农机信息化 综合服务平台解决方案
（政府版）
农机信息化综合服务平台
目
录
第一章 农机信息化应用现状 ........................................... 3 第二章 方案建设的原则和目标 ......................................... 4 2.1 建设原则 .................................................... 4 2.2 建设目标 .................................................... 5 2.2.1 建成农机大数据平台 ..................................... 5 2.2.2 实现大中型农机生产作业监管及指挥调度 ................... 6 2.2.3 实现农机统一监管 ....................................... 6 2.2.4 构建信息化农机服务体系 ................................. 6 第三章 需求分析 ..................................................... 7 3.1 农机生产作业指挥调度业务需求 ................................ 7 3.2 农机监管业务需求 ............................................ 7 3.3 农机信息化服务需求 .......................................... 7 第四章 建设内容 ..................................................... 9 第五章 方案总体架构和部署 .......................................... 10 5.1 总体架构模型 ............................................... 10 5.2 框架部署 ................................................... 11 5.2.1 云计算平台 ............................................ 11 5.2.2 数据层、数据采集层 .................................... 11 5.2.3 应用层 ................................................ 12 5.2.4 标准规范体系 .......................................... 12 5.2.5 安全保障体系 .......................................... 12 第六章 方案设计 .................................................... 13 6.1 应用系统设计 ............................................... 13 6.1.1 智慧农机一体化大数据平台 .............................. 13 6.1.2 农机生产作业指挥调度系统 .............................. 13 6.1.3 农机监督管理系统 ...................................... 17 6.1.4 农机服务管理系统 ...................................... 21
第一章
农机信息化应用现状
现阶段农机在农业方面占有量比较大，如何集成运用现代化的资源和手段， 更为有效地提高农机管理服务水平，更好地为推进农业现代化发展，日益成为摆在我们面前的一项十分紧迫而重要的任务。各省农机局一直把提高农机管理服务信息化、智能化、现代化水平作为推进农业现代化、农业机械化发展的关键措施来抓，将其纳入“十三五”各省农机化发展的重要范畴，并作为当前亟待解决的一个重点问题来对待。
目前农业部门各系统在资源整合、数据处理、管理应用、安全维护等方面还存在很大不足，特别是在基于物联网、信息化技术的机具作业信息管理、指挥调度、应用监管上，还存在很大缺陷，远远不能满足现代农机化发展与管理的现实要求，急需建设农机信息化综合服务平台，集成建立农机作业指挥调度系统、监管系统、社会化服务系统等，全面提升我省农机生产作业与社会化综合管理服务的信息化、现代化水平，更好地为加快农业现代化发展服务。
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第二章
方案建设的原则和目标
2.1 建设原则
（1）先进性 平台规划充分体现先进的管理思想和理念，采用先进的、成熟的且可持续发展的技术方法，并与农机化生产发展实际相结合。
（2）前瞻性 充分考虑大数据和信息化技术的发展趋势和方向，设计农业、农机化发展大数据的整体架构。
（3）实用性 按照操作简便、功能实用的要求，进行建设方案选择和功能设置。
（4）集成性 整个平台综合运用物联网+、信息化大数据等先进技术，具有开放、灵活的集成架构。
（5）扩展性 平台有良好的扩展性、可移植性和升级保障，系统结构模块化，功能模块可以平滑扩充，为可能的增值服务留有空间。
（6）经济性 平台总体上具有良好的性价比，适用于低成本下的农机综合管理与服务。
（7）可管理性和可维护性 整个平台系统能够实现长期、良好的管理和维护。
（8）安全性 根据整个平台应用整合、数据集中、开放共享、方便快捷等要求， 采用可靠、全面的保障手段确保安全。
（9）稳定性和可靠性 平台具备必要的冗余备份设计，保障相关系统的运行稳定。
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（10）统一平台，资源共享
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农机信息化建设应充分利用公共信息基础设施和已建的农机信息管理基础设施，加强资源整合力度，全面推进统一农机信息化平台和农机大数据中心的建设，形成“统一入口、统一数据、统一平台”的共建、共享格局，促进信息资源的深度开发利用，促进业务智能决策。
2.2 建设目标
农机信息化、智能化是农机信息化管理的重要实现目标，紧紧围绕农机信息化管理服务总需求，搭建农机信息化服务软件平台，建设包含农机信息化平台门户、农机作业监管调度系统、农机作业管理、服务系统的农机信息化综合服务平台，目标就是为了全面提升农机生产作业与综合管理服务的信息化、现代化水平。强化资源整合、促进协同共享，优化业务应用、深化业务功能，健全保障体系、加强管控力度，建成集约完善的农机信息化综合管理体系、有序共享的信息资源体系，实现数据采集多元化，资源建设集约化、数据应用知识化、应用管理智能化、服务公众社会化，具体目标主要体现在以下几个方面：
2.2.1 建成农机大数据平台
随着信息化和农机现代化的同步推进，大数据技术与农机产业全面深度融合，正成为现代农业新型资源要素。
1）将农机生产作业信息与地理信息系统集成，逐级完成省、市、县、合作社、农机手和大中型农机具等生产应用数据与地理信息的叠加，通过地理信息展现应用数据分布。
2）建立农机行业管理、农机合作社信息、农机网点信息、农机手信息、农机作业信息等中心数据库，为各应用系统提供共享交换标准、数据支撑。
充分利用海量数据资源，通过对农机作业管理、作业区域调度、农机监管、农机信息化服务等农机基础业务的分析，建立各类业务数据模型，建设二个大数据分析专题，初步形成大数据分析能力。
建设农机数据综合分析和决策支持平台，构建农机大数据分析应用平台，从农机作业大数据、历史作业位置大数据等专题入手，尝试根据业务模型对汇集的数据进行大数据分析，提高农机信息化综合管理水平。
如图所示：
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2.2.2 实现大中型农机生产作业监管及指挥调度
建立农机生产作业监管及指挥调度系统，并在各省、市、县进行示范应用， 初步实现农机合作社、大中型农机具的生产作业监管及指挥调度。
农机作业监管的具体实现目标包括对农机作业情况的监控、农机作业面积的管理、农机作业的调度指挥、农机作业的审核、作业轨迹、作业面积的核算、跨区作业的调度、合作社监管、统计分析等目标。通过农机作业监管和作业的指挥调度来更好的实现我省田间作业安全，更好地服务农业生产。
2.2.3 实现农机统一监管 建立农机行业监管系统，实现农机部门各项业务管理工作全覆盖。实现对农机作业的综合管理； 2.2.4 构建信息化农机服务体系 利用信息化技术构建农机生产作业信息化服务系统，为多家农机合作社、农机手和近千万农户提供农机信息服务。具体包括实现农机作业设计的基本业务数据的管理、开发农机手机 app、完成账目记录、作业查询统计、农机维修服务、农机咨询服务、农机推广服务、农机培训服务等系统目标。
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第三章
需求分析
根据各地实际需求进行分析 农业管理及从业人员对农机信息化进行综合管理有着迫切的需求。
3.1 农机生产作业指挥调度业务需求
农机生产作业指挥调度的业务需求主要体现在对大中型农业机械生产作业信息自动化采集、汇总分析及指挥调度系统，实时跟踪监控机具位置，随时了解农机状态；宏观上统计农机动态，根据作业时节分析农机使用效率、作业农机分布等。利用终端信息采集设备上传的数据，自动计算出每一台农机每一天作业的面积，绘制出作业区域图示，如收获、植保等业务信息，在此基础上可按照任意时间段、任意车辆进行调看和分类统计。农机作业指挥调度的具体业务包括对农机作业情况的监控、农机作业面积的管理、农机作业的调度指挥、农机作业的审核、作业轨迹、作业面积的核算、跨区作业的调度、合作社监管、统计分析等目标。通过农机作业监管和作业的指挥调度来更好的实现我省田间作业安全，更好地服务农业生产。
3.2 农机监管业务需求
农机监管业务包括农机统计管理、农机作业管理。
1）农机统计管理，实现农机基础数据和作业数据的统计管理等功能。
2）农机作业管理业务，农机作业管理系统负责对作业监测终端回传的农机信息、卫星定位信息作业状态信息等数据的解析、作业量计算、作业质量分析、面积统计、存储和数据分发、作业面积部署、终端监控、定位监控、轨迹查询、作业量统计等。
3.3 农机 信息化服务需求
农机服务系统包括农机合作社的管理服务、农机作业服务业务、农机维修业务，地块信息服务等。
1）农机合作社管理服务，为合作社管理人财物等相关信息。
2）农机作业服务业务，为农机手提供统一的接口，与农机作业采集设备进
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行数据对接，在系统中展示农机基本信息、作业时间、作业面积等业务信息。
3）农机维修业务，实现农机维修点的管理、网点分布等功能。
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第四章
建设内容
平台包含了多项业务子系统，每个子系统之间数据相互共享，业务流程贯穿其中，成为一套连接紧密的整体。
农机信息化综合服务平台应用系统的开发，平台展现，包含调度、监管、服务等模块。
1）农机生产作业指挥调度模块开发。实现全省大中型农业机械生产作业信息自动化采集、汇总分析及省市县三级农机部门及农机合作社对农机生产作业的指挥调度。
2）监管模块开发。包括农机统计系统、农机化作业管理系统面向全省农机管理部门提供管理服务。
3）服务模块开发。包括农机合作社管理服务、农机作业服务子系统、农机维修子系统。
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第五章
方案总体架构和部署
5.1 总体架构模型
项目按照覆盖省、市、县农机管理部门和农机合作社、农机手五个层级业务模式，实现数据的分布采集、分级处理框架设计原则。总体框架结构：
平台按照先进的云架构设计，具有遵循标准、数据安全存储、云计算架构体系、大数据处理能力、长时间不间断稳定运行保障等特点。平台部署在云平台，使农机管理的多种应用共享服务器、存储等硬件资源，可以帮助用户提供 IT 应用支撑系统资源的利用效率，提升应用支撑系统的应用和管理水平，实现计算资源的动态优化，使平台应用易维护、易扩充。
整个平台的应用框架，主要由应用支撑系统层（IAAS）、基础支撑层（PAAS）、业务应用层（SAAS）等构成。
系统实现逻辑架构如下图所示：
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5.2 框架部署
5.2.1 云计算平台 平台运行所需的网络、软、硬件 IT 应用支撑系统环境，概括来说包括网络应用支撑系统（如网络链路、路由器、交换机）、安全应用支撑系统（如防火墙、加密机）、服务器、存储设备以及操作系统、数据库、中间件等系统软件。
本平台部署在云平台。
5.2.2 数据层、数据采集层 平台的主数据库，包括农机库、农机具分布库、地理信息库以及各业务的专题数据库 通过中央数据库，实现数据共享的流程管理、信息查询系统，并可以提供整个信息共享系统的综合运维管理。
大数据应用，整合各业务系统的数据，形成农机管理服务各业务的专题数据库，进而建立业务分析模型，通过可视化分析工具为用户提供服务。
数据采集通过多种方式，从各个来源进行基础数据的采集汇聚。
1）定位信息采集：通过定位终端，采集农机位置信息。
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2）农机状态信息采集：通过物联网设备、图像信息采集设备等手段，采集农机状态信息。
3）农机作业信息：通过物联网设备、定位设备，采集农机作业面积、作业质量等数据。
4）农机监管、服务信息采集：由省、市、县三级农机管理部门分别采集录入。数据层 5.2.3 应用层 应用层主要包括农机生产作业指挥调度、农机监管、农机服务系统。
5.2.4 标准规范体系 从技术和管理两个角度，建立一套支撑平台运行和日常管理所需的标准规范体系，涵盖平台建设与日常运维过程。
5.2.5 安全保障体系 从技术和管理两个角度，通过软件和硬件两种手段，建立安全保障体系， 目标是做到全程监控，有据可查。
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第六章
方案设计
6.1 应用系统设计
6.1.1 智慧农机一体化大数据平台
帮农机及农业管理部门实现全省/市/县农机合作社及农机等数据展现，大屏展示一目了然。
具体功能包括：
（1）统计分析：省级/市级/县级智慧农机一体化大屏展示，逐级汇总统计农机相关数据，实现农机管理部门逐级数据可视化； （2）数据填报：为管理部门提供填报数据工具，多维度数据展现，如：农机化服务组织及人员量、农业机械拥有量、农机化作业情况、农机化管理服务与经营效益情况、农业生产燃油消耗情况、农机化作业情况等。
如下图所示：
6.1.2 农机生产作业指挥调度系统 6.1.2.1 农机作业监控
农机作业监控是通过定位终端采集到的定位信息，通过通信链路将农机的地理位置、行驶状态、速度、方向等数据传送至服务器，经过后台的数据校准
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系统核对后把这些数据显示到平台中并在地图上描绘农机的实时位置。随着农机不断上报位置，地图上显示的农机位置数据也在随之更新。
农机监控分为在线农机和离线农机。查看农机可以单独查看在线农机、离线农机、以及所有农机位置信息, 如下图所示: 6.1.2.2 作业面积管理
作业面积管理是农机手按照安排的任务对某一指定的作业区块按照作业类型进行作业。作业面积管理包括开始时间、结束时间、作业区域、作业面积、关联用户、作业类型联系方式等信息项。
6.1.2.3 作业调度
6.1.2.3.1 作业调度内容
农机调度的内容包括农机分组及农机、完成时间、农机户姓名、农机户电话、调度面积、作业地点。掌握农机位置分布，作业轨迹跟踪，作业完成进度；
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有效完成计划调度，跨区作业管理；机手和农机社信息实时共享，降低沟通成 本，提高生产效率及收入 6.1.2.4 作业订单派发
6.1.2.4.1
作业订单查询
根据开始时间、结束时间、分组农机等信息查询任务，并以订单列表的形式显示出来。显示的内容包括编号、农机分组、农机车牌号码、农机手姓名、作业时间、作业面积等。
6.1.2.4.2
作业订单验收
从查询出的订单列表中，选择订单，对订单进行验收。如果验收条件符合实际情况，则将该条记录标注为验收通过。保存后该作业订单的验收状态变为验收通过；如果该作业的记录不符合实际情况，则验收不通过，保存后该作业 订单的验收状态变为验收未通过。
6.1.2.5 作业轨迹
从农机分组中查询农机，从列表中选择一个农机，输入查询的开始时间和结束时间，从后台数据库中加载在规定时间段内的农机车辆轨迹数据并在卫星图中显示, 如下图所示。
系统支持对查询出来的农机车辆轨迹快播、慢播和直接显示。
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6.1.2.6 作业面 积核算
作业面积是指农机作业后的面积，系统自动根据农机作业采集的数据，结合面积算法进行作业面积核算，核算以亩为单位。
6.1.2.7 跨区作业调度
显示监控作业区域内所有农机位置，在卫星图上实时显示农机的位置信息。包括跨区作业的区域、数量、时间、位置。农机作业区域监控可以随时了解该区域内所有农机的状态。
作业区域农机位置分为在线农机和离线农机，查看农机可以单独查看在线农机、查看离线农机、查看所有农机位置信息。
6.1.2.8 合作社监管
合作社监管信息，包括合作社农机的农机数量、农机手资料、合作社的地址等企业信息。
具体包括导入合作社基本信息、合作社更新信息、合作社的审核信息等的创建、管理、修改、验证等。
6.1.2.9 作业统计分析
6.1.2.9.1
区域作业统计
统计作业区域内的农机作业数据，如下图作业数据统计示意图所示。
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6.1.2.9.2
作业进度统计
统计作业区域内的农机作业进度数据，以图表和表格视图的方式进行展示。
6.1.2.10 农机、地块信息统计分析
6.1.2.10.1
地块作业数据分析
利用农机历史大数据，提取出需要作业的地块信息，为农机手提供订单。将农机作业信息、农业地理信息、气候土壤信息、智能农机决策支持信息，实现对农业大数据的集中化管理和应用。
6.1.2.10.2
农机具统计分析
根据系统提供的农户个人信息以及农机以及动态位置管理，可以开展农机。
6.1.3 农机监督管理系统 6.1.3.1 农机化统计管理模块
6.1.3.1.1 功能描述
1）统计分析：省级/市级/县级，逐级汇总统计农机相关数据，实现农机管理部门逐级数据可视化。
2）数据填报：为管理部门提供填报数据工具，多维度数据展现，如：农机化服务组织及人员量、农业机械拥有量、农机化作业情况、农机化管理服务与经营效益情况、农业生产燃油消耗情况、农机化作业情况等。
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6.1.3.2 农机作业管理模块
传统验收以实地测量、抽检为主，工作人员手持测亩仪绕作业地块行走一圈，以测出作业面积；再借助铁棍、卷尺等，人工抽查出作业。这种方法工作量大，检测效率低，检查覆盖面少，也容易发生记录错误。这种方法除了工作量大，还有检测效率低、检查覆盖面小等缺点。
农机作业管理系统负责对作业监测终端回传的农机信息、卫星定位信息作业状态信息等数据的解析、作业量计算、作业质量分析、面积统计、存储和数据分发。农机作业信息化监管服务系统将物联网、大数据成功运用于农机设备监测，可以实现农机作业状态和作业面积准确监测，提升了农机作业管理信息化水平。
系统采用北斗卫星定位、无线通讯技术等技术，实现对农机作业过程、面积、轨迹等参数实时准确监测，支持农机作业数据统计分析、图形化显示、作业机具管理、作业视频图像监控与合作社管理等功能。
6.1.3.2.1
监控终端
作业监控终端采用高性能微处理器、集成卫星定位、无线通讯和作业状态监测等，实现作业状态识别、面积测量、数据实时回传。
图 1 采集终端示意图 6.1.3.2.2
定位监控
通过北斗通讯等物联网技术，将农机的地理位置、行驶状态、速度、方向
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等数据传送至服务器，经过后台的数据校准系统核对后把这些数据显示到平台中并在地图上描绘农机的实时位置。
用户可通过农机助手 APP 端实时跟踪监控农机的位置，随时记录农机的所有作业信息，统计农机动态，从而根据作业数据分析农机使用效率、农机耕作分布等。
图 2 农机定位监控示意图 6.1.3.2.3
轨迹查询
系统将农机定位的数据加以描绘形成轨迹。轨迹可以一次性的描绘从而展示整体的行驶作业情况，亦可以逐点、跨点的播放从而模拟当时的行驶路程。
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图 3 轨迹查询示意图
6.1.3.2.4
作业量统计
作业量按作业情况、年、月、日分时自定义统计下辖区域（市、县）农机生产作业进度，及时了解生产作业情况，作业进度实施统计。
作业统计农机的历史作业信息，每一天、每一块地的作业面积、地块数量、作业人员都可以查看，支持图形和文字两种方式表述。每个农机作业数据可以按时间、按作业面积、按作业数量进行统计。
农机作业支持大数据图表分析，参见下图：
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图 5 农机作业统计示意图。
按农机分组统计农机作业的面积。统计的内容包括统计日期、作业车辆、车辆马力、总作业面积、已作业面积、车主姓名、手机号、作业类型、详细地址。
6.1.3.2.5
图像监控
本系统于 WEB/GIS 相结合，提供页面形式供用户浏览，用户可在电子地图上点击获得农机作业当前实时监控图像，并针对作业监控图像进行处理分析辅助分析。
农机管理部门利用计算机信息网上的任何一台微机/笔记本电脑当作监控客户端，利用浏览器即可随时随地依据权限查看到所需要的画面。
6.1.4 农机服务管理系统 6.1.4.1 农机作业服务子系统
利用终端信息采集设备上传的数据，自动计算出每一台农机每一天耕作的面积，绘制出作业区域图示，显示出主要作业指标，在此基础上可按照任意时间段、任意车辆进行查看和分类统计。
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6.1.4.1.1
农机基本信息
6.1.4.1.1.1 信息内容
农机基本信息：农机编号、农机手姓名、车牌号码、农机品牌、农机型号、出厂编号、农机功率、、安装日期、购置日期、农机分组、设备 ID、作业宽度。如下表所示：
6.1.4.1.1.2 信息查询
农机信息查询根据查询条件查询农机基本信息，并将查询结果以农机信息列表的形式展示出来，查询条件至少包含以下几个方面：
按农机分组查询，分组信息可以细化到按省、按市、按县、按乡镇、按合作社逐级查询农机信息。
按农机手姓名查询； 按联系电话查询； 按车牌号码查询； 设备查询； 按农机类型查询；农机类型包括拖拉机、插秧机、收割机、植保机。
6.1.4.1.1.3 新增信息
添加农机基本信息，从系统录入新增的农机信息。
6.1.4.1.1.4 修改信息
如果农机信息状况发生变化，就需要修改农机基本信息；选择并修改系统中已经存在的农机信息记录。
6.1.4.1.1.5 作业类型
作业类型包括播种、施肥、浇水、植保、收割、秸秆、整地、深松、翻地。针对不同的作业类型，进行不同的作业面积统计。
6.1.4.1.2
农机具信息管理
6.1.4.1.2.1 信息内容
农机具基本信息包括农机具编号、农机具名称、农机具识别码、农机具类型、农机分组、作业宽度（米）、作业行数。
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6.1.4.1.2.2 信息列表
基本信息列表记录的农机具基本信息的数据，列表的内容列包括以下内容：
农机具编号、农机具名称、农机具识别码、农机具类型、农机分组、作业宽度 （米）、作业行数等。
6.1.4.1.2.3 信息查询
农机具信息查询根据查询条件查询农机具信息，并将查询结果以农机具信息列表的形式展示出来，查询条件至少包含以下几个方面：
按农机具分组查询，分组信息可以细化到按省、按市、按县、按乡镇、按合作社逐级查询农机信息； 按农机具类型查询； 按农机具识别码查询； 按农机具名称查询。
6.1.4.1.2.4 新增信息
添加农机具基本信息；从系统录入新增的农机具信息。
6.1.4.1.3
农机手信息管理
6.1.4.1.3.1 信息内容
农机基本信息农机手编号、农机手姓名、农机分组、性别、手机号码、身份、家庭住址。
6.1.4.1.3.2 信息列表
基本信息列表记录的农机手基本信息的数据，列表的内容列包括以下内容：
农机手基本信息包括农机手编号、农机手姓名、农机分组、性别、手机号码、家庭住址。
6.1.4.1.3.3 信息查询
农机手信息查询根据查询条件查询农机基本信息，并将查询结果以农机手信息列表的形式展示出来，查询条件至少包含以下几个方面：
按农机手分组查询，分组信息可以细化到按省、按市、按县、按乡镇、按合作社逐级查询农机信息。
按农机手姓名查询。
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6.1.4.1.3.4 新增信息
添加农机手基本信息；从系统录入新增的农机手信息。
6.1.4.1.3.5 修改信息
如果农机手信息状况发生变化，就需要修改农机手基本信息；选择并修改系统中已经存在的农机手信息记录。
6.1.4.1.4
农机绑定信息
6.1.4.1.4.1 信息内容
农机绑定信息内容：编号、农机分组、农机手姓名、车牌号码、手机号码、性别、身份证号、家庭住址。
6.1.4.1.4.2 信息列表
农机绑定信息列表记录的农机绑定信息的数据，列表的内容列包括以下内容：编号、农机分组、农机手姓名、车牌号码、手机号码、性别、身份证号、家庭住址。
6.1.4.1.4.3 信息查询
农机绑定信息查询根据查询条件查询农机绑定基本信息，并将查询结果以农机绑定信息列表的形式展示出来，查询条件至少包含以下几个方面：
按农机分组查询，分组信息可以细化到按省、按市、按县、按乡镇、按合作社逐级查询农机信息。
按农机手姓名查询； 按车牌号码查询。
6.1.4.1.4.4 新增信息
添加农机绑定基本信息；从系统录入新增的农机绑定信息。
6.1.4.1.5
农机定位功能
通过农机上安装的定位跟踪器，通过通信链路将农机的地理位置、行驶状态、速度、方向等数据传送至服务器，经过后台的数据校准系统核对后把这些数据显示到平台中并在地图上描绘农机的实时位置。
用户可通过手机 APP 端实时跟踪监控农机的位置，随时了解农机的状态； 宏观上统计农机动态，从而根据作业分析农机使用效率、农机作业分布等。
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6.1.4.1.6
好收成农机合作社
APP 手机农机助手由高精度定位手机+农机作业量统计分析定制软件构成。
手机农机助手提供作业区域在 3D 地图上的可视化，农机操作手，上车通 过农机助手自动连接配套硬件终端，实时掌握作业轨迹图形及作业面积，语音提醒纠正农机的作业行为，保障作业规范。
同时，针对夜间作业，农机手通过农机助手可以实时查看作业轨迹，帮助农机手实时掌握作业进度，保障作业质量，辅助作业完成。