T/UNP 369-2024 智慧农业数字化运营系统技术要求

ICS 35.240.60
UNSPSC 81.11.15
CCS R 07
团体标准
T/UNP 369—2024
智慧农业数字化运营系统技术要求
Technical requirement for digital operation systems in smart agriculture
2024 - 12 - 12 发布 2024 - 12 - 12 实施
中国联合国采购促进会 发布

目次
前言 ................................................................................ III
引言 ................................................................................. IV
1 范围 ............................................................................... 1
2 规范性引用文件 ..................................................................... 1
3 术语、定义和缩略语 ................................................................. 1
术语和定义 ..................................................................... 1
缩略语 ......................................................................... 1
4 系统架构 ........................................................................... 2
5 功能要求 ........................................................................... 2
远程监控 ....................................................................... 2
图像识别 ....................................................................... 3
农业资源管理 ................................................................... 3
农作物管理 ..................................................................... 4
环境管理 ....................................................................... 4
自动化控制 ..................................................................... 4
农产品检测 ..................................................................... 4
质量追溯 ....................................................................... 5
档案管理 ....................................................................... 5
6 性能要求 ........................................................................... 5
误码率 ......................................................................... 5
响应时间 ....................................................................... 5
响应速度 ....................................................................... 5
数据采集频率 ................................................................... 5
平均无故障时间 ................................................................. 5
7 数据要求 ........................................................................... 5
数据采集 ....................................................................... 5
数据传输 ....................................................................... 6
数据处理 ....................................................................... 6
数据分析 ....................................................................... 6
数据存储 ....................................................................... 6
数据备份 ....................................................................... 6
数据恢复 ....................................................................... 7
8 接口要求 ........................................................................... 7
接口设计 ....................................................................... 7
接口通信 ....................................................................... 7
接口安全 ....................................................................... 7
9 安全要求 ........................................................................... 7
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II
运行安全 ........................................................................ 7
信息安全 ........................................................................ 7
隐私安全 ........................................................................ 7
10 运维要求 ........................................................................... 8
日常维护 ....................................................................... 8
故障处理 ....................................................................... 8
参考文献 ............................................................................... 9
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III
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由武汉智慧田间科技有限公司提出。
本文件由中国联合国采购促进会归口。
本文件起草单位：武汉智慧田间科技有限公司、湖北省珈速达供应链科技有限公司、武汉市商姆庄
科技有限公司、厚德承意（武汉）电子科技有限公司、武汉火品科技有限公司、漳州信产智能物联科技
有限公司。
本文件主要起草人：王铭、袁程、吴承昊、王好、万盛、庄竞尧、胡坤、叶烨、林惠娜。
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IV
引言
为助力中国企业参与国际贸易，推动企业高质量发展，中国联合国采购促进会依托联合国采购体系，
制定服务于国际贸易的系列标准，这些标准在国际贸易过程中发挥了越来越重要的作用，对促进贸易效
率提升，减少交易成本和不确定性，确保产品质量与安全，增强消费者信心具有重要的意义。
联合国标准产品与服务分类代码（UNSPSC，United Nations Standard Products and Services
Code）是联合国制定的标准，用于高效、准确地对产品和服务进行分类。在全球国际化采购中发挥着至
关重要的作用，它为采购商和供应商提供了一个共同的语言和平台，促进了全球贸易的高效、有序发展。
围绕UNSPSC进行相关产品、技术和服务团体标准的制定，对助力企业融入国际采购，提升国际竞争
力具有十分重要的作用和意义。
本文件采用UNSPSC分类代码由6位组成，对应原分类中的大类、中类和小类并用小数点分割。
本文件UNSPSC代码为“81.11.15”，由3段组成。其中：第1段为大类，“81”表示“工程和研究以
及基于技术的服务”，第2段为中类，“11”表示“计算机服务”，第3段为小类，“15”表示“软件或
硬件工程”。
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1
智慧农业数字化运营系统技术要求
1 范围
本文件规定了智慧农业数字化运营系统的系统架构、功能要求、性能要求、数据要求、接口要求、
和运维要求。
本文件适用于智慧农业数字化运营系统（以下简称“系统”）的设计、开发与应用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 20281 信息安全技术 防火墙安全技术要求和测试评价方法
GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 第1部分：通用要求
GB/T 28827.2 信息技术服务 运行维护 第2部分：交付规范
GB/T 35273 信息安全技术 个人信息安全规范
GB/T 41391 信息安全技术 移动互联网应用程序（App）收集个人信息基本要求
3 术语、定义和缩略语
术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
智慧农业 smart agriculture
充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无
线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理的现代种植
业。
注： 3S技术指RS、GIS、GPS三种技术的综合应用。
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AES：高级加密标准（Advanced Encryption Standard）
CoAP：受限应用协议（Constrained Application Protocol）
EPA：以太网电力链路激活（Ethernet Powerlink Alliance）
GPS：全球定位系统（Global Positioning System）
GIS：地理信息系统（Geographic Information System）
HTTP：超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol）
LoRa：远距离无线电（Long Range Radio）
MQTT：消息队列遥测传输协议（Message Queuing Telemetry Transport）
Modbus TCP：以太网和TCP/IP协议的工业自动化通信协议（Modbus Transmission Control Protocol）
OCR：光学字符识别（Optical Character Recognition）
OPC UA：开放平台通信统一架构（OPC Unified Architecture）
Onvif：开放网络视频接口论坛（Open Network Video Interface Forum）
RS：遥感（Remote Sensing）
RSA：非对称加密算法（Rivest-Shamir-Adleman）
RTSP：实时流协议（Real Time Streaming Protocol）
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SSL：安全套接层（Secure Sockets Layer）
TLS：传输层安全协议（Transport Layer Security）
UTF-8：8位通用字符集转换格式（8-bit Unicode Transformation Format）
4 系统架构
系统架构（见图1）可分为7层，即应用层、安全层、运维层、支撑层、网络层、硬件层、接口层，
各层功能定义如下：
a) 应用层：展示了该系统的功能模块，包括远程监控、图像识别、农业资源管理、农作物管理、
环境管理、自动化控制、质量追溯以及档案管理等要求；
b) 安全层：保障系统的安全性，包括运行安全、信息安全、隐私安全等要求；
c) 运维层：负责系统的日常维护和管理，包括故障检测、故障处理、安全漏洞管理、系统升级要
求；
d) 支撑层：为系统提供技术支持和基础设施，包括数据库管理、服务器配置、软件框架等要求；
e) 网络层：负责系统的网络连接和通信，确保不同设备之间可顺畅地传输数据，且包括网络配置、
数据传输协议、网络安全等方面的管理；
f) 硬件层：是系统运行的物理基础，包括服务器、存储设备、计算机终端等硬件设备；
g) 接口层：展示了该系统的接口要求，包括接口设计、接口通信、接口管理、接口安全。
远程监控图像识别农作物管理
应用层
支撑层
硬件层
接口层
农业资源管理
运维层
网络层
环境管理自动化控制质量追溯
档案管理
安全层
图1 智慧农业数字化运营系统架构
5 功能要求
远程监控
5.1.1 应在农业生产现场部署高清摄像头，实现对农田、温室、养殖场等区域进行实时视频监控。
5.1.2 应支持视频图像的实时传输和远程查看，用户可通过手机APP、电脑网页等终端随时随地观看
农业生产现场的情况。
5.1.3 应具备视频存储和回放功能，用户可根据需求查看历史视频记录，追溯农业生产过程中的重要
事件和异常情况。
5.1.4 应结合视频监控系统，实现对农业生产设备的远程控制操作。
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3
5.1.5 用户可在观看视频时，通过系统平台对设备进行远程开启、关闭、调节等操作，如远程启动灌
溉系统、调整施肥量、设置通风时间等，提高生产管理的便捷性和效率。
5.1.6 应支持语音对讲和视频通话功能，用户可与农业生产现场的工作人员进行实时沟通和互动，并
及时解决生产过程中出现的问题。
5.1.7 应运用视频智能分析技术，对监控画面进行实时分析和处理，实现对人员入侵、火灾、设备异
常等情况的预警。
5.1.8 当系统检测到异常情况时，可自动触发报警装置，并向用户发送报警信息，联动相关设备进行
应急处理，保障农业生产的安全和稳定。
5.1.9 系统应具备实时反馈功能，用户在进行远程操作后，可及时获取设备的运行状态和操作结果。
图像识别
5.2.1 可利用OCR 图像识别技术，对农作物的品种进行准确识别和分类，包括但不限于识别农产品包
装和标签信息、农业设备运行状态标识、农田病虫害图像。
5.2.2 通过图像对作物叶片、花朵、果实等特征的分析，可快速判断作物的种类，为种植管理和农产
品溯源提供基础数据。
5.2.3 可识别不同生长阶段的农作物并区分健康作物和病虫害作物，为农作物生长监测和病虫害防治
提供技术支持。
5.2.4 基于大量的病虫害图像样本和深度学习算法，建立病虫害识别模型，且可自动识别农作物上的
病虫害种类，并提供详细的病虫害诊断信息，包括病虫害特征、危害程度、防治方法等。
5.2.5 应支持用户上传病虫害图片进行在线识别和诊断，提高病虫害防治的及时性和准确性。
5.2.6 应通过对农作物图像的分析，评估作物的生长状态，包括株高、叶面积指数、生物量等生长指
标的估算。
5.2.7 应根据农作物生长状态评估结果，为用户提供施肥、灌溉、修剪等管理建议，优化农作物的生
长环境，促进作物的健康生长。
农业资源管理
5.3.1 土地资源管理
5.3.1.1 应对农田土地信息进行数字化管理，包括土地位置、面积、地形地貌、土壤类型、土壤肥力
等详细信息的记录和查询。
5.3.1.2 应精细化田块管理，实现基于地图的田块地理位置标记和边界设定划分，且做好地理信息管
理与维护，反映田块种植情况及土壤基础状态信息。
5.3.1.3 应支持土地利用规划和分区管理，根据不同作物的种植需求和土地特点，合理规划土地使用，
提高土地利用率和产出效益。
5.3.1.4 可跟踪土地的流转情况和历史使用记录，为土地资源的合理配置和可持续利用提供决策依据。
5.3.2 水资源管理
5.3.2.1 可实时监测农业用水情况，包括水源地水位、流量、水质等参数。
5.3.2.2 应制定科学合理的灌溉计划，根据作物需水规律、土壤情况和气象条件，控制灌溉设备的运
行。
5.3.2.3 应对水资源的使用情况进行统计和分析，评估节水措施的效果，为水资源的优化配置和管理
提供数据支持。
5.3.3 农资资源管理
5.3.3.1 应对种子、肥料、农药、农膜等农资的采购、入库、出库、库存盘点等进行全程跟踪和管理。
5.3.3.2 应记录农资的使用情况，包括使用时间、使用地点、使用量、使用对象等信息，为农资的合
理使用和成本控制提供依据。
5.3.3.3 应对农资供应商信息进行管理，评估供应商的产品质量和服务水平，建立良好的供应商合作
关系。
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农作物管理
5.4.1 应建立不同作物种植生长模型，针对不同作物、不同生育期推荐合适的农事活动和种植方法。
5.4.2 应根据市场需求、土地资源、气候条件等因素，协助用户制定科学合理的农作物种植计划，包
括种植品种选择、种植面积规划、播种时间安排等。
5.4.3 应提供不同作物的种植技术和管理方案供参考，帮助用户优化种植流程，提高农作物的产量和
质量。
5.4.4 应建立病虫害数据库，收录常见病虫害的特征、发生规律、防治方法等信息。
5.4.5 应支持病虫害防治方案的制定和执行，记录防治过程中的用药情况、防治效果等信息。
环境管理
5.5.1 应建立产地环境数据采集网络，实时采集农业生产产地的环境数据，包括空气质量、水质、土
壤质量、气象条件等。
5.5.2 应采用4G、5G、LoRa 等无线传输技术将采集到的数据及时传输到系统上。
5.5.3 应运用数据分析算法和模型，对产地环境数据进行分析，评估产地环境质量状况及其对农业生
产的影响。
5.5.4 应生成产地环境质量分析报告和趋势图表，帮助用户了解产地环境的变化情况，及时发现环境
问题并采取治理措施。
自动化控制
5.6.1 应实现对农业生产设备的远程自动化控制，用户可通过系统对灌溉设备、施肥设备、通风设备、
遮阳设备、温室控制系统等进行远程开启、关闭和调节操作。
5.6.2 应支持根据预设的自动化控制策略进行设备的自动运行。
示例：根据环境温度自动控制通风设备的开启和关闭，根据土壤湿度自动控制灌溉系统的启动和停止。
5.6.3 设备控制应具备精准性和稳定性，确保各项操作能准确执行，满足农业生产的精细化要求。
5.6.4 用户可根据农业生产的实际需求和环境条件，在系统中制定个性化的智能控制策略。策略应基
于预设的条件和规则，包括对时间、环境参数、作物生长阶段等因素进行设置。
5.6.5 系统应支持多种控制策略的组合和灵活配置，用户可根据不同的作物品种、生长季节和生产场
景，调整自动化控制策略，实现农业生产的智能化管理。
5.6.6 系统应实时监测设备的运行状态和控制效果，并将相关数据反馈给用户。用户可根据反馈信息
及时调整控制策略和设备参数。
5.6.7 基于大数据分析和机器学习技术，系统可对自动化控制过程中的数据进行学习和优化，不断改
进控制策略，提高农业生产的效率和质量。
5.6.8 应结合RS、GIS 和GPS 技术，实现对农业作业的精准定位和导航。
5.6.9 应支持变量作业技术，且根据不同区域的土壤肥力、作物生长状况等因素，自动调整设备的参
数（如施肥量、灌溉水量等），实现精准施肥和精准灌溉。
5.6.10 应根据农业生产的实际需求和环境条件，在系统中制定自动化控制策略。
5.6.11 可通过对各类数据（包括环境数据、作物生长数据等）的分析得出结果，并依据分析结果实现
对设备的自动控制。
农产品检测
5.7.1 应支持对农产品的各项质量检测项目进行定义和管理，包括农药残留检测、重金属检测、营养
成分检测、微生物检测等。
5.7.2 应根据不同的农产品类型和市场需求，灵活调整检测项目和检测频率。
5.7.3 应实现与农产品检测设备的对接，自动采集检测数据，并将其传输到系统中进行存储和分析。
5.7.4 应对检测数据进行统计分析，并生成检测报告和质量分析图表，直观展示农产品的质量状况和
变化趋势。
5.7.5 应对检测数据进行历史追溯和对比分析，帮助用户发现农产品质量问题的根源和规律，为质量
改进提供依据。
5.7.6 应建立质量风险评估模型，对农产品的质量风险进行预测和评估，为质量管理决策提供支持。
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质量追溯
5.8.1 应建立农产品的溯源档案，对农产品的整个生产过程进行详细记录，包括种子来源、种植时间、
施肥灌溉情况、病虫害防治措施、采摘时间、加工过程、包装信息等。
5.8.2 应采用条形码、二维码等标识技术，为每一批农产品赋予唯一的身份标识，将生产过程信息与
身份标识进行关联，实现农产品质量的全程追溯。
5.8.3 追溯信息展示应直观、清晰，且以文字、图片、视频等多种形式呈现，让用户全面了解农产品
的质量安全情况。
5.8.4 当农产品出现质量问题时，系统可通过质量追溯功能快速定位问题环节和相关责任人，为质量
问题的调查和处理提供有力支持。
5.8.5 应建立质量问题处理机制，对质量问题进行及时记录和跟踪，并采取整改措施和召回措施。
档案管理
5.9.1 应为每一个农业生产项目建立独立的档案，记录从土地规划、种植计划、生产过程管理到收获
销售的全过程信息。
5.9.2 档案内容应包括项目基本信息、人员信息、生产技术资料、设备使用记录、农事操作记录、质
量检测报告、销售记录等。
5.9.3 应采用电子档案存储方式，建立档案分类管理体系。
5.9.4 应支持档案的定期备份和恢复功能，防止档案数据丢失和损坏。
5.9.5 应对档案的访问权限进行控制管理，确保只有授权人员可查看和修改档案信息。
5.9.6 应对农业生产档案数据进行统计分析，挖掘其中有价值信息，为农业生产决策提供数据支持。
示例：通过分析历年的种植数据和产量数据，优化种植方案和资源配置。
5.9.7 应利用档案信息开展农业生产经验总结和技术交流活动，促进农业生产技术的不断提高和创新。
6 性能要求
误码率
系统数据传输的误码率应低于0.0001%。
响应时间
用户在执行各类操作时的平均响应时间应小于1 s。
响应速度
系统应具备强大的并发处理能力，响应速度应大于15000条/s。
数据采集频率
传感器数据采集频率每5 min不应小于1次。
平均无故障时间
系统平均无故障时间应大于2000 h。
7 数据要求
数据采集
7.1.1 通过传感器采集数据信息上传至云平台，数据信息的内容包括但不限于：
a) 环境温湿度；
b) CO2 浓度；
c) 光照强度；
d) 土壤温湿度；
e) 土壤pH 监测；
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f) 土壤温湿度；
g) 视频；
h) 虫害采集。
7.1.2 传感器应具备高精度、高稳定性和长期可靠性，可适应不同的农业生产场景和环境条件。
数据传输
7.2.1 应支持MQTT、HTTP、CoAP 等多种传输协议。
7.2.2 在数据传输过程中，应采用AES、RSA 等加密算法对智慧农业重要数据进行加密处理。
7.2.3 应建立数据传输监控机制，实时监测数据传输状态，包括数据传输速率、丢包率、延迟时间等
指标。
7.2.4 应具备数据容错能力，可自动纠正或处理数据传输、存储过程中出现的错误，包括但不限于：
a) 部分传感器数据出现短暂异常，系统能识别并尝试修复；
b) 在无法修复时使用历史数据或平均值替代异常数据。
数据处理
7.3.1 应具备强大的数据融合处理能力，可对来自不同类型传感器采集的数据进行有效融合，传感器
类型包括但不限于：
a) 环境传感器；
b) 土壤传感器；
c) 生物传感器。
7.3.2 数据整合与处理应满足以下要求：
a) 支持结构化数据、半结构化数据的抽取、转换和加载；
b) 具备对非结构化数据进行自动或半自动识别、提取、标注的能力；
c) 提供数据处理的工具或软件。
数据分析
7.4.1 应分析环境因素与作物生长之间的关系，为优化种植方案、施肥灌溉策略等提供数据支持。
7.4.2 应具备为系统提供多种数据分析的能力，包括但不限于：
a) 描述性分析；
b) 诊断性分析；
c) 预测性分析；
d) 因果性分析。
数据存储
7.5.1 应对存储在硬盘、服务器或云端的农业数据采用数据库加密技术或文件加密系统。
7.5.2 在存储和传输过程中应进行加密处理，采用高强度的加密算法。
7.5.3 应采用分层存储结构，依据数据的访问频率、重要性等因素划分存储层级。
7.5.4 应依据数据来源、业务属性等对数据进行分类，为各类数据制定专门的存储规则与策略。
数据备份
7.6.1 应制定完善的数据备份策略，包括但不限于定期全量备份、增量备份。
7.6.2 备份周期应根据数据的重要性和更新频率合理设定，关键业务数据可每天进行全量备份，其余
可采用每周或每月的增量备份方式。
7.6.3 备份数据应存储在多个不同地理位置的存储介质中。
7.6.4 应确保备份数据的完整性和可用性，定期对备份数据进行恢复测试。
7.6.5 应制定定期自动备份计划，对重要数据进行备份，包括但不限于：
a) 农作物生长数据；
b) 农业环境监测数据；
c) 农事管理数据；
d) 农产品检测数据。
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数据恢复
7.7.1 应建立高效的数据恢复流程，发生数据丢失或损坏时，可迅速启动恢复操作，并根据备份策略
选择合适的备份数据进行恢复。
7.7.2 应定期进行数据恢复演练，模拟不同场景下的数据丢失情况。
8 接口要求
接口设计
智慧农业平台系统接口设计应符合如下要求：
a) 统一采用UTF-8 编码格式；
b) 支持向下兼容；
c) 支持跨操作系统、跨编程语言调用；
d) 支持高并发访问，在大量资源占用时，也可保证系统的正常运行；
e) 在拓展新功能新业务时，提供准确、快速的实现方式。
接口通信
智慧农业平台系统接口通信符合如下要求：
a) 应支持OPC UA、MQTT、Modbus TCP、RTSP、Onvif、EPA 等通信协议；
b) 在通信过程中出现网络中断、数据传输错误等问题时，应能及时检测到错误并进行处理；
c) 应支持数据的双向通信，可从智慧农业平台系统向终端设备发送控制指令，也可从终端设备接
收数据反馈。
接口安全
8.3.1 应采用SSL/TLS 等加密协议，对接口传输的数据进行加密处理，确保数据的机密性和完整性。
8.3.2 应定期进行接口安全漏洞扫描和评估，及时发现并修复可能存在的安全隐患。
8.3.3 应建立接口安全事件应急响应机制，当发生接口安全事件时，可迅速采取措施进行处理，降低
安全事件对系统的影响。
9 安全要求
运行安全
9.1.1 应制定系统运行维护管理制度，配备系统管理人员。
9.1.2 系统应记录和跟踪运行状态的变化情况。
9.1.3 系统应记录恶意入侵系统和违反系统安全的行为，并保存、维护和管理审计日志，定位、监控
和捕捉各种安全事件。
9.1.4 系统应提供处理系统崩溃、网络中断、数据库故障、硬件故障、数据泄密、黑客攻击、病毒感
染等意外事件的应急措施。
9.1.5 内网和外网之间的数据隔离应采用防火墙，防火墙应符合GB/T 20281—2020 中第6 章的规定。
信息安全
9.2.1 系统应通过安全配置参数，明确规定用户访问权限、身份和许可的安全策略，监控策略的实施
情况，排查存在的安全隐患。
9.2.2 系统应有防止非法访问或盗用数据库数据的措施，防止数据被非法拷贝、篡改、删除以及销毁。
隐私安全
9.3.1 个人信息的收集应符合GB/T 35273—2020 中5.1～5.3 的规定。
9.3.2 通过手机应用收集用户个人信息应符合GB/T 41391—2022 中A.27 的规定。
9.3.3 未经用户同意，不应分析提取用户上传的音频内容。
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10 运维要求
日常维护
系统的日常维护符合如下要求：
a) 定期对系统软件进行补丁更新和版本升级；
b) 定期对硬件设备进行维护和校准，确保设备正常运行；
c) 记录所有维护活动，包括系统更新和性能优化；
d) 根据性能监控结果，调整系统配置和资源分配；
e) 优化数据库和存储系统，提高数据访问速度和存储效率；
f) 系统运行维护基本要求应符合GB/T 28827.1 的规定；
g) 系统运行维护的交付应符合GB/T 28827.2 的规定。
故障处理
10.2.1 应实时监测系统运行状态，运用智能算法和技术手段及时发现潜在故障隐患。
10.2.2 应能自行设定监测数据预警值，当监测值大于设定值时，会发出预警提示信息。
10.2.3 应详细记录每一次故障发生的时间、地点、故障现象、故障级别等信息。
10.2.4 应建立多级预警机制，将预警级别划分为不同等级。
10.2.5 应建立故障处理流程，明确故障分类、优先级和处理时限，故障可分为硬件故障、软件故障、
网络故障以及数据故障。
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参考文献
[1] GB/T 43443—2023 物联网 智慧农业信息系统接口要求
[2] DB6111/T 197—2023 智慧农业园区数据处理技术规范