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Technical Architecture · 软硬一体
可视化技术架构
围绕「数治台账系统 · 监控系统 · 智能化管理系统」三位一体，采用「五层架构 + 两大体系」的软硬一体总体设计；以 GIS 时空底座承载业务台账，以 IoT「天-空-地-人」立体感知采集数据，经 LoRa+4G 混合组网汇聚至中心机房，最终在数字孪生大屏统一呈现。
五层两体系模块化单体 + 专项服务等保三级 · AI 算力自建来源：项目建议书 第二章 系统总体设计
三大系统协同关系
三系统共享同一数字底座与 IoT 感知网络，数据互通、统一门户
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数治台账系统
6 大业务台账，沉淀土地/水/农事/农资/气象/粪污全量生产数据，是平台的业务中枢
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监控系统
分布式视频监控，为台账作业与重点区域提供视觉证据与安防保障，告警联动中控
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智能化管理系统
IOT-FTZI 气体指纹 + 数治集群远程控制，对发酵/仓储/实验室/智能装备无人值守管控
⬇ 统一数字底座（共享）
GIS 时空数据库IoT 接入平台统一身份 UCMS运营平台 XOPS消息总线 EMQX
五层 + 两体系 总体架构
「三层两体系」技术框架的工程化展开：基础设施→数据→平台支撑→业务服务→应用展示，纵向贯穿安全与运维
安全保障体系 · 等保三级
展示层 · UI应用展示层
PC Web · Vue3+TS+Element Plus数字孪生大屏BI 数据可视化移动端 uni-app（H5/小程序/Android）监控视频墙
▼ 接口 / API 网关
业务模块层 · DDD业务模块层
地块模块水利灌溉模块农事模块农机模块气象模块粪污台账模块视频监控模块远控模块用户/权限模块
▼ 模块内调用 · 单体内聚（仅 IoT/AI 独立成服务）
平台支撑层 · 应用框架平台支撑层
Spring Boot 模块化单体统一鉴权网关EMQX（IoT 接入服务）Python AI 推理服务GIS 地图引擎规则告警引擎工作流
▼ 数据读写
数据层 · DaaS数据层
PostgreSQL 16（业务）PostGIS（空间/地块）TimescaleDB（传感器时序）Redis 缓存对象存储（影像/视频）数据仓库
▼ 资源调度
基础设施层 · IaaS基础设施层
Docker 容器化可选 K8s 编排自建 GPU 算力服务器边缘计算网关 (Jetson)x86 / ARM中心机房
运维管理体系 · Prometheus/Grafana/Loki/ELK
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采用「打破软硬件传统割裂」的「端-云-边」协同理念：将 AI 推理能力下沉至边缘网关，重计算集中于云端；前端面向农户与管理员的轻量应用放在移动端，构建软硬一体的智慧农业系统。项建 1.4.4
IoT 感知层 ·「天-空-地-人」立体感知
四维数据采集，统一接入 IoT 物联网平台
天
卫星遥感
气象卫星、多光谱遥感影像，支撑大范围作物分布与长势宏观监测
空
无人机 / 飞巡
植保无人机、无人农情监测车低空遥感，采集高清影像用于草情/倒伏/基本苗分析
地
地面传感器 / 网关
土壤墒情、气象站、虫情灯、水位计经 LoRa 网关接入；执行端含水阀、施肥机
人
移动端 / 巡检
巡检员移动端拍照上报、GPS 打卡，人机协同补全台账数据闭环
网络拓扑 · LoRa + 4G 混合组网
感知网络 → 接入网络 → 中心机房网络，三网分区、专网隔离
🌡️ 感知终端
土壤/气象/虫情/水位传感器 · ~9600 套
🎥 监控终端
4G 太阳能摄像机 · 厂房/田间
⚙️ 执行/智能装备
水阀/施肥机/吸污车/喷灌车
感知网络
→
📡 LoRa 网关
星纵 UG65/67 · 多协议汇聚
🔌 边缘计算网关
就近 AI 推理 · 断网续传
📶 4G / 光纤回传
VPC 专线接入
接入网络（DMZ）
→
🖥️ 中心机房
Docker/K8s · 模块化单体 · 数据库
🧱 安全防护
防火墙 / IDS-IPS / 抗 DDoS
📊 应用与大屏
台账后台 · 数字孪生 · BI
中心机房网络
📡
LoRa：低功耗广域，适配大范围、低频次的土壤/气象传感器，单网关覆盖数公里。
📶
4G/光纤：高带宽回传，承载视频监控与图像类数据，保障数字孪生实时性。
🛡️
等保三级：物理/网络/主机/应用/数据/运维/建设全维度安全（项建 2.4）。
软硬一体技术栈
全部采用国产化/开源主流技术，严格遵循文档选型
| 层级 | 技术选型 | 说明 / 文档依据 |
|---|---|---|
| 前端 / 大屏 | Vue 3 + TypeScript + Element Plus；ECharts；数字孪生（CSS3D/Canvas） | 多端应用入口（PC Web） |
| 移动端 | uni-app（H5 / 小程序 / Android） | 田间巡检助手 |
| 应用架构 | Spring Boot 模块化单体（DDD 分模块）+ 专项服务（IoT 接入 / AI 推理） | 单一部署、低运维，契合 10 人运维；预留微服务演进 |
| AI 算力 / 推理 | Python：PyTorch · 百度飞桨 PaddlePaddle · Ultralytics YOLO · OpenCV · scikit-learn · FastAPI | 自建 GPU 服务器 + 边缘 Jetson，算力本地化、数据不出园区 |
| 关系数据库 | PostgreSQL 16 | 业务数据主库 |
| 空间数据库 | PostGIS（地块/地理边界） | GIS 时空数据存储 |
| 时序数据库 | TimescaleDB | 海量传感器/设备时序数据 |
| 消息中间件 | EMQX（MQTT） | IoT 设备物联接入（独立服务） |
| 容器/编排 | Docker 容器化（单体 + IoT/AI 服务）· 可选 K8s | 部署简单，按需弹性 |
| 运维体系 | Prometheus + Grafana + Loki + ELK | 指标/日志/告警/自动化运维 7×24 |
| 区块链（可选） | FISCO BCOS | 关键台账/溯源上链（文档备列） |
数字孪生映射层
物理蔗田 ↔ 三维孪生体实时映射，详见数据大屏
物理空间
- 40 万亩糖料蔗 + 1600 个 250 亩标准化子单元
- 地块、格田、进出水口、泵房、肥厂、仓库等基础设施
- 真实部署的传感器、摄像机、水阀、智能装备
百色实际规划地块（卫星）来源：推广计划 PPTX
孪生空间
- 高精度时空 GIS：点云、地块、设施二三维瓦片
- 传感器实时数据上图，设备在线/离线/告警状态映射
- 任意视角观察、历史回放、灌溉/作业仿真
数字孪生大屏（可研系统界面）来源：可研 5.5