基于众智调度的数字农场自治系统及数字农场系统

1.本发明涉及数字农业领域，具体涉及一种基于众智调度的数字农场自治系统及数字农场系统。


背景技术：

2.数字农业领域的应用，先后出现种菜游戏、农作物在线认领、农田在线认领、智慧农业、精准农业和虚拟农业，涉及农作物虚拟生产、在线监测、自动控制、产量及灾害预测等数字化、网络化服务，混合现实、物联网、区块链、大数据、人工智能、数字货币、非同质化通证、元宇宙等各种主流数字化技术及概念在其中均有应用。
3.但本质上，农业数字化的基本逻辑仍然立足于传统农业，数字化应用定位于人们的生产、娱乐手段或工具，并没有把农业要素融入数字空间统筹考虑，农业与涉及的数字化服务是割裂的，不同环节应用服务之间缺少深度集成及协同，数字农业、农业游戏、农业元宇宙涉及的物理与数字空间要素偏互动、轻融合，物理主体超然于应用，是数字农业应用的使用者而非农业活动的参与主体，也没有涉及农业主体、客体、活动、服务、治理的场景、模式与概念创新，不能驱动相关前沿技术的应用创新，而只是基于传统框架的应用。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于众智调度的数字农场自治系统。
5.本发明提供了一种基于众智调度的数字农场自治系统，用于根构建数字农场，具有这样的特征，包括：数字农场采用包含物理空间、数字空间、价值空间的三元融合模型构建得到，包括物理主体、物理客体、物理资源、物理服务、物理活动、数字主体、数字客体、数字资源、数字服务和数字活动，物理空间为分布在现实中各地的现实农场空间，数字空间和价值空间均基于区块链数据基础设施运行，物理空间通过可穿戴设备和物联网设备与数字空间进行交互，价值空间独立于物理空间与数字空间，通过数字农场治理系统对物理空间与数字空间进行治理。
6.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，数字农场治理系统部署在价值空间，包括区块链基础设施、治理规则、众智计算模块、众智调度模块、治理服务模块，众智调度模块基于治理规则，接受治理服务指令并调用众智计算模块实施根据最优协作计划进行要素调度的动作。
7.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，数字农场的数字空间、物理空间和价值空间对应的软件子系统均建立在区块链数据基础设施之上，物理空间对应的软件子系统包括物理主体持有的用户端，用户端作为数字农场治理系统的客户端用于物理主体向数字农场治理系统发送需求，并接受数字农场治理系统对需求处理后的响应结果，区块链数据基础设施根据治理规则转化的智能合约实现数字农场规则引擎，构建数字农场治理服务。
8.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，众智计算模块包含基于价值观与价值规则的众智计算模型，众智计算模型用于根据数字农场的研发、生产、流通与消费的协作与统筹的需求进行众智计算，将每个要素评估得到的价值和获益数据、数字农场社会效益和环境效益作为输入参数，计算得到最优协作计划，最优协作计划包括参与的要素，参与的要素包括物理主体、数字主体、物理客体、数字客体、物理服务和数字服务。
9.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，治理规则包括基本原则和运转规则，根据初始规范在进化中完善得到，基本原则包括在价值观基础上确定的第一原则、第二原则和第三原则，第一原则为以满足物理主体综合获得感为最高目标，保持数字农场服务人类的初衷，第二原则为遵守所有适用的法律法规，保障数字农场的可持续性，第三原则为通过基于规则的自治服务进行数字农场的经营、管理与监管，打造公平、公正与效益最大化的利益共同体，运转规则为在价值规律基础上围绕全社会众智协同、全要素合理公平和全过程安全高效得到的基本治理规则，包括空间规则、准入规则、活动规则、服务规则、数字资产规则和数字货币规则。
10.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，治理服务模块用于提供支撑服务、公共服务与管理服务，支撑服务包括可信数据服务、众智计算服务和计划调度服务，用于为数字农场提供协作分工相关服务与保障，公共服务包括农业基础服务和新兴数字服务，农业基础服务包括创意服务、众筹服务和保险服务，新兴数字服务包括数字货币服务、价格指数服务和数字资产服务，管理服务为数字农场的治理规则的体现，包括农场环境管理、农场应用管理、农场服务管理、农场活动管理、农场主体管理、农场客体管理和农场协作管理，治理规则包括数据规范、信用规范、主体规范、客体规范、环境规范、安全规范、服务规范、交易规范和分配规范。
11.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，数字主体根据主体规范、人性内生参数和物理主体构建得到，包括物理主体的数字孪生、服务伴生以及不依托物理主体的数字原生主体，数字主体的外形和活动能力基于三维建模、虚拟现实和数字克隆技术得到，人性内生参数为与环境无关的、支撑数字主体的外在表现、兴趣及行为的人性化属性，人性内生参数的分析依据是相关的哲学、生理知识，基于通用知识图谱，再补充及挖掘面向信仰、生理、素质、经历、社会方面的参数及关联关系构建得到。
12.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，数字客体根据客体规范、自然内生参数和物理客体构建得到，包括物理客体的数字孪生以及不依托物理客体的数字原生客体，数字客体的外形和活动基于三维建模、虚拟现实和数字克隆技术得到，自然内生参数为与环境无关的、支撑数字客体的外在表现及成长的内在物理、生物、成长属性，将物理和生物知识作为分析依据再基于通用知识图谱得到自然内生参数。
13.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，数字资源根据资源规范、资源内生参数和物理资源构建得到，包括物理资源的数字孪生以及不依托物理资源的数字原生资源，数字资源的外形和活动基于三维建模、虚拟现实和数字克隆技术得到，资源内生参数为与环境无关的、支撑数字资源的外在表现及成长的
内在物理、生物、成长属性，将物理和生物知识作为分析依据再基于通用知识图谱得到资源内生参数。
14.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，治理规则包括基本原则和运转规则，根据初始规范在进化中完善得到，基本原则包括在价值观基础上确定的第一原则、第二原则和第三原则，第一原则为以满足物理主体综合获得感为最高目标，保持数字农场服务人类的初衷，第二原则为遵守所有适用的法律法规，保障数字农场的可持续性，第三原则为通过基于规则的自治服务进行数字农场的经营、管理与监管，打造公平、公正与效益最大化的利益共同体，运转规则为在价值规律基础上，围绕全社会众智协同、全要素合理公平和全过程安全高效得到的基本治理规则，包括空间规则、准入规则、活动规则、服务规则、数字资产规则和数字货币规则。
15.在本发明提供的基于众智调度的数字农场自治系统中，还可以具有这样的特征：其中，治理服务模块用于提供支撑服务、公共服务与管理服务，支撑服务包括可信数据服务、众智计算服务和计划调度服务，用于为数字农场提供协作分工相关服务与保障，公共服务包括创意服务、众筹服务、保险服务等农业基础服务，以及数字货币、价格指数与数字资产服务等新兴数字服务，管理服务为数字农场的治理规则的体现，包括农场环境管理、农场应用管理、农场服务管理、农场活动管理、农场主体管理、农场客体管理和农场协作管理，治理规则包括数据规范、信用规范、主体规范、客体规范、环境规范、安全规范、服务规范、交易规范和分配规范。
16.本发明还提供一种数字农场系统中，具有这样的特征，包括：多个用户端，分别由各个物理主体持有；基于区块链的服务端，与用户端通信连接；至少一个数据采集设备，与服务端通讯连接，用于对物理空间的物理主体、物理客体、物理资源、物理活动和物理服务进行数据采集得到采集数据，再将采集数据发送至服务端，其中，服务端包括物数交互模块、数字空间模块和价值空间模块，物数交互模块用于接收采集数据和物理主体通过用户端输入的指令，发送价值空间模块的指令响应结果至对应的用户端，价值空间模块包括治理规则子模块、治理服务子模块和数据设施子模块，治理规则子模块用于根据人工设定的规范数据构建智能合约，治理服务子模块用于根据指令进行基于众智网络的众智计算得到整体效益最大化的众智计算结果，再根据众智计算结果和智能合约执行自治调度组建众智组织，再根据智能合约执行对应的预先构建的服务程序，从而对数字空间模块中的数据进行修改为众智组织提供相应服务，并得到指令响应结果，数字空间模块用于根据采集数据、人工设定的内生参数和智能合约构建数字主体、数字客体、数字资源、数字活动和数空间字服务作为数字空间，数据设施子模块包括数据仓库单元和数字农场区块链单元，数据仓库单元用于保存采集数据、规范数据、智能合约的数据、数字空间的数据和服务程序的数据，数字农场区块链单元用于通过区块链备份采集数据、规范数据、智能合约的数据、数字空间的数据和服务程序的数据中具有溯源和共享要求的数据，数字农场系统为如上任意一项的基于众智调度的数字农场自治系统构建得到。
17.发明的作用与效果
18.根据本发明所涉及的基于众智调度的数字农场自治系统，因为一方面，根据物理空间、数字空间和价值空间的三元融合空间模型构建了数字农场自治系统，通过数字农场自治系统构建数字空间并与物理空间进行物数交互构建数字农场，使数字农场的主体多元
对等，使数字农场的壳体跨域跨行并提供活动物数融合的活动；另一方面，通过基于众智协同与自治调度构建的价值空间模块进行面向整体效率与效益最大化的融合计算、精准调度与公平分配，再结合基于区块链的数据设施子模块，从而实现数字农场运转与治理，实现数字农场治理的公信力与公平性。所以，本发明的基于众智调度的数字农场自治系统能够提供全要素跨域整合、全过程高效协同、多主体对等公平和一体化绿色高效的数字农场。
附图说明
19.图1是本发明的实施例中数字农场的运转与治理的原理示意图；
20.图2是本发明的实施例中数字农场自治系统的框架示意图；
21.图3是本发明的实施例中服务端的框架示意图；
22.图4是本发明的实施例中价值空间模块的框架示意图；
23.图5是本发明的实施例中治理服务的原理示意图；
24.图6是本发明的实施例中数字孪生主体、数字原生主体、数字孪生客体和数字原生客体的原理示意图；
25.图7是本发明的实施例中数据设施子模块的框架示意图；
26.图8是本发明的实施例中植物培育的流程示意图；
27.图9是本发明的实施例中服务端通过开源应用作为果木认领应用系统的示意图。
具体实施方式
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明基于众智调度的数字农场自治系统作具体阐述。
29.《实施例一》
30.本实施例提供一种基于众智调度的数字农场自治系统，通过数字农场自治系统构建与农业相关的数字空间，并与现实空间即物理空间一同构建得到数字农场，再通过数字农场解决农业研发、生产、流通、消费、治理等领域的关键问题，是一种应用于农业的web3.0数字应用。
31.农业研发关键问题包括传统农民知识少、收入单一和追求层次低；农业研发关键问题包括农业研发创意不足、机构分散和土地依赖；农业生产关键问题包括农业生产劳动密集、小农低效和灾害影响大；农业流通关键问题包括作物使用价值单一、交易不可信成本高和供需不平衡浪费大；农业消费关键问题包括作物存储损耗大、制作不健康和循环利用低；农场治理关键问题包括农业生产缺人才、资源配置不平衡和生产流通难统筹。
32.图1是本发明的实施例中数字农场的运转与治理的原理示意图。
33.如图1所示，数字农场采用包含物理空间、数字空间、价值空间的三元融合模型构建得到。
34.物理空间包括与农业相关的物理主体、物理客体、物理资源、物理活动和物理服务，遵循物理规律，体现数字农场的物理特性，物理空间为分布在现实中各地的现实农场空间，物理空间的要素在数字空间进行统一组织。
35.数字空间根据物理空间构建得到，包括数字主体、数字客体、数字资源、数字活动和数空间字服务，遵循数字规律，体现数字农场的数字特性。
36.物理空间通过可穿戴设备和物联网设备与数字空间进行交互即物数联动，形成一种具有主体多元对等、客体跨域跨行、活动物数融合等特征的物数融合空间。
37.价值空间独立于物理空间与数字空间，通过数字农场治理系统对物理空间与数字空间进行治理，价值空间超然于数字空间和物理空间，遵循价值规律，反映的是物数融合空间所有主体、客体、资源的价值观与价值，它们以规则的形式表达，根据规则进行众智计算，调度引擎根据众智计算结果进行精准调度，从而进行运转服务，通过运转服务与物数融合空间主体及活动实现互动，实现数字农场治理的超然性、自治性与公信力。
38.通过物理空间、数字空间、价值空间的三元一体模型建立得到的数字农村基于众智网络进行面向整体效率与效益最大化的融合计算、精准调度与公平分配，从而实现整体效率及效益的目标，进而破解身份差异、城乡差异、产业分散背景下的农业、农民、农村问题，实现贡献、分配与受益的一体化，打造公平、公正与效益最大化的利益共同体、数字经济体，将以农产品为基础的第一产业价值体系重构为以农业服务为基础的三产融合价值体系，实现农业与其他产业平衡发展。
39.数字农场治理系统部署在价值空间，包括区块链基础设施、治理规则、众智计算模块、众智调度模块、治理服务模块。
40.众智调度模块基于治理规则，接受治理服务指令并调用众智计算模块实施根据最优协作计划进行要素调度的动作，以实现整体效益为目标，作用是实现价值驱动的全要素跨域整合、全过程高效协同、多主体对等公平、一体化绿色高效。
41.其中，众智计算模块包含基于价值观与价值规则的众智计算模型，
42.众智计算模型用于根据数字农场的研发、生产、流通与消费的协作与统筹的需求进行众智计算，将每个要素评估得到的价值和获益数据、数字农场社会效益和环境效益作为输入参数，计算得到最优协作计划，最优协作计划包括参与的要素，
43.参与的要素包括物理主体、数字主体、物理客体、数字客体、物理服务和数字服务。
44.区块链数据基础设施逻辑上属于价值空间的数字农场治理系统的组成部分，数字空间和价值空间均基于区块链数据基础设施运行，数字空间、物理空间和价值空间对应的的软件子系统均建立在区块链数据基础设施之上，物理空间对应的软件子系统包括物理主体持有的用户端，用户端作为数字农场治理系统的客户端用于物理主体向数字农场治理系统发送需求，并接受数字农场治理系统对需求处理后的响应结果，区块链数据基础设施根据治理规则转化的智能合约实现数字农场规则引擎，构建数字农场治理服务，支持数字农场农业活动、农业服务、货币服务的调度与管理，并基于安全多方计算机制实现数字农场的物理主体、物理客体、数字主体、数字客体及其交易活动的数据安全。
45.图2是本发明的实施例中数字农场系统的框架示意图。
46.如图2所示，数字农场系统100包括基于区块链的服务端10、多个用户端20和至少一个数据采集设备30，用户端20具体包括物联网数据采集及控制端201、服务及活动用户交互端202和虚拟现实用户端203。
47.服务端10与用户端20通讯连接，本实施例中服务端10可以由多个服务器组成或以云模式进行构建得到，服务端10位于物理空间，是数字空间和价值空间的载体，数字空间和价值空间在逻辑上属于独立个体，但物理上可以具有同一物理载体即运行在服务端10上。
48.多个用户端20分别由各个物理主体持有，本实施例中用户端20位于物理空间，是
提供物理主体接入数字空间并具有交互功能的设备，即服务端10的客户端。
49.数据采集设备30与服务端10通讯连接，用于对物理空间的物理主体、物理客体、物理资源、物理活动和物理服务进行数据采集得到采集数据，再将采集数据发送至服务端10。
50.本实施例中采集数据包括物理主体、物理客体、物理资源的数据，物理主体不直接参与的物理活动数据例如设备的物数联合操作数据，以及物理服务数据即用于数字农场外关联应用或服务，与数字农场进行基于接口的相互调用的数据。
51.其中，物理主体包括法人机构和自然人，物理客体包括现实农场的农场作物和农场资源，物理资源包括物理空间的资源。
52.图3是本发明的实施例中服务端的框架示意图。
53.如图3所示，服务端10包括物数交互模块101、价值空间模块102、数字空间模块103。
54.物数交互模块101用于接收采集数据和物理主体通过用户端20输入的指令，发送价值空间模块102的指令响应结果至对应的用户端20。
55.其中，客户端20接收指令响应结果后，持有客户端20的物理主体或与该客户端20通讯连接的外部交互设备根据指令响应结果可以对物理主体或物理客体或物理资源或物理活动或物理服务执行相应的操作。
56.图4是本发明的实施例中价值空间模块的框架示意图。
57.如图4所示，价值空间模块102包括治理规则子模块1021和治理服务子模块1022和数据设施子模块1023，本实施例中价值空间模块102即为数字农场的价值空间的治理服务在服务端10的体现，用于与服务端10构建的数字空间和包含现实农场的物理空间进行三元融合形成数字农场，数字空间和物理空间相互关联、相互作用、互动融合、协同进化，对外部开放，由农场活动与农场服务驱动，与其外的物理及数字空间相互交织，形成供应链、产业链、价值链联动。
58.治理规则子模块1021用于根据人工设定的规范数据构建智能合约。
59.其中，规范数据包括数据规范、主体规范、客体规范、信用规范、服务规范、交易规范、协作规范和安全规范。
60.其中，规范数据通过人为进行初始设置，并通过固定的优化进化规则程序进行优化更新，从而使价值空间模块的规范数据和相关数据不受指令和数字空间模块的数据影响。
61.治理服务子模块1022用于根据指令进行基于众智网络的众智计算得到整体效益最大化的众智计算结果，再根据众智计算结果和智能合约执行自治调度组建众智组织，再根据智能合约执行对应的预先构建的服务程序，从而对数字空间模块中的数据进行修改为众智组织提供相应服务，并得到指令响应结果。
62.其中，众智计算的具体过程为：根据指令从数据设施子模块1023调取对应的多个要素的属性数据，再基于效益进行评价计算，计算得到每个要素的效益数据，再根据效益数据对要素进行组合，得到综合效益最大化的多个要素的组合作为众智计算结果，要素为对应该指令的物理主体、物理客体、物理服务、数字主体、数字客体和数字服务。
63.本实施例中要素的效益数据包括对应该指令的价值数据、获益数据、社会效益数据和环境影响数据，价值数据包括直接价值和间接价值，获益数据包括直接获益、间接获
益、短期获益和长期获益，均基于价值规律计算得到。
64.本实施例中通过规范数据的自我优化更新不受用户指令和数字空间模块103的影响，实现了价值空间模块102的逻辑独立，再通过众智计算实现了综合效益为目标的资源调度和利益分配，从而实现数字农场的公信力和自治性，进而使数字空间也遵循物理空间的价值规律，实现物理空间与数字空间的融合构建物数融合空间。
65.其中，治理服务子模块1022根据整体效率与效益最大化原则，选取并执行对应的服务程序，从而实现精准调度和公平分配。
66.图5是本发明的实施例中治理服务的原理示意图。
67.如图5所示，治理服务子模块1022提供的服务程序涉及的治理服务即运转服务包括计划调度服务、众智计算服务、可信数据设施服务、农场运转服务、价格指数服务、数字资产服务和数字货币服务，农场运转服务根据治理规则得到，治理规则包括基本原则与运转规则，治理规则是数字农场整体价值观的体现，在构建数字农场时，围绕目标定义初始规范，在进化中完善。
68.在价值观基础上得到三项基本原则，其分别为：第一原则是以满足物理主体综合获得感为最高目标，保持数字农场服务人类的初衷；第二是遵守所有适用的法律法规，保障数字农场的可持续性；第三是通过基于规则的自治服务进行数字农场经营、管理与监管，打造公平、公正与效益最大化的利益共同体。运转规则是在价值规律基础上，围绕全社会众智协同、全要素合理公平、全过程安全高效，其主要包空间规则、准入规则、活动规则、服务规则、数字资产规则、数字货币规则；对涉及众智协同的农业活动，考虑农场主体在不同时间、不同环境、不同状态的能力、诉求、意愿、欲望、条件、后果，农场客体及资源在不同时间、环境、状态下提供的效用与获得感，并考虑对社会及环境效益，基于协同效率及整体效益规则进行众智计算，进行高度个性化、综合性的任务分工、资源推荐与责权利分配；安全服务是治理服务的重要组成，目标和原则是保护数据不被篡改、不被泄露、不可抵赖，被保护的数据包括真实身份、个人隐私、商业机密。
69.治理服务包括支撑服务、公共服务与管理服务。
70.数字农场支撑服务包括可信数据服务、众智计算服务、计划调度服务，为数字农场提供协作分工相关服务与保障。
71.数字农场公共服务包括创意服务、众筹服务、保险服务等农业基础服务，以及数字货币、价格指数与数字资产服务等新兴数字服务，数字货币采用超越主权、与各央行数字货币及主流同质化通证绑定的基准币，提供基准币与央行数字货币及其他同质化通证的兑换方法及汇率，以及数字农场主要商品及服务的价格指数，以实时的方式动态发布；数字资产服务提供农场作物及其衍生品的制作、确权、定价、发布与流通服务。
72.农场管理服务是农场治理规则的实现，治理规则包括数据规范、信用规范、主体规范、客体规范、环境规范、安全规范、服务规范、交易规范、分配规范等，农场管理服务包括农场环境管理、农场应用管理、农场服务管理、农场活动管理、农场主体管理、农场客体管理、农场协作管理等。
73.本实施例中数字农场支持所有爱好农业的主体参与，不限身份、身体、行业、职业与地域，除现实农场农民之外，爱好花草宠物的市民，有农业知识或技能的专家，无论退休、残障、国内国外，都可以作为数字农场的参与者。作物销售只是数字农场参与者的基本收
入，更多比例的收入来源于作物认养、代养、代售，以及物数融合环境下的数字游戏、电子竞赛、资产发行等衍生服务收入。数字农场参与者的诉求，不仅是谋生，也可能是休闲体验、文体娱乐、社会活动、创新创业、商业投资、发挥专长，因此数字农场的主体的活动即物理活动和数字活动包括：认养农作物，通过数字空间进行养殖种植；数字游戏；围绕农作物生产、流通、消费开展的各种电子竞赛活动其能产生物理效果与经济效益；各种农场相关的新品研发、农业生产、农业流通、农业消费以及农场治理活动；创造或发行基于农作物的非同质化通证；需要具备农业知识或技能的专业数字农场活动。
74.数字空间模块103用于根据采集数据、人工设定的内生参数和智能合约构建数字主体、数字客体、数字资源、数字活动和数空间字服务作为数字空间，本实施例中数字空间模块103构建的数字空间即对应数字农场的数字空间。
75.其中，数字主体包括物理主体的数字孪生和服务伴生，以及数字原生主体，数字客体包括物理客体的数字孪生和数字原生客体，数字资源包括物理资源的数字孪生和不依托物理资源的数字农场原生资源。本实施例中农场作物涵盖农业、林业、水产、牧业，农场资源包括田地、场地、工具、设备、设施。
76.图6是本发明的实施例中数字孪生主体、数字原生主体、数字孪生客体和数字原生客体的原理示意图。
77.如图6所示，数字孪生主体和数字原生主体均基于主体大数据构建主体行为、主体外形和人性内生参数，并通过虚拟现实实现主体行为，通过三维建模构建主体外形，数字孪生客体和数字原生客体均基于客体大数据构建客体行为、主体客形和自然内生参数，并通过虚拟现实实现客体活动，通过三维建模构建客体外形。
78.其中，内生参数为通过现有知识图谱得到的知识数据，本实施例中数字主体的内生参数指与环境无关的、支撑其外在表现、兴趣及行为的人性化属性，其分析依据是相关的哲学、生理知识，构建方法是基于维基百科等通用知识图谱，补充及挖掘面向信仰、生理、素质、经历、社会等方面的参数及关联关系，数字客体和数字资源的内生参数，指与环境无关的、支撑其外在表现及成长的内在物理、生物、成长属性。内生参数的分析依据是相关的物理、生物知识，构建方法是基于维基百科等通用知识图谱，补充、挖掘内生参数及其关联关系。
79.本实施例中数字农场的主体为物理主体和数字主体，一个物理主体对应一个数字孪生、若干个依据所提供服务的服务伴生，数字农场的主体多元对等，面向各种任务根据目标、愿景及理念形成小组，小组随需应变、动态组合、协议制约。
80.本实施例中数字农场的客体为物理客体和数字客体，数字农场的客体跨域跨行，即数字农场客体不分地域、来源，物理客体在物理空间是分布式的，而在数字空间中的数字客体是集成的，物理客体与数字客体保持个体参数及状态的一致性，但安置模式、形式与物理空间不要求一致。
81.图7是本发明的实施例中数据设施子模块的框架示意图。
82.如图7所示，数据设施子模块1023包括数据仓库单元10231和数字农场区块链单元10232。
83.数据仓库单元10231用于保存采集数据、规范数据、智能合约的数据、数字空间的数据和服务程序的数据。
84.数字农场区块链单元10232用于通过区块链备份采集数据、规范数据、智能合约的数据、数字空间的数据和服务程序的数据中具有溯源和共享要求的数据。
85.本实施例中数字农场系统100通过基于区块链备份具有溯源和共享要求的数据的数字农场区块链单元10232、构建智能合约的治理规则子模块1021和根据整体效率与效益最大化原则执行服务程序的治理服务子模块1022为数字农场提供运转和治理基础。
86.本实施例中数据设施子模块1023还用于管理数字农场及其主客体、数字资产、服务与业务的数据；基于智能合约实现数字农场规则引擎，构建数字农场治理服务，支持数字农场农业活动、农业服务、货币服务的调度与管理；基于安全多方计算机制实现主客体及其交易活动的数据安全；涉及的技术性能指标包括：数字农场可信指数，数字农场数据安全指数，数字农场调度效率。
87.其中，价值空间模块102和数字空间模块103可以通过对现有应用进行动态组合与集成再进行深度开发构建得到。
88.本实施例中面对农业场景构建的数字农场具有以下特征：
89.在农场主体方面，赋闲在家者可以发挥余热，通过用户端20实现耕读娱乐休闲工作一体化，助力形成人尽其才的老年社会；残疾人在物理空间的现实农场不能做的农活，可以通过用户端20在数字空间中进行；通过提供作物认养、代养、代售以及农作物资产发行等衍生服务获取收入。
90.在农场客体方面，农作物地上地下、白天黑夜、内外生理、生长状态等全方位、全周期的信息均可由物理主体通过用户端20从服务端10获取和感知。
91.在农场资源方面，通过数据采集设备30对不同现实农场的农作物进行数据采集，再由数字空间模块103构建为统一的环境、田地和空间组织从而形成有序的完整单元，进而使小农经济变规模经济。
92.在作物培育方面，物理主体通过用户端20发送资金与创意众筹的需求作为指令，由治理服务子模块1022根据执行对应的服务程序，实现农作物大众创业、万众创新、利益共享、风险分担。
93.在农场生产方面，脏活累活危险在数字农场的感受变得更干净、轻松、安全；需要专业知识、操作技能的农活，由具备相关资质的专业和技术人员处理；数字空间与物理空间联动，使农业类游戏、娱乐、休闲活动与物质生产浑然一体。
94.在农业消费方面，农产品按需生产、产需平衡、及时消费，避免过期，达到物尽其用。
95.在农场治理方面，治理服务子模块1022根据数字农场的主体在不同时间、不同环境、不同状态的能力、诉求、意愿、欲望、条件、后果，数字农场的客体及资源在不同时间、环境、状态下提供的效用与获得感，以及社会及环境效益，基于协同效率及整体效益规则进行众智计算，执行对应的服务程序，实现高度个性化、综合性的任务分工、资源推荐与责权利分配。
96.本实施例中基于众智调度的数字农场自治系统构建的数字农场的实现特征包括，支撑技术强调虚实相生、精准调度、规则治理、可信自治，系统层面强调物数融合一体化，应用层面强调基于区块链的web3.0应用，业务层面强调流通模式创新，实现层面聚焦面向数字空间主体、客体、环境、活动、服务、应用的数据、算法与软件的进化性。
97.《实施例二》
98.本实施例提供了基于众智调度的数字农场自治系统在植物培育场景中的应用。
99.图8是本发明的实施例中植物培育的流程示意图。
100.如图8所示，物理主体使用数字农场系统100进行植物培育包括以下步骤：
101.步骤s1，物理主体a通过用户端20输入植物培育需求即指令。
102.步骤s2，物数交互模块101接收指令后，治理服务子模块1022根据指令执行对应的服务程序，通过服务程序从数据设施子模块1023中读取主体信息并筛选对应的候选主体，并且生成与该指令对应的推送。
103.步骤s3，物数交互模块101将推送发送至各个候选物理主体的用户端20。
104.步骤s4，候选物理主体通过用户端20进行响应，将响应的候选物理主体作为响应物理主体，由响应物理主体进行植物培育项目，响应物理主体包括投资人员、研究人员、培育人员和农场人员。
105.步骤s5，投资人员通过用户端20输入投资指令，治理服务子模块1022根据投资指令和智能合约执行投资服务程序，对该植物培育项目进行投资。
106.步骤s6，研究人员通过用户端20在服务端10构建的数字空间中进行研究，得到可行研究成果。
107.步骤s7，农场人员通过数据采集设备30采集该植物培育项目所需的植物和环境数据作为采集数据，再由数字空间模块103用于根据物数交互模块101接收到的采集数据、内生参数和智能合约构建对应的数字农场客体和数字农场环境。
108.步骤s8，培育人员根据可行研究成果通过在用户端20输入培育指令，治理服务子模块1022用于根据培育指令和智能合约执行对应的服务程序，通过服务程序对数字农场客体的对应数据进行修改，得到与其对应的指令响应结果。
109.步骤s9，物数交互模块101将该指令响应结果发送至农场人员的用户端20，农场人员根据指令响应结果对现实农场中的植物进行对应操作，从而完成该植物培育项目。
110.本实施例中基于众智调度的数字农场自治系统在植物培育场景中的应用所体现的效果效益包括：
111.农场变柔性，要素可调整，可满足动态需要，即数字农场成员、作物与农田，可以来源于不同地区、不同领域，按统一规则在数字空间进行集约管理，根据需要动态优化与进化；爱好变专业，居家有收益，可引进专业资源，即养花种草技巧与知识，可以通过认领或数字服务产生价值；身份无阻碍，城乡无隔阂，有可信交易保障，即数字空间操作缩小了职业、身份、时间等方面的差别，区块链可信基础设施即数据设施子模块1023保障了可信交易环境；跨城乡融合，发展有保障，能去除落后根源，即城乡不同步发展导致农村条件差，人才、技术与资源不足，通过数字农场可以彻底解决农业要素资源。
112.为了便于表达，本实施例中对于和实施例一相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
113.《实施例三》
114.本实施例提供了基于众智调度的数字农场自治系统在果木认领业务场景中的应用。
115.图9是本发明的实施例中服务端10通过开源应用作为果木认领应用系统的示意
图。
116.如图9所示，服务端10根据开源应用构建的果木认领应用系统包括根据现有开源农场游戏构建的数字空间模块103、根据现有的nft发行流通平台和电商平台构建的价值空间模块102和根据现有的区块链溯源与可信交易服务平台构建的数据设施子模块1023。
117.数字空间模块103构建的数字农场包括基于现有开源农场游戏的数字果园即数字资源、数字果木即数字客体和数字农民即数字主体，从现有开源农场游戏中获取的要素有数字果木形体、数字农民形体和数字农场环境的数据，需要开发完善的内容：根据所提出的数字农场空间场景、要素及特征，制定数字物理空间规则，开发数字农场智能合约；数字人性内生参数建模与开发、服务伴体建模与开发、数字自然内生参数建模与开发、物理与数字空间客体状态一致性建模及开发。
118.价值空间模块102包括对数字果木的发行和营销的服务程序，从nft发行流通平台获取的要素为央行数字货币和协约数字货币的相关数据，从电商平台获取的要素为数字资产制作、确权、定价、发布、流通的数据，需要开发完善的内容：在数字货币方面，根据所提出的数字货币服务特征及基本规则，开发基于规则的数字农场货币兑换及流通智能合约，数字农场基准币定价模型及软件，动态汇率指数；在数字资产方面，根据所提出的数字资产服务特征及业务规则，开发基于规则的数字资产智能合约，定制数字资产以及面向数字农场的用户端；在农业服务方面，根据所提出的农业服务特征及业务规则，开发基于规则的农业服务智能合约，定制面向数字农场的网络交易用户端；在治理服务方面，根据所提出的治理服务特征及业务规则，开发基于规则的治理服务智能合约，开发综合考虑物理数字主体及服务的众智计算，整合上述所有数字农场智能合约，形成数字农场调度引擎，开发农场管理服务、质量监督服务、助农服务。
119.数据设施子模块1023根据数字农场区块链单元1042的数据对数字果木提供溯源与风险分析的服务，从现有的区块链溯源与可信交易服务平台获取的要素为区块链基础设施的数据，需要开发完善的内容：根据所提出的数字农场可信基础设施参与者、要素及特征，制定具体的主体准入、数据共享及活动规则，开发基于规则的数字农场智能合约；定制面向数字农场的区块链，开发面向安全多方计算的区块链应用客户端，组建可信区块链联盟，整个数字农场的所有主体，包括数字的、物理的，机构或个人，都是“可信区块链联盟”的成员。
120.本实施例中构建得到的数字弄包括以下特征：
121.数字农场空间的物理分散与数字集约。基于现有开源农场游戏，结合现有的人机交互设备，可以体现物理空间与数字空间的互动，跨域跨行的田地、果树、庄稼、农民、市民、专家等物理主客体、环境与活动，可以在数字空间以数字孪生的形式进行集约化组织与处理。
122.农业生产活动的物数联动与融合。基于可以体现动态成长过程的树、羊、云，结合现有的物联网和智能控制机械，可以实现土地整理、植物种养采收、动物喂养娱乐等农场活动的物数互动。
123.农业生产与流通流程的紧密集成。基于数字农场所集成的电商平台，可以实现农作物生产与流通一体化，进一步定制开发则可以支持农作物更多参数与数据的集成，例如根据客户需求可以将不同生长阶段的农作物进行转让、交易。
124.面向数字农场的公共服务接入。结合所集成的电商平台及相关主体信用与用户评价，可以进一步集成信用以及农作物大数据。
125.面向农作物全周期的增值服务。基于数字农场所集成的电商平台，可以进一步集成病虫害防治、农作物推荐、交易风险监控等生产、流通与公共服务。
126.本实施例中物理主体在数字农场中的认领活动具体流程包括：认领人士即物理主体通过用户端20即果木认领用户端对数字果木进行认领，并控制数字空间模块103构建的数字农场主体即数字农民对数字果木进行数字养护，数字养护通过物数交互模块101将对应的指令响应结果发送至对应的现实农场的用户端20，现实农场的果农根据指令响应结果对果木进行养护即果木养护，从而实现物数联动。
127.本实施例中基于众智调度的数字农场自治系统在果木认领业务场景中的应用所具有的特色及创新业务包括：
128.农业特色，即农作物不仅用于食用，还可以通过“认领”满足休闲娱乐，通过“藏品发行”成为数字资产；成员特色，即不仅是当地农民，还包括参与认领的各地各领域各主体，例如市民、菜场、农业专家；活动特色，即在物联网、智能控制等智慧农业设施的加持下，还可以开发作物播种、灌溉以及病虫害防治，并且可以通过数字空间进行；业务特色，即为了实现物数联动，物理空间的活动除了智能控制，还可以通过共享服务来实现，例如代种、代管、代采、代销、代寄、代检、代处理，拓展了农业范围；管理特色，即不再是传统意义的村委，市场监督、防疫等监管服务，菜场、超市等供应链环节，也可以直接切入农场管理，进行基于众智网络的综合管理。
129.为了便于表达，本实施例中对于和实施例一相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
130.实施例的作用与效果
131.根据本实施例所涉及的基于众智调度的数字农场自治系统，首先，基于物理空间、数字空间和价值空间的三元融合空间模型构建了数字农场自治系统，通过数字农场自治系统构建数字空间和价值空间治理服务的映射，再与物理空间即现实进行物数交互构建了能够反映三元融合空间模型的数字农场，并且使数字农场的主体多元对等，使数字农场的客体跨域跨行并提供活动物数融合的活动；其次，构建的数字农场相较于数字农业领域的现有数字化应用，具有物数融合的特点并非定位于数字空间，使得数字农场的主体并非数字化应用的简单物理主体而是其中的参与者；最后，通过基于价值空间的众智协同与自治调度构建的价值空间模块进行面向整体效率与效益最大化的融合计算、精准调度与公平分配，再结合基于区块链的数据设施子模块，从而实现数字农场运转与治理，实现数字农场治理的公信力与公平性。总之，本方法能够提供全要素跨域整合、全过程高效协同、多主体对等公平和一体化绿色高效的数字农场，通过基于三元融合模型的数字农场可以充分发挥物数融合优势，实现运转与治理的自治性、综合性与个性化，重构农业、农场、农民的内涵，从根源上破解身份差异、城乡差异、产业分散导致的农业问题，打造公平、高效的利益共同体与数字经济体。

技术特征：
1.一种基于众智调度的数字农场自治系统，用于构建数字农场，其特征在于，包括：所述数字农场采用包含物理空间、数字空间、价值空间的三元融合模型构建得到，包括物理主体、物理客体、物理资源、物理服务、物理活动、数字主体、数字客体、数字资源、数字服务和数字活动，所述物理空间为分布在现实中各地的现实农场空间，所述数字空间和所述价值空间均基于区块链数据基础设施运行，所述物理空间通过可穿戴设备和物联网设备与所述数字空间进行交互，所述价值空间独立于所述物理空间与所述数字空间，通过数字农场治理系统对所述物理空间与所述数字空间进行治理。2.根据权利要求1所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述数字农场治理系统部署在所述价值空间，包括区块链基础设施、治理规则、众智计算模块、众智调度模块、治理服务模块，所述众智调度模块基于所述治理规则，接受治理服务指令并调用所述众智计算模块实施根据最优协作计划进行要素调度的动作。3.根据权利要求2所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述数字农场的所述数字空间、所述物理空间和所述价值空间对应的软件子系统均建立在所述区块链数据基础设施之上，所述物理空间对应的软件子系统包括所述物理主体持有的用户端，所述用户端作为所述数字农场治理系统的客户端用于所述物理主体向所述数字农场治理系统发送需求，并接受所述数字农场治理系统对所述需求处理后的响应结果，所述区块链数据基础设施根据所述治理规则转化的智能合约实现数字农场规则引擎，构建数字农场治理服务。4.根据权利要求2所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述众智计算模块包含基于价值观与价值规则的众智计算模型，所述众智计算模型用于根据所述数字农场的研发、生产、流通与消费的协作与统筹的需求进行众智计算，将每个所述要素评估得到的价值和获益数据、数字农场社会效益和环境效益作为输入参数，计算得到所述最优协作计划，所述最优协作计划包括参与的所述要素，参与的所述要素包括所述物理主体、所述数字主体、所述物理客体、所述数字客体、所述物理服务和所述数字服务。5.根据权利要求2所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述治理规则包括基本原则和运转规则，根据初始规范在进化中完善得到，所述基本原则包括在价值观基础上确定的第一原则、第二原则和第三原则，所述第一原则为以满足所述物理主体综合获得感为最高目标，保持所述数字农场服务人类的初衷，所述第二原则为遵守所有适用的法律法规，保障所述数字农场的可持续性，所述第三原则为通过基于规则的自治服务进行所述数字农场的经营、管理与监管，打造公平、公正与效益最大化的利益共同体，所述运转规则为在价值规律基础上围绕全社会众智协同、全要素合理公平和全过程安全高效得到的基本治理规则，包括空间规则、准入规则、活动规则、服务规则、数字资产规则
和数字货币规则。6.根据权利要求2所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述治理服务模块用于提供支撑服务、公共服务与管理服务，所述支撑服务包括可信数据服务、众智计算服务和计划调度服务，用于为所述数字农场提供协作分工相关服务与保障，所述公共服务包括农业基础服务和新兴数字服务，所述农业基础服务包括创意服务、众筹服务和保险服务，所述新兴数字服务包括数字货币服务、价格指数服务和数字资产服务，所述管理服务为所述数字农场的所述治理规则的体现，包括农场环境管理、农场应用管理、农场服务管理、农场活动管理、农场主体管理、农场客体管理和农场协作管理，所述治理规则包括数据规范、信用规范、主体规范、客体规范、环境规范、安全规范、服务规范、交易规范和分配规范。7.根据权利要求1所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述数字主体根据主体规范、人性内生参数和所述物理主体构建得到，包括所述物理主体的数字孪生、服务伴生以及不依托所述物理主体的数字原生主体，所述数字主体的外形和活动能力基于三维建模、虚拟现实和数字克隆技术得到，所述人性内生参数为与环境无关的、支撑所述数字主体的外在表现、兴趣及行为的人性化属性，所述人性内生参数的分析依据是相关的哲学、生理知识，基于通用知识图谱，再补充及挖掘面向信仰、生理、素质、经历、社会方面的参数及关联关系构建得到。8.根据权利要求1所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述数字客体根据客体规范、自然内生参数和所述物理客体构建得到，包括所述物理客体的数字孪生以及不依托所述物理客体的数字原生客体，所述数字客体的外形和活动基于三维建模、虚拟现实和数字克隆技术得到，所述自然内生参数为与环境无关的、支撑所述数字客体的外在表现及成长的内在物理、生物、成长属性，将物理和生物知识作为分析依据再基于通用知识图谱得到所述自然内生参数。9.根据权利要求1所述的基于众智调度的数字农场自治系统，其特征在于：其中，所述数字资源根据资源规范、资源内生参数和所述物理资源构建得到，包括所述物理资源的数字孪生以及不依托所述物理资源的数字原生资源，所述数字资源的外形和活动基于三维建模、虚拟现实和数字克隆技术得到，所述资源内生参数为与环境无关的、支撑所述数字资源的外在表现及成长的内在物理、生物、成长属性，将物理和生物知识作为分析依据再基于通用知识图谱得到所述资源内生参数。10.一种数字农场系统，其特征在于，包括：多个用户端，分别由各个物理主体持有；基于区块链的服务端，与所述用户端通信连接；至少一个数据采集设备，与所述服务端通讯连接，用于对物理空间的物理主体、物理客体、物理资源、物理空间活动和物理空间服务进行数据采集得到采集数据，再将所述采集数据发送至所述服务端，
其中，所述服务端包括物数交互模块、数字空间模块和价值空间模块，所述物数交互模块用于接收所述采集数据和所述物理主体通过所述用户端输入的指令，发送所述价值空间模块的指令响应结果至对应的所述用户端，所述价值空间模块包括治理规则子模块、治理服务子模块和数据设施子模块，所述治理规则子模块用于根据人工设定的规范数据构建智能合约，所述治理服务子模块用于根据所述指令进行基于众智网络的众智计算得到整体效益最大化的众智计算结果，再根据所述众智计算结果和所述智能合约执行自治调度组建众智组织，再根据所述智能合约执行对应的预先构建的服务程序，从而对所述数字空间模块中的数据进行修改为所述众智组织提供相应服务，并得到所述指令响应结果，所述数字空间模块用于根据所述采集数据、人工设定的内生参数和所述智能合约构建数字主体、数字客体、数字资源、数字空间活动和数空间字服务作为数字空间，所述数据设施子模块包括数据仓库单元和数字农场区块链单元，所述数据仓库单元用于保存所述采集数据、所述规范数据、所述智能合约的数据、所述数字空间的数据和所述服务程序的数据，所述数字农场区块链单元用于通过区块链备份所述采集数据、所述规范数据、所述智能合约的数据、所述数字空间的数据和所述服务程序的数据中具有溯源和共享要求的数据，所述数字农场系统为通过权利要求1～9任意一项所述的基于众智调度的数字农场自治系统构建得到。

技术总结
本发明提供了一种基于众智调度的数字农场自治系统，具有这样的特征，包括数字农场采用包含物理空间、数字空间、价值空间的三元融合模型构建得到，包括物理主体、物理客体、物理资源、物理服务、物理活动、数字主体、数字客体、数字资源、数字服务和数字活动，物理空间为分布在现实中各地的现实农场空间，数字空间和价值空间均基于区块链数据基础设施运行，物理空间通过可穿戴设备和物联网设备与数字空间进行交互，价值空间独立于物理空间与数字空间，通过数字农场治理系统对物理空间与数字空间进行治理。总之，本方法能够提供全要素跨域整合、全过程高效协同、多主体对等公平和一体化绿色高效的数字农场。绿色高效的数字农场。绿色高效的数字农场。


技术研发人员：李银胜
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/31