無人農場：未來農業的新模式（簡體書）

本書從我國農業勞動力老齡化、農產品勞動力成本增加，以及信息技術快速發展的基本國情入手，論述了我國無人農場發展的基本趨勢與需求；從無人農場的概念、技術體系、系統組成、系統演化等方面，系統地構建了無人農場的基礎理論框架；重點分析了物聯網、大數據、人工智能、智能裝備、機器人和雲計算等信息技術在無人農場中的基本作用和技術原理；以無人大田農場、無人果園農場、無人溫室農場、無人豬場、無人牛場、無人雞場、無人漁場這七種主要的無人農場類型為案例，全面分析了無人農場的應用場景和工程實施路徑。本書內容全面系統，具有先進性和實用性，有較高的參考價值。

無人農場的整體架構、關鍵技術和系統組成，七種典型無人農場的應用場景和工程實施路徑

前言
第 1篇　理論篇
第 1章　無人農場緣起 2
1.1 農業勞動力老齡化 ………………………………………… 2
1.1.1　發達國家農業勞動力人口老齡化趨勢 …………… 2
1.1.2　我國農業勞動力的現狀 …………………………… 4
1.1.3　如何應對老齡化 …………………………………… 7
1.2 “機器換人”大勢所趨 …………………………………… 8
1.2.1　“機器換人”的必要性 ……………………………… 8
1.2.2　“機器換人”的環境條件分析 ……………………… 10
1.2.3　“機器換人”存在的問題及原因 …………………… 12
1.3 信息技術進步促使“機器換人”成為可能 ……………… 13
1.3.1　物聯網實現農業裝備互聯 ………………………… 13
1.3.2　大數據使農業實現精准 …………………………… 13
1.3.3　機器人與人工智能的應用 ………………………… 14
1.4 我國發展無人農場的迫切性 ……………………………… 16
1.4.1　未來 30年農業勞動力將越來越短缺 ……………… 16
1.4.2　農民的職業化轉型迫在眉睫 ……………………… 16
1.4.3　提升土地產出率、勞動生產率、資源利用率亟須實現“機器換人”…………………… 17
第 2章　無人農場概述 19
2.1 無人農場的定義 …………………………………………… 19
2.2 無人農場的整體架構 ……………………………………… 19
2.3 無人農場的關鍵技術 ……………………………………… 21
2.3.1　物聯網技術 ………………………………………… 22
2.3.2　大數據技術 ………………………………………… 22
2.3.3　人工智能技術 ……………………………………… 23
2.3.4　智能裝備與機器人技術 …………………………… 23
2.4 無人農場的系統組成 ……………………………………… 24
2.4.1　基礎設施系統 ……………………………………… 24
2.4.2　作業裝備系統 ……………………………………… 25
2.4.3　測控裝備系統 ……………………………………… 25
2.4.4　管控雲平臺系統 …………………………………… 25
2.5 無人農場典型應用 ………………………………………… 26
2.5.1　無人大田農場 ……………………………………… 27
2.5.2　無人果園農場 ……………………………………… 27
2.5.3　無人溫室農場 ……………………………………… 27
2.5.4　無人牧場 …………………………………………… 27
2.5.5　無人漁場 …………………………………………… 28
第 3章　無人農場演進 29
3.1 農場的歷史變遷 …………………………………………… 29
3.1.1　農場 1.0―傳統農場 ……………………………… 29
3.1.2　農場 2.0―機械化農場 …………………………… 30
3.1.3　農場 3.0―自動化農場 …………………………… 33
3.1.4　農場 4.0―無人農場 ……………………………… 36
3.2 無人農場的進階形態 ……………………………………… 40
3.2.1　遠程控制無人農場 ………………………………… 40
3.2.2　無人值守無人農場 ………………………………… 40
3.2.3　自主作業無人農場 ………………………………… 41
3.3 無人農場的演進動力 ……………………………………… 41
3.3.1　農業工業化推動 …………………………………… 42
3.3.2　市場需求拉動 ……………………………………… 43
3.3.3　技術變革帶動 ……………………………………… 44
3.3.4　農業政策助推 ……………………………………… 46
3.4 無人農場的演進路徑 ……………………………………… 47
3.4.1　從人力操控到遠程控制 …………………………… 47
3.4.2　從遠程控制到無人值守 …………………………… 48
3.4.3　從無人值守到自主作業 …………………………… 48
第 2篇　技術篇
第 4章　物聯網與無人農場 50
4.1 概述 ………………………………………………………… 50
4.1.1　無人農場對裝備互聯的需求 ……………………… 50
4.1.2　物聯網的定義 ……………………………………… 52
4.2 傳感技術與無人農場 ……………………………………… 53
4.2.1　環境傳感器 ………………………………………… 53
4.2.2　農業動植物生理信息傳感器 ……………………… 57
4.2.3　農機狀態檢測傳感器 ……………………………… 60
4.3 機器視覺技術與無人農場 ………………………………… 62
4.3.1　農業視覺信息處理系統框架 ……………………… 63
4.3.2　農業視覺信息增強與分割 ………………………… 64
4.3.3　農業視覺信息特徵提取與目標識別 ……………… 67
4.3.4　機器視覺在無人農場中的典型應用 ……………… 70
4.4 遙感技術與無人農場 ……………………………………… 71
4.4.1　遙感技術概述 ……………………………………… 71
4.4.2　農作物長勢遙感監測 ……………………………… 72
4.4.3　農作物病蟲害監測 ………………………………… 73
4.4.4　農作物乾旱和凍害遙感監