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內(nèi)容簡介

　　本書從我國農(nóng)業(yè)勞動力老齡化、農(nóng)產(chǎn)品勞動力成本增加，以及信息技術(shù)快速發(fā)展的基本國情入手，論述了我國無人農(nóng)場發(fā)展的基本趨勢與需求；從無人農(nóng)場的概念、技術(shù)體系、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)演化等方面，系統(tǒng)地構(gòu)建了無人農(nóng)場的基礎(chǔ)理論框架；重點分析了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、智能裝備、機(jī)器人和云計算等信息技術(shù)在無人農(nóng)場中的基本作用和技術(shù)原理；以無人大田農(nóng)場、無人果園農(nóng)場、無人溫室農(nóng)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(nóng)場類型為案例，全面分析了無人農(nóng)場的應(yīng)用場景和工程實施路徑。本書內(nèi)容全面系統(tǒng)，具有先進(jìn)性和實用性，有較高的參考價值。

作者簡介

　　李道亮，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，教育部長江學(xué)者特聘教授。研究方向為農(nóng)業(yè)智能信息處理與農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化。現(xiàn)任國際信息處理聯(lián)合會農(nóng)業(yè)信息處理分會主席，Information Processing in Agriculture主編，國家數(shù)字漁業(yè)創(chuàng)新中心主任，農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化專家咨詢委員會副主任委員，中國漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟執(zhí)行理事長。入選國家萬人計劃、科技部中青年科技領(lǐng)軍人才、農(nóng)業(yè)部杰出科研人才、教育部新世紀(jì)人才，是全國創(chuàng)新爭先獎、中國青年科技獎、全國科技工作者獲得者。以diyi完成人獲國家科技進(jìn)步二等獎1項、省部級科技進(jìn)步一等獎3項，授權(quán)國家發(fā)明專利30項；出版專著7部，以diyi作者或通訊作者發(fā)表SCI 論文122篇、EI論文179篇；制定國家標(biāo)準(zhǔn)4項、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)7項。研究成果水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖精準(zhǔn)測控技術(shù)入選2019中國智能制造十大科技進(jìn)展。

圖書目錄

前言
第 1篇　理論篇
第 1章　無人農(nóng)場緣起 2
1.1 　農(nóng)業(yè)勞動力老齡化 ………………………………………… 2
1.1.1　發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)勞動力人口老齡化趨勢 …………… 2
1.1.2　我國農(nóng)業(yè)勞動力的現(xiàn)狀 …………………………… 4
1.1.3　如何應(yīng)對老齡化 …………………………………… 7
1.2 　“機(jī)器換人”大勢所趨 …………………………………… 8
1.2.1　“機(jī)器換人”的必要性 ……………………………… 8
1.2.2　“機(jī)器換人”的環(huán)境條件分析 ……………………… 10
1.2.3　“機(jī)器換人”存在的問題及原因 …………………… 12
1.3 　信息技術(shù)進(jìn)步促使“機(jī)器換人”成為可能 ……………… 13
1.3.1　物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)裝備互聯(lián) ………………………… 13
1.3.2　大數(shù)據(jù)使農(nóng)業(yè)實現(xiàn)精準(zhǔn) …………………………… 13
1.3.3　機(jī)器人與人工智能的應(yīng)用 ………………………… 14
1.4 　我國發(fā)展無人農(nóng)場的迫切性 ……………………………… 16
1.4.1　未來 30年農(nóng)業(yè)勞動力將越來越短缺 ……………… 16
1.4.2　農(nóng)民的職業(yè)化轉(zhuǎn)型迫在眉睫 ……………………… 16
1.4.3　提升土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率、資源利用率亟須實現(xiàn)“機(jī)器換人”…………………… 17
第 2章　無人農(nóng)場概述 19
2.1 　無人農(nóng)場的定義 …………………………………………… 19
2.2 　無人農(nóng)場的整體架構(gòu) ……………………………………… 19
2.3 　無人農(nóng)場的關(guān)鍵技術(shù) ……………………………………… 21
2.3.1　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ………………………………………… 22
2.3.2　大數(shù)據(jù)技術(shù) ………………………………………… 22
2.3.3　人工智能技術(shù) ……………………………………… 23
2.3.4　智能裝備與機(jī)器人技術(shù) …………………………… 23
2.4 　無人農(nóng)場的系統(tǒng)組成 ……………………………………… 24
2.4.1　基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng) ……………………………………… 24
2.4.2　作業(yè)裝備系統(tǒng) ……………………………………… 25
2.4.3　測控裝備系統(tǒng) ……………………………………… 25
2.4.4　管控云平臺系統(tǒng) …………………………………… 25
2.5 　無人農(nóng)場典型應(yīng)用 ………………………………………… 26
2.5.1　無人大田農(nóng)場 ……………………………………… 27
2.5.2　無人果園農(nóng)場 ……………………………………… 27
2.5.3　無人溫室農(nóng)場 ……………………………………… 27
2.5.4　無人牧場 …………………………………………… 27
2.5.5　無人漁場 …………………………………………… 28
第 3章　無人農(nóng)場演進(jìn) 29
3.1 　農(nóng)場的歷史變遷 …………………………………………… 29
3.1.1　農(nóng)場 1.0—傳統(tǒng)農(nóng)場 ……………………………… 29
3.1.2　農(nóng)場 2.0—機(jī)械化農(nóng)場 …………………………… 30
3.1.3　農(nóng)場 3.0—自動化農(nóng)場 …………………………… 33
3.1.4　農(nóng)場 4.0—無人農(nóng)場 ……………………………… 36
3.2 　無人農(nóng)場的進(jìn)階形態(tài) ……………………………………… 40
3.2.1　遠(yuǎn)程控制無人農(nóng)場 ………………………………… 40
3.2.2　無人值守?zé)o人農(nóng)場 ………………………………… 40
3.2.3　自主作業(yè)無人農(nóng)場 ………………………………… 41
3.3 　無人農(nóng)場的演進(jìn)動力 ……………………………………… 41
3.3.1　農(nóng)業(yè)工業(yè)化推動 …………………………………… 42
3.3.2　市場需求拉動 ……………………………………… 43
3.3.3　技術(shù)變革帶動 ……………………………………… 44
3.3.4　農(nóng)業(yè)政策助推 ……………………………………… 46
3.4 　無人農(nóng)場的演進(jìn)路徑 ……………………………………… 47
3.4.1　從人力操控到遠(yuǎn)程控制 …………………………… 47
3.4.2　從遠(yuǎn)程控制到無人值守 …………………………… 48
3.4.3　從無人值守到自主作業(yè) …………………………… 48
第 2篇　技術(shù)篇
第 4章　物聯(lián)網(wǎng)與無人農(nóng)場 50
4.1 　概述 ………………………………………………………… 50
4.1.1　無人農(nóng)場對裝備互聯(lián)的需求 ……………………… 50
4.1.2　物聯(lián)網(wǎng)的定義 ……………………………………… 52
4.2 　傳感技術(shù)與無人農(nóng)場 ……………………………………… 53
4.2.1　環(huán)境傳感器 ………………………………………… 53
4.2.2　農(nóng)業(yè)動植物生理信息傳感器 ……………………… 57
4.2.3　農(nóng)機(jī)狀態(tài)檢測傳感器 ……………………………… 60
4.3 　機(jī)器視覺技術(shù)與無人農(nóng)場 ………………………………… 62
4.3.1　農(nóng)業(yè)視覺信息處理系統(tǒng)框架 ……………………… 63
4.3.2　農(nóng)業(yè)視覺信息增強(qiáng)與分割 ………………………… 64
4.3.3　農(nóng)業(yè)視覺信息特征提取與目標(biāo)識別 ……………… 67
4.3.4　機(jī)器視覺在無人農(nóng)場中的典型應(yīng)用 ……………… 70
4.4 　遙感技術(shù)與無人農(nóng)場 ……………………………………… 71
4.4.1　遙感技術(shù)概述 ……………………………………… 71
4.4.2　農(nóng)作物長勢遙感監(jiān)測 ……………………………… 72
4.4.3　農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測 ………………………………… 73
4.4.4　農(nóng)作物干旱和凍害遙感監(jiān)