湿度、光照强度、 大气压、氨气气体浓度、硫化氢气体浓度和二氧化碳气体和微生物等参数; 连接畜舍通风设备、光照系统、湿帘系统等系统,对畜舍养殖环境进行智能 控制。 ── 基于传感网技术的动物个体生物特征信息采集系统应用与示范。 基于无线传感网建立动物数字化监测平台,包括无线传感器网络的部署、硬 件设备的设计、定位和路由算法研究、可视化技术等。给动物佩带无线传感 器节点,通过无线路由将重要的生物特征信息(如体温、脉搏、位置信息)收 集到汇聚节点,再通过网络传送到服务器上,对动物的发情、疾病、疫情通 过手机或 PDA 进行实时预报、预警。 ── 基于 RFID 技术的自动饲喂系统、自动称重系统、自动分栏系统、 母猪发情监控系统应用与示范。 ── 基于云计算技术的“网上牧场”平台应用与示范。构筑全集成的 “网上牧场”平台,利用 RFID 技术实现养殖动物自动识别与追踪,实现牲 畜繁育、养殖、运输的全流程监控,并为管理者提供便捷有效的网络软件管
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理手段。区别于传统解决方案的是,本系统的软件和数据库系统完全建筑和 运行在互联网上,以 SaaS(软件即服务)的方式提供给各个不同环节的行业 用户使用。系统能够做到不同用户的数据隔离和安全保证,用户可以根据权 限和功能的不同,在如何时间、任何地点通过网络管理自己的数据,实现特 有的服务。 2.3 基于智能推送技术的农村信息服务系统应用示范 2.3.1 技术优势 基于知识管理的农村社区(村)信息服务推送系统是为农村信息综合服 务平台提供技术支撑的管理软件。该系统主要由 CMS 管理子系统、综合信息 服务门户网站子系统、子站点生成与管理子系统、远程教育子系统、视频智 能诊断子系统组成。 信息的智能推送是指在信息推送的过程中,融入人工智能技术、信息采 集技术、知识发现技术、网络技术、数据挖掘及数据库存储技术等。它是一 种信息发布技术和信息传播系统,即通过一定的技术标准或协议,从网上的 信息源或信息制作商那里获取信息,通过固定的频道或某种特定方式向用户 发送信息,以满足用户需求。 信息推送是一种新型的信息传递理念和传递模式, 也是一种新的信息获 取和信息服务方式。其核心思想是建立一个信息代理机制,把由客户端担负 的责任转给服务器,它运用推送技术来实现个性化的主动信息服务。信息的 智能推送有利于提高推送服务的效率和质量,从而有针对性地、及时地向用 户主动推送所需信息,更有效地满足不同用户的个性化要求。运用信息推送 的有关技术结合目前广泛使用的信息拉取技术,实现全方位的农村信息服务, 给农户提供多渠道、多形式的信息服务,为解决农村科技信息服务“最后一 公里”难题提出了一种有效的解决思路。 2.3.2 数据库整合优势 江苏农村信息数字资源中心是一个基于网络的(江苏现代农业信息网, www.jsma.ac.cn) 、集农村信息数据采集、加工、服务于一体、以庞大的农 业数据库群为后台支撑的分布式体系,最大限度地整合江苏农村信息资源, 实现资源共建共享。各地加工后的数字资源提交给管理中心,由管理中心把
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所有资源进行数据整合和知识化管理,进入中心服务器统一存贮,对外提供 网络资源服务。
表 1 江苏农村知识资源数据库主要内容
序号 类别 内容

1

动植物新品种资源库

农作物:水稻、小麦、油菜、棉花、玉米、甘薯、大豆等新品 种介绍。 畜禽:猪、牛、免、羊等动物品种介绍。 水产品:鱼类、蟹类、虾类等水产品知识查询。 果树:桃、梨、苹果、草莓、葡萄等新品种介绍。 蔬菜:瓜类、茄果类、十字花科类、叶菜类等蔬菜品种查询。 花卉:草本花卉、木本花卉、水生花卉、球根花卉、观叶花卉 等查询。 人兽共患病技术、植物保护技术、作物高产栽培技术、动物养 殖技术、动物疾病防治技术、农产品贮藏与保鲜技术、水产养 殖技术、水产病害防治技术、农产品加工技术、土壤肥料技术、 农产品无公害生产技术等。 国外农业、农业机械化、生态农业、设施农业、有机农业、旅 游农业、循环农业、农业生物技术、农业科技动态信息等。 乡村环境综合治理、农业园区规划、农业项目评估、农村环保、 乡村旅游、农村生活、农村医疗与健康、农业标准库、农业政 策法规库等。 农业实用技术文库、农业电子图书、农业科技期刊、重要报纸 全文库等。 农业专业协会、农业龙头企业、农民经纪人、农业经济、农村 金融、农村信贷、农产品贸易、农村财务管理、劳务市场、农 产品贸易等。 水稻、小麦、油菜、棉花、玉米、甘薯、大豆、马铃薯等作物 病虫草害识别与查询。 (文字与彩色图片) 农村党员干部远程教育、农村科技远程教育、农村创业培训、 现代中小企业管理培训等。 介绍本地区各类特色产品信息。 社区政务信息公开,对外宣传信息等。

2

农业实用技术资源库

3

现代高效农业资源库

4

新农村建设资源库

5

农民数字图书馆

6

农村社区建设资源库

7 8 9 10

病虫草害图片库 远程教育视频库 特色产品信息资源库 社区政务信息资源库

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2.3.3 农业知识系统的产业化服务 2.3.3.1 拓展基于知识管理的 WEB 信息服务 依托江苏农村信息服务平台和基于知识管理的农村社区(村)信息服务 推送系统,将紧紧围绕着“产前引导、产中服务、产后销售”的服务理念, 充分发挥信息中介的作用。通过推送技术方式,开展农村信息和知识服务。 2.3.3.2 开展基于语音电话、手机短信服务 ─ 农民热线电话呼叫服务 将江苏省农科院内分属各职能部门为农民 提供的服务,集中在一个统一的对外联系“窗口” ,采用统一的标准服务界 面,为用户提供系统化、智能化、个性化、人性化的服务。 ─ 农村短信息咨询服务 以农时季节、市场价格行情、重要病虫害防 治和疫情预测预报、气象信息等时效性强为特点的信息文本库建设为重点。 为农户发送当前农事、政策快讯、市场行情、实用技术、劳务信息、病虫害 防治等实用农村信息。

图 3 农业短信、电话服务模式

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2.3.3.3 开展基于“三网合一”的现代农村远程教育培训服务 利用先进的数字化技术,将正在生产上应用推广的新品种、实用新技术 成果制作成集视频、音频、图片、文字等为一体、符合流媒体标准、可用因 特网传送、下载、点播的多媒体课件,包括专家讲授类与情景电视类等培训 教学节目,形象生动、通俗易懂,丰富多彩,为农民所喜闻乐见。 (图 4)

图 4 农村远程教育模式图

2.3.3.4 实施基于网络的远程数字农业在线咨询诊断服务 通过网络,推广应用粮、棉、油、果蔬、园艺等主要作物模拟优化决策 系统、畜牧养殖智能管理决策专家系统、作物病虫草害诊断与防治多媒体系 统及智能化农村信息处理系统、农产品安全检测和诊断、查询服务系统等。 面向广大农民和基层技术推广人员,提供农村信息智能化服务。 4.工程规划和推广措施: 4.1 加强市场调研,明确市场需求。
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根据江苏农业形态功能变化的新特点和新趋势, 以设施农业为主要标志 的现代农业为目标,充分利用物联网技术,提升农业高效、集约化水平。科 学分析江苏农业智能化发展的需求,确立重点方向和重点领域,为推动农业 物联网的应用推广奠定可靠的发展依据。 4.2 坚持自主创新,培育技术优势 将农业智能化作为推进现代农业科技创新和科技服务的重要内容, 根据 农业产业化应用需求, 加强农业物联网技术自主创新和引进消化吸收集成创 新。以应用为目标,以示范为先导,通过典型示范,进一步引导和培育市场 需求,以市场需求促技术创新,以技术创新满足市场需求。 4.3 确立产业方向,突出发展重点。 农业物联网应用范围十分广阔。 本项目的示范内容主要是蔬菜大棚的智 能化监控、动物规模化养殖的远程监控和安全溯源。在此基础上,将根据农 业不同产业链的不同环节,如大田生产、产品流通、市场交易应用物联网技 术,实现农产品生产的程化监控。根据农业生产不同领域,如农作物生产、 畜牧业养殖、水产品养殖、花卉苗木繁殖、农产品加工等,有目标、有重点 地不断扩大物联网技术应用范围,并形成规模。 4.4 坚持标准规范,抢占技术高地 农业物联网技术应用牵涉到产品标准、体系标准以及信息采集、加工发 布等过程中的一系列技术规范。在应用示范和市场化推广过程中,坚持将物 联网技术与现代农业科技结合,通过集成组装、改进创新和配套创新等,形 成完整的技术体系, 可用于工程化的市场开拓, 并具有明显的整体技术优势, 包括智能化条件下的高产栽培技术、信息采集处理技术、智能决策技术,农 业物联网组网技术等,并形成相应的技术标准和工程规范。 4.5 开展技术培训,加强科普宣传 将物联网农业应用技术作为新的培训和科普宣传内容纳入培训计划, 结 合江苏农业科技服务活动,开展人员培训和基地培训,提高物联网技术的社 会影响力,为农业广泛应用奠定基础。 5. 技术保障和系统维护措施 5.1 以江苏省农业科技实业总公司、江苏省农业科学院蔬菜研究所、畜 牧研究所、农业资源环境研究所、农业经济与信息研究所、江蔬种苗公司、
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江苏省明天农牧科技有限公司、江苏瑞迪生科技有限公司、上海左岸芯慧电 子科技公司等共同组成智能农业物联网示范技术协作组, 为示范基地提供长 期、稳定的技术保障和系统维护。由江苏省农科院负责总体协调。 5.2 实行分工负责,明确任务,制定考核与激励办法,纳入单位和个人 绩效考核内容。 5.3 具体分工 江苏省农业科技实业总公司:总体负责。协调下属有关公司做好生产管 理工作,组织示范宣传;组织产业化推广。 江苏省农业科学院:负责相关研究所的组织协调、考核。 江苏省农科院蔬菜研究所:温室大棚等设施信息采集、智能调控与决策 管理等系统设计与实施;专家系统应用指导。 农业资源环境研究所:动物智能养殖信息采集与调控、安全生产溯源系 统应用;动物智能信息平台建立与维护。 江苏明天农牧科技公司:规模化种猪场建设与生产管理。 农业经济与信息研究所:物联网信息管理系统应用、管理与维护、农村 信息服务平台应用与管理。 江蔬种苗公司:园艺蔬菜大棚设施建设与生产管理。 江苏瑞迪生科技有限公司:传感设备安装、调控与维护。 上海左岸芯慧电子科技有限公司:针对智能农业物联网应用的技术融 合、系统方案设计和物联网系统的网络平台建设实施、维护。
批注 [微软用户6]: 修改

(二)项目实施计划及时间安排;
1、2010 年 5 月-6 月:项目申报阶段 组建由江苏省农科院领导、各有关专业所专家、物联网企业专家、实施 示范基地相关人员组成的项目团队。进行项目示范内容、方式和技术方案设 计。组织项目申报。 2、2010 年 7 月-9 月:项目实施前期准备与落实阶段 深入调研项目的基础设施和应用现状,进行需求分析,搜集有关基础信 息并分类归档,确定系统的框架结构;制定详细的设计方案。
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— 落实基于物联网的蔬菜智能化设施栽培信息采集、监控示范基地建 设方案; — 落实基于物联网的动物智能化规模养殖和安全溯源示范基地建设方 案; — 落实示范设施与传感器设备; — 落实任务分配与人员分工; — 落实经费筹措。 3、2010 年 10 月-12 月:示范基地建设阶段 — 基本完成动物示范基地的示范配套设施; — 基本完成智能化蔬菜连栋大棚的安装与施工。 — 系统集成与应用的基础性准备 4. 2011 年 1 月-3 月:项目全面启动阶段 — 完成示范基地基础设施建设 — 动物基地信息采集设备采购安装调试 蔬菜大棚种植计划与实施准备 — 信息资源的整合与数据库的建库工作 — 信息管理系统集成与示范应用平台建设 5. 2011 年 4 月-6 月:传感件布点安装、组网阶段 — 动物基地信息采集、溯源标记实施与信息系统对接 蔬菜大棚种植实施、信息采集设备采购安装调试 蔬菜栽培管理决策系统应用与调试 — 系统软件正式运行与应用 — 信息管理系统综合平台调试、完善 — 需求分析与数据库详细设计。明确工作流程、系统功能和实现手段 — 建立完善的软硬件开发环境 — 数据采集、筛选、分类、加工、处理 — 信息资源的整合与数据库的建库工作 数据库应用功能的调试与试运行
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6. 2011 年 7 月-9 月:物联网技术应用示范阶段 — 全面完成信息实时采集、传送、监控的调试。 — 组织示范、宣传 — 落实产业化推广规划、启动市场开拓及宣传工作 — 产业化服务模式与运行机制研究和试行 — 市场拓展,形成有效的运行机制 7. 2011 年 10 月-12 月:市场拓展阶段 — 组织专家对项目进行评价和咨询,提出进一步改进方案 — 发展用户,拓展市场 — 项目工作总结、技术总结 — 项目结题、申请项目验收

(三)实施后的商业模式和运营模式;
1. 在示范基础上,制定市场化推广方案。 2. 组织物联网智能化设施种植、养殖技术成果鉴定。 3. 通过各种媒体对物联网智能农业新技术进行宣传、推介。 4. 结合全省农业科技服务活动,重点在科技示范园区、农业科技成果 应用基地进行扩大示范推广。 5. 以设施工程技术、智能大棚蔬菜、园艺、花卉作物等高产、高效、 优质栽培管理技术、物联网监控技术、动物规模化生产和安全溯源技术、信 息服务和专家咨询技术等集成组装, 形成现代农业新技术体系, 向全省推广, 向省外周边地区辐射,形成产业化。

(四)主要社会、经济、环境效益;
本项目实施成功后,将有计划有目标地在全省进行大面积推广应用,重 点围绕传感技术的精确应用、智能化专家管理系统、远程监测和遥感系统、 生物信息和诊断系统、食物安全追溯系统、农业远程诊断系统、食物安全溯 源系统等方面,可实现对农产品从田头到餐桌、的生产到销售、全部生产和 销售过程的智能化管理,极大地提高资源利用率和劳动生产率,节约成本,

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同时可大大提高农产品和食品的质量, 以确保农产品和食品的可靠性和安全 性,为广大消费者提供一个获取消费产品快捷、有效、可靠的信息途径,极 大地保护了消费者的消费权益。 通过无线传感网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、 空气湿度和气压、光照强度、CO2 浓度等来获得作物生长的最佳条件,同时 将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依 据。最终使温室中传感器、执行机构标准化、数据化,利用网关实现控制装 置的网络化,从而达到现场组网方便、增加作物产量、改善品质、调节生长 周期、提高经济效益的目的。 农业智能装备在一定程度上代表着农业现代化水平, 物联网等技术是实 现农业集约、高产、优质、高效、生态、安全的重要支撑。通过物联网技术 在农业中广泛应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫 情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展,同时帮助党和 政府全面、准确、及时地“感知‘三农’,掌握“三农”工作的主动权。 ” 无线传感器网络实现农田土壤湿度信息的实时采集和传输, 通过灌溉控 制器控制灌溉管网,分区域实时灌溉并调节土壤湿度,实现精细农业所要求 的时空差异性和水资源高效利用。在农田、果园等大规模生产方面,把农业 小环境的温度、湿度、光照、降雨量等,土壤的有机质含量、温湿度、重金 属含量、PH 值等,以及植物生长特征等信息进行实时获取传输并利用,可以 大幅度提高水资源利用率,实现农业与生态节水技术的定量化、规范化、模 式化、集成化,促进节水农业的快速和健康发展。对于发展低碳农业有着重 要意义。 通过土壤水肥含量传感器、动物养殖芯片、农产品质量追溯条形码、农 村社区动态监控等各种感应芯片和传感器, 广泛地采集人和自然界各种属性 信息, 然后借助有线、 无线(如 3G)和互联网络, 实现各级政府管理者、 农民、 农业科技人员等“人与人”相联,进而拓展到土、肥、水、气,作物、仓储 和物流等“人与物”相连,以及农业数字化机械,自动温室控制,自然灾害 监测预警等“物与物”之间相联,并实现即时感知、互联互通和高度智能化 互动。 物联网在现代农业领域的应用包括如监视农作物灌溉情况、 土壤空气变
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更、畜禽的环境状况以及大面积的地表检测,收集温度、湿度、风力、大气、 降雨量,有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤 pH 值等,从而进行科学预测, 帮助农民抗灾、减灾,科学种植,提高农业综合效益。

(五)项目实施后形成的示范点、创新点; 示范点:
1. 建立基于物联网的现代化设施蔬菜大棚智能监控技术应用示范点; 2. 建立基于物联网的动物生产与流通智能监控技术应用示范点; 3. 建立基于物联网、 互联网的农业科技创新与信息智能推送服务基地。 4. 建立江苏现代农业物联网公共展示平台。应用物联网、互联网技术 联结六合动物科学示范基地、溧水植物科学示范基地、江苏省农业科学院农 业服务业基地,建立现代农业物联网信息管理和展示中心。并与江苏省农科 院农村信息服务资源库对接,实现农业物联网展示、科技服务、农业咨询、 专家决策、远程教育等为一体,成为江苏现代农业产业化服务窗口和综合服 务平台。

创新点:
1. 通过有效实施“基于物联网的农业智能化示范”项目,可实现对农 业设施大棚的自动化管理,提高农业信息化水平,提升农作物和动物生产、 繁育效率。 2. 通过现代传感技术及软件信息技术,对有机农作物从来源、生产、 检测体系及快递物流等环节进行全过程可视数字化管理, 为消费者提供全过 程可视追溯查询平台。本示范项目将利用温度、湿度、光照、化学等多种传 感器对农产品(蔬菜)的生长过程进行全程监控和数据化管理,通过传感器 节点实时感知生产过程中是否添加有机化学合成的肥料、农药、生长调节剂 和饲料添加剂等物质;结合 RFID 电子标签,对每批种苗来源、等级、培育 场地,以及在培育、生产、质检、运输等过程中具体实施人员等信息,进行 有效、可识别的实时数据存储和管理。项目以物联网平台技术为载体,将极 大提升有机农产品的质量及安全生产水平,让老百姓吃上放心菜。 3. 集成应用电子标签、条码、传感器网络、移动通信网络和计算机网
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络等实现农产品和食品质量跟踪和溯源, 可实现农产品和食品质量安全信息 在不同供应链主体之间的无缝衔接,实现农产品和食品的数字化物流。 4. 建成智能化监控、自动化管理温室,提高温室栽培管理水平。对蔬 菜大棚实施实时监控, 自动生成动态决策方案通过综合环境控制与电动执行 器自动实施。采用物联网技术,在温室生产中大量采用无线传感器管理、调 控温度、湿度、光照、通风、二氧化碳补给,营养液供给及 pH 值、EC 值等, 使栽培条件达到最适宜水平,合理利用资源,提高产品的产量和质量。 5. 通过项目实施,形成具有自主知识产权的基于物联网技术的农业智 能化设施种植和养殖应用技术体系,可应用于产业化推广。该技术体系具有 为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化远程管 理、农产品安全追溯等功能。

(六)人才队伍建设;
通过项目实施和带动,加快物联网技术应用领域的人才培养和引进,形 成合理的人才结构和梯队。 重点加强熟悉农业生产技术、 设施农业工程技术、 动物规模化安全生产管理技术、农产品安全检测溯源技术、环境监测信息技 术、农业精准信息技术、农业信息数字化技术,同时掌握物联网应用技术发 展趋势的复合型人才的培养。同时加强与有实力优势的物联网企业、高校物 联网研发中心等合作, 加快物联网技术与现代农业科技创新和农业产业化应 用的规模和力度,形成在全省具有综合优势、在全国有竞争优势的农业物联 网技术高端人才队伍。

五、经费预算(戴起伟) (一)项目总投资预算、各项任务经费分配及年度经费需求
1. 项目总投资:5000 万元 其中:1. 申请财政扶持资金:1000 万元 2. 企业自筹资金:4000 万元 2. 任务分配: 1. 蔬菜智能大棚及物联网技术应用示范:2000 万元 2. 种猪场规模养殖、智能化监控与溯源物联网示范:2500 万元
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3. 物联网信息管理系统:50 万元 4. 信息资源整合与数据管理平台:50 万元 5. 专家智能化决策系统平台:50 万元。 6. 其他:350 万元 3. 年度经费需求: 2010 年:3000 万元 2011 年:2000 万元

(二)资金筹措方案及配套资金落实措施(含申请扶持资金) 。
1. 争取项目立项,申请扶持资金 1000 万元,主要用于物联网示范有关 的技术装备和系统建设。 2. 配套资金落实措施: (1)由江苏省农业科技实业总公司投资示范基地建设费用。经费来源 主要由公司直接投资; (2)省农业自主科技创新基金等项目; (3)江苏省农业资源开发农业设施蔬菜智能大棚试验示范项目经费。

六、实施机制 (一)组织管理措施
以建立科学高效的项目管理组织和有效的保障协调机制为目标, 建立高 效能的项目团队和科学的组织管理体系。按照系统科学原理,对项目进行分 级管理、分层控制。按照物联网植物示范、物联网动物示范、物联网系统平 台三大子项目进行分类管理。建立由项目负责人总负责、各子项目分工负责 的管理体系。

七、风险分析 (一)政策风险、技术风险和市场风险等风险分析;
1. 政策风险分析 2009 年 8 月 7 日下午, 国务院总理温家宝在无锡高新微纳传感网工程技 术研发中心考察时指出, “在国家重大科技专项中, 要 加快推进传感网发展” ,
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“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫‘感知中国’中心。 ”2009 年 11 月 3 日, 温家宝总理在 《让科技引领中国可持续发展》 的重要讲话中又提出, “要着力突破传感网、物联网的关键技术,及早部署后 IP 时代相关技术研 发,使信息网络产业成为推动产业升级,迈向信息社会的‘发动机’ ”物 联网的产业发展已成为国家发展战略。 2010 年 5 月,江苏省政府办公厅转发了省经济和信息化委员会制定的 《江苏省物联网产业发展规划纲要》 。在《纲要》的保障措施部分,明确提 出了发展物联网产业的政策措施: “研究制订财政、土地、税收、政府采购 等方面的政策措施,对物联网重大项目建设、示范应用推广、关键技术研发 及人才培养和引进给予重点支持, 对符合高新技术企业认定条件的物联网企 业进行优先认定,将物联网产品与服务列入各地政府采购目录,使用财政性 资金采购时优先购买。 ”本项目完全符合《江苏省物联网产业发展规划纲要》 的精神以及党和国家关于加快现代农业发展进程, 推进城乡统筹发展的国家 战略, 有利于推动农业信息化, 提高农业生产力, 促进农民增收和农业增效。 因此,不存在政策风险。 2. 技术风险分析 项目所采用的技术包括农作物和动物设施生产工程技术、 网络和数据库 技术、传感器布点和组网技术、专家决策系统等。以上技术均为项目承担单 位具有自主知识产权的技术或可从市场引进的成熟技术,通过集成化应用, 达到综合示范的目的。本项目不以系统开发和产品研制为项目内容。因此在 技术上不存在明显的风险。 3. 市场风险分析 由于物联网技术尚处于发展初级阶段, 物联网产业发展总体上仍处于起 步阶段,我省在关键技术、网络架构、行业应用等许多领域与世界先进水平 还有一定差距。物联网在农业产业化应用的前景十分广阔,市场空间巨大。 但由于农业自身属于弱质产业,市场化基础脆弱,应用物联网技术牵涉到资 金、成本、效益等诸多因素,加之我省设施农业的发展也正处在发展时期, 具备智能化条件的设施农业的比重还很小, 目前在农业领域大规模应用物联 网的条件和时机尚未成熟。因此在市场化推进方面的难度较大。目前,主要 以政府为主导的引导性示范为主。 对物联网农业产业化应用一方面要积极加
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强技术研发,特别是集成化应用的先导性研究和示范,在经济相对发达的地 区,扩大示范效应;另一方面也要避免盲目投资,一哄而上,不顾效益,造 成不必要的损失。

(二)项目申报单位降低风险的主要措施。
1. 精心组织,详细制定实施内容和实施方案,做到实施内容与实施技 术、硬件与软件、信息采集与智能分析、监控与决策等实现无缝对接,并落 实到人头。 2. 严格按照项目进展时间表,分步推进,及时检查落实。 3. 投资经费进行科学预算,按照任务分工合理使用。建立经费使用跟 踪审计监察制度。 4. 切实加强产学研合作,建立政府主导、市场引导、科研与企业紧密 合作,充分利用市场化运作机制推进物联网农业产业应用的模式。 5. 建立专家咨询与项目质量评估机制。在项目实施过程中,聘请项目 主管部门、物联网产业、高校、科研机构专家对项目进展和应用成效进行不 定期评估,发现问题,及时改进,切实保证项目质量。

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