智慧畜牧业全产业链追溯体系整体解决方案.docx

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智慧畜牧业全产业链追溯体系整体解决方案

智慧畜牧业全产业链追溯体系解决方案

一、前言

古往今来，养殖业一直都是人类与自然界进行物资交换的重要环节。

从原始社会的简单圈养，到现代化的养殖场，可以这么说，养殖业的发展史几乎与人类历史一样悠久。

在国民经济体系中，养殖业是农业的主要组成部分之一，与种植业并列为农业生产的两大支柱。

基于国家改革和完善商品安全监管体制机制以及物联网产业发展规划，以成熟技术兼容已有局部应用，以“安全、方便、幸福、安

居”为宗旨，打造基于大数据、云计算和物联网技术的“智慧溯源协同平台”体系，以追溯平台为核心，建立追溯应用系统，覆盖产品的生产加工、仓储物流、终端销售、检验检测、政府监管、企业管理、查询验证等全生命周期各环节。

在建立产品流通信息追溯体系标准的基础上，为政府、企业、消费者提供产品流通追溯相关信息、定制应用服务、及数据增值服务。

二、建设背景

我国是一个畜牧大国，在实现畜牧业发展的过程中，面临着企业

生产管理水平低、政府监管薄弱、环境污染、行业数据资源分散等问

题，阻碍了现代畜牧业的快速发展。

如今人们的生活水平不断提高，

消费者对牛、羊肉产品的需求已由“量变”转为“质变”，对牛、羊

肉产品质量安全提出了更高的要求。

与发达国家相比，我国肉牛业实

际上还处于初级阶段，特别是在生产水平、疫病控制、肉产品安全方

面以及高效牧场管理方面还存在很大差距，成为中国肉牛业发展以及

打入国际市场的瓶颈。

三、建设依据

《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》（国发〔2015〕

50号）

《内蒙古畜牧业发展“十三五”规划》的通知

内蒙古自治区牛羊屠宰管理办法（内蒙古自治区人民政府令第218

号）

《内蒙古自治区当前产业发展序列》内政办发〔1998〕57号

《关于“十三五”期间加快肉类蔬菜流通追溯体系建设的指导意见》

《内蒙古自治区牛羊屠宰管理办法》

《农产品质量安全检测机构考核办法》

《内蒙古国家大数据综合试验区建设实施方案》

《关于推进农业农村大数据发展的实施意见》

《内蒙古自治区促进大数据发展应用的若干政策》

四、建设意义

1、社会效益

追溯系统能让消费者通过手机查询，知道餐桌上每一块肉的源产地，

能对羊的饲养、屠宰及产品加工、储藏、销售等环节进行实时监督和

管理，让每一个老百姓都能吃上“放心肉”，保护老百姓“舌尖上的

安全”，使得市场更加的规范、健康，真正达到追溯的目的

2、生态效益

通过智慧畜牧产业链追溯体系建设，在不增加牲畜数量的情况下，可

以大幅度增加牧民收入，间接的保护了自治区的各大草场。

3、品牌效益

智慧畜牧产业链追溯体系的应用，有效提高了国家对重大疫情的快速反应和及时处理速度，可以为企业节约成本，同时提升了我国农畜产品在国际的地位和品牌竞争力，为企业和国家创造更多的外汇收入。

4、经济效益

2015年，在全国羊肉价格下降时，锡林郭勒盟羊肉价格均价仍保持

稳步提升，每斤提升20元左右，每年可增收18亿元，其中产业链中企业可增加收入6亿元，牧民人均可增收6000元。

五、用户需求

5.1、出栏周期长

养殖虽然可以减少饲料的成本，但是因为养殖技术的欠缺，禽畜

营养会搭配的不当，从而导致禽畜养殖周期长，生产效益回收慢，规

模扩展慢，尤其在现在产能过剩，市场竞争逐渐加剧的情况下，企业

转型升级的压力会更大。

5.2、养殖技术不过关

农民富有养殖经验，但那也只是传统的养殖经验，他们最大的缺点就是无法打破自己原有的养殖认知，毕竟养殖业随着时代的进步，养殖难度也在逐渐增加，即使经验在丰富的人，也无法阻止“天灾人祸”。

5.3、销售渠道有限

所谓销售渠道是指产品从生产者向消费者转移所经过的通道或

途径，它是由一系列相互依赖的组织机构组成的商业机构，即产品由生产者到用户的流通过程中所经历的各个环节连接起来而形成的通道。

5.4、信息公开化程度低

在我国，大部分农村信息公开化的程度较低，不利于农户甚至整个养殖行业的发展，尤其是出现突发问题时很难应对。

5.5、专业养殖人才较少

在我国现有的体制下，许多的学校都未设置关于养殖业的专业，因为很少有学生愿意学习这些专业。

这也导致了我国的养殖业人才较少。

六、建设原则

标准化：

具有互操作性，可用性，可靠性，可扩充性，可管理性，建

立一个开放式，遵循国际标准的网络系统。

先进性：

既要保证网络的先进性，同时也要兼顾技术的成熟性。

安全性：

对于安全性我们将通过对用户的区域划分，建议选用专用防

火墙实现对本地资源的安全保护。

扩展性：

网络设计必须为今后的扩充留有足够的余地，以保护用户

的投资，保证今后的网络扩充升级能力。

保护投资：

每个设备都进行严格的选型，在满足设计原则的功能前提

下，提供最经济的设备配置方案。

可管理：

先进的网络管理可为多业务网络提供安全运行的基础。

七、平台总体设计

7.1、系统框架设计

架构设计为一个平台：

一个大数据平台

四个层面：

感知层、支持层、服务层、应用层。

六个服务:

视频管理服务、地理信息服务、协同办公服务、数据交换

共享服务、大数据分析与集成服务、移动业务服务。

二十个子系统：

牧区门户管理系统、地理信息系统、视频监控系统、位置监控系统、

生命体征监测系统、应急救援系统、动物检疫系统、电子围栏系统、

电子耳标系统、基本信息管理系统、牛羊肉可溯源系统、智慧牧舍系

统、养殖生产管理系统、动物防疫管理系统、无害化管理系统、屠宰

管理系统、移动系统、农畜产品贸易信息系统、牧业分析决策系统、

成本效益技术指标分析系统。

7.2、系统技术架构

技术架构设计：

总结为“五个一”架构。

一个架构，一套服务，一个大数据云平台，一套整体应用，一套标准

的接口。

7.3、系统功能与模块

7.3.1、牧区门户管理系统

牧区门户管理系统包括：

系统管理、集成门户管理、内容发布管

理、OA管理和业务支撑架构等模块。

（1）系统管理

包括组织结构管理（部门管理、候选用户管理）、用户管理、角色管

理、权限管理、授权管理、操作日志、权限委托和流程管理。

（2）集成门户管理

包括门户定制工具、门户展示引擎的设置。

（3）内容发布管理

包括：

站点管理、栏目管理和内容发布。

（4）OA管理

包括：

发文管理、收文管理等。

（5）业务支撑架构

包括：

企业服务装ESB、服务封装、服务管理、服务质量监控以及安

全日志管理。

7.3.2、地理信息系统

地理信息系统是将全旗、区等各个养殖场、屠宰场、牧区、肉类

加工厂等标注到地图上。

从而使使用者能够准确方便的掌握每个地区

的养殖场、屠宰场、牧区的数量和到达路线。

7.3.3、养殖生产管理系统

系统分为规模场平台和监管机构平台，前者使用对象为规模场信

息员，后者使用对象为乡镇防疫员、畜牧专管员。

系统由养殖场户管

理、生产管理、防疫管理、报检出栏、无害化处理、投入品管理、统

计分析、基础配置等模块组成，辅助养殖场信息员、乡镇防疫员开展

属地养殖户管理、动物养殖档案、防疫、报检出栏、无害化处理等主

要业务的信息化管理，辅助畜牧专管员实时管控辖区内动物养殖生产

情况。

7.3.4、动物防疫管理系统

系统分为规模场平台和监管机构平台，前者使用对象为规模场信

息员，后者使用对象为乡镇防疫员、畜牧专管员。

系统由免疫管理、

佩标管理、台账查询、统计分析、基础配置等模块组成，辅助养殖场

信息员、乡镇防疫员开展属地免疫管理、佩标业务工作的信息化管理，

辅助防疫专管员实时管控辖区内动物防疫情况。

7.3.5、动物检疫系统

系统分为产地检疫和屠宰检疫两大模块。

系统由养殖场户的检疫

申报、检疫受理、检疫工作记录、查验免疫信息、出具证明、台账查

询、人员管理、证章管理等模块组成。

辅助检疫工作实行信息化管理。

7.3.6、无害化管理系统

使用对象为规模养殖场、病死动物收集点、无害化处理中心、生

猪保险公司及各级监管机构。

系统由病死动物死亡登记、收集管理、

移交管理、无害化处理记录、保险理赔等核心业务模块组成，辅助病

死动物无害化处理工作与监管工作的信息化管理。

7.3.7、屠宰管理系统

使用对象为屠宰企业。

系统由申报受理通知、准宰通知、检疫处

理通知、库存统计、入场管理、待宰管理、宰后管理、无害化管理、

统计分析等业务模块组成。

辅助屠宰工作与监管工作的信息化管理。

7.3.8、牛羊肉可溯源系统

将现使用的《动物及其产品流通监管系统》正式纳入云平台。

系

统由网上备案、产销联防、调运备案、检查站报验、备案审批、未备

案调入处理、目的地核查、监管检查、行政处罚、风险信息等核心业

务模块组成。

辅助流通监管工作信息化管理。

7.3.9、基本信息管理系统

基本信息管理系统的主要功能是记录牧舍、牲畜数量、物联网硬件

设配数量，出栏数量，防疫记录等，包括日志管理，用户权限管理等

功能。

7.3.10、应急救援系统

系统通过物联网等设备，可以在发生突发情况下进行报警，例如：

火灾报警、产犊提醒、断奶提醒、初配提醒、妊娠诊断提醒、妊娠检

查提醒等。

7.3.11、智慧牧舍系统

智慧牧舍系统主要是依靠物联网等硬件设备对牧舍进行智能化

管理。

可以通过牧场的设备进行信息的采集，牧舍的小环境小气候都

是用计算机的管理来控制，舍内的温度、阳光、湿度、灯光等等因素

都可以收集信息并储存。

灯光在牛舍、羊舍非常重要，如果模拟日光

时间过长，使牛羊误以为是白天，使它采食量增加，发情率升高，所

有这些系统都能够实现计算机的管理。

7.3.12、农畜产品贸易信息系统

农畜产品贸易信息系统是一个以引导买家购买农产品为主要内

容的网站，网站上不实现交易，而是通过导购去引导买家到线下去合

理、轻松的消费。

让有需要的消费者确切知道贺州农产品上市时间、

农产品生产情况、及生产量等相关信息。

便于消费者做好消费计划。

在网站上引导买家找到更好的货源、提高线下农产品生产基地的知名

度和农产品的销量。

既为买家找到了好的货源，又提高了生产农产品

劳动者的收入，实现互利互赢。

7.3.13、移动系统

通过大数据平台提供的移动端业务的服务，可以使PC端的业务

都集成到移动端，通过安装本系统的APP软件。

可以到达和在PC端

上一样的功能，随时随地了解牧舍的情况。

7.3.14、牧业分析决策系统

牧业分析决策系统是基于管理学、运筹学，利用物联网数据、牲

畜生长数据、统计数据、疾病数据、市场行情数据等不同维度下，利

用大数据云计算技术，进行统计分析，构建一系列特色指数，将数据

可视化，方便系统使用者进行根据当前情形进行分析和决策。

把握市

场动向，争取利益最大化。

7.3.15、成本效益技术指标分析系统

通过利用大数据技术，对饲养期间产的的饲料、水、疫苗、人工

等其他成本，和对当前市场行情的数据进行整合。

从而和可以统计分

析出成本和效益的管理，已到达合理控制成本的目的。

7.3.16、视频监控系统

通过在牧舍或者在牧区等安装的视频摄像头，广角摄像机等视频

设备，重点监控禽舍内、道路和大门两旁等关键位置，可以使饲养员

在宿舍或者办公室随时了解牲畜的动态，避免了牲畜出现的突发事件。

7.3.17、位置监控系统

通对在牲畜身体植入电子芯片和耳标等物联网设备。

可以在位置监控系统上实时确定牲畜的位置，结合视频监控系统，轻松掌握牲畜的动向。

7.3.18、生命体征监测系统

生命体征监测系统可以通过牲畜体内植入的芯片，实时获取牲畜

的生命体征数据。

比如健康状况、体温、呼吸的频率及脉搏等等，都

可以进行自动检测和读取数据。

它根据牛吞咽过程产生的声纳就感应

出这头牛的反刍行为及瘤胃的蠕动，如果每天反刍少于480次，它就

会给监控系统提供警报信息，可以对牛只的行为、健康状况以及反刍

状况进行分析调整。

7.3.19、电子耳标系统

系统主要是由电子耳标、阅读器、数据处理器等构成。

畜主只需

要携带一台无线手持终端，识读所需要跟踪的牲畜耳标，即可查询该

牲畜的相关信息。

方便快捷，节省大量的时间，不必再翻查原手工编

制的档案卡片。

7.3.20、电子围栏系统

电子围栏系统简单易用,安装方便,能够有效帮助用户管理一定区

域内的动物,大大减少了由于动物逃跑所带来的损失.同时也可以阻

挡外界对区域内动物的威胁，与传统的栏栅相比,帮助用户节约了相

当大的成本。

7.4、系统网络和硬件设备

系统硬件设备：

硬件设备采用物理机服务器

本次设计的服务器具备以下特点：

1、高性能的吞吐速率与处理速度

2、大容量：

服务器系统必须通讯处理，交换要求，满足并发连接

处理的批处理所要求占用的系统资源的要求。

3、可靠性：

数据存储的安全，完整，高效至关重要，从硬件方面

来考虑，则要求服务器系统必须具有很高的可靠性。

4、扩展性：

要求所选的服务器的伸缩性及升级能力强，具有强大

的可升级能力，以适应今后较长一段时间的业务处理。

5、安全性：

包括能够自动长时间的连续运行要求，出现故障后自

动恢复能力，内存保护能力和对数据所提供的安全保护能力等。

1.服务器设备主要技术参数要求:

（参考知名品牌）

设备名称

设备型号

设备参数

数量

通讯服务器

曙光天阔-A420R-G

2*6核，1.866KB，

2

18M。

标配CPU2个，

最大6个，内存8G，

SAS2x300G，2TB*2

文件服务器

曙光天阔-A420R-G

2*4核，1.866KB，

2

18M。

标配CPU2个，

最大6个，内存8G，

SAS2x300G，2TB*2

地理信息服务器

曙光天阔-A420R-G

2*6核，1.866KB，

18M。

标配CPU2个，

最大6个，内存8G，

SAS2x300G，2TB*2

数据库服务器

曙光天阔I840R

2*4核

标配2个

CPU,最大

CPU4个，

1

2

DDR32*4G,SAS

2X300G2TB*2

网络视频服务器

曙光天阔A420R-G

2*6核，1.866KB，

1

18M。

标配CPU2个，

最大6个，内存8G，

SAS2x300G，2TB*2

系统网路设置：

本系统支持VPN组网、基于TCP/IP协议的CDMA/GPRS无线网

络、PSTN网络、宽带网、近距离的串行总线网络等架构，本次网络

设计拟优先选用ADSLVPN专网模式。

同时针对用户端设备，系统

可选用互热备份的双路由架构，当主路由出现故障时，设备自动切

换至备用路由进行数据传输。

7.5、系统软件设计

开发系统

CentOS-6.5-x86_64

开发语言

jdk-7u79-linux-x64

开发工具

MyEclipse10

Hadoop

版本

HDP-5.3.8-Hadoop

Hadoop

组件

HDFS、Yarn、flume-ng

、Hbase

、Hive、spark-1.6

、

sparkStreaming-1.6

、sparkSQL-1.6

、Kafka-1.0

后端技术架构

SOA

、spring

、Struts2

、hibernate3.2

、JavaScript

7.6、系统的安全和备份机制

7.6.1物理环境安全设计部署

物理环境安全：

包括设备布置安全、设备供电安全、电缆安全、

设备维护安全、场所外设备安全、设备的处置及再利用安全。

7.6.2网络通信安全设计部署

系统在设计过程中根据不同区域内安全等级的不同采取了相应

的安全策略，采用安全隔离服务器，防火墙，路由器，前置机等措施

隔离内外网数据流实现事前管理，并通过入侵检测软件，系统日志分

析等实现事后处理。

另外，防火墙支持3DES。

那么可以和client之

间建立VPN隧道，封装所有的IP数据包，通过加密的方式避免黑客

窃听的可能性。

对于联网单位的火警信息，设备运行状态信息，视频信息，在通

过物联网传输终端向监控中心传输的过程中必须采用符合国家商用

标准的数据加密算法进行加密，确保数据信息传输的安全保密性。

八、大数据与云计算应用分析

8.1大数据和云计算的概念

云计算（cloudcomputing）是基于互联网的相关服务的增加、

使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚

拟化的资源。

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用

的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

大数据（bigdata），指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

大数据的5V特点（IBM提出）：

Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（低价值密度）、Veracity（真实性）。

8.2大数据推动畜牧业发展

大数据加速畜牧产业建设转型升级，在推进养殖规模化，生产标准化。

经营产业化，布局区域化，服务社会化为特征的现代畜牧业过程中，没实现管理科学，环境友好，资源节约，效益显著，发挥着重要的作用，为进一步转型畜牧业生产方式、提升行业管理水平、保障畜产品安全有效供给提供了强有力的支撑。

大数据时代关键是数据的采集，主要包括畜禽品种信息、生产经营信息、畜牧生态监测预警等信息，畜产品质量安全监管信息。

畜牧业大数据能有效推进畜牧业信息化技术在畜牧业行政管理、生产经营、为农服务等方面的应用创新，以信息化引领畜牧业现代化建设。

加强畜牧业监测预警体系建设，完善畜牧业信息监测预警平台建设，主动适应畜牧业规模化发展的新形式，开展生产跟踪监测。

利用大数据的综合信息资源，通过网络共享。

使用户及时了解信

息，为制定市场预测和生产决策提供依据。

通过数据分析有效预警，

防治畜禽疾病。

建立畜牧业人才库及远程诊断系统，真正做到畜牧业

现代化转型，构建电子商务网络营销体系。

九、平台特色

1、采用大数据，云计算，数据挖掘技术。

2、系统采用分布式架构，高可靠性，高安全性，低耦合性，高扩展

性。

3、与现有的业务系统和综合管理平台兼容，并使得现有的信息化系

统具有机动性和灵活。

4、扩展能力：

监测设备扩展、监测因子扩展。

5、实施较快：

方案成熟度高，实施周期短

6、跨平台：

能适应不同设备厂商之间的数据传输协议存在一些差异，

为了兼容其他厂商的设备，我们在数据接收层提供了数据传输协议配

置功能，通过配置可以同时接入多种厂商的数据协议。