无人农场到底应该怎么建？——种植篇

作者：中国农业大学农业规划服务平台 2024/6/20 14:29:49

无人农场是人不进入农场的情况下，采用物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，实现远程控制、自主决策和作业，完成农场生产、管理任务。那么无人农场怎么建呢？小编整理了全球首个超万亩无人化农场试验示范项目北大荒建三江——碧桂园无人农场和世界第一个水稻无人农场广州市增城区无人农场。一起来看看他们是怎么做的吧。01北大荒建三江——碧桂园无人农场北大荒建三江——碧桂园无人农场项目地点在建三江七星和二道河农场

無(wú)人農(nóng)場(chǎng)是人不進(jìn)入農(nóng)場(chǎng)的情況下，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、自主決策和作業(yè)，完成農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)、管理任務(wù)。那么無(wú)人農(nóng)場(chǎng)怎么建呢？小編整理了全球首個(gè)超萬(wàn)畝無(wú)人化農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)示范項(xiàng)目北大荒建三江——碧桂園無(wú)人農(nóng)場(chǎng)和世界第一個(gè)水稻無(wú)人農(nóng)場(chǎng)廣州市增城區(qū)無(wú)人農(nóng)場(chǎng)。一起來(lái)看看他們是怎么做的吧。

北大荒建三江——碧桂園無(wú)人農(nóng)場(chǎng)

北大荒建三江——碧桂園無(wú)人農(nóng)場(chǎng)項(xiàng)目地點(diǎn)在建三江七星和二道河農(nóng)場(chǎng)，計(jì)劃從2020年起利用3年時(shí)間建設(shè)面積超過(guò)1萬(wàn)畝的無(wú)人農(nóng)場(chǎng)。農(nóng)場(chǎng)運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、機(jī)器人等技術(shù)，重點(diǎn)進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)無(wú)人化試驗(yàn)示范。具體包括四個(gè)方面的建設(shè)內(nèi)容。

# 01

植保作業(yè)系統(tǒng)

植保作業(yè)系統(tǒng)在接收到指令后，指揮無(wú)人機(jī)駛向作業(yè)區(qū)域，進(jìn)行飛防噴藥作業(yè)。

圖1 無(wú)人直升機(jī)“飛防”作業(yè)

還有地面植保打藥機(jī)，可進(jìn)行高精度無(wú)人駕駛自動(dòng)噴藥，提高了作業(yè)效率和精度。

圖2 植保打藥機(jī)自動(dòng)噴藥作業(yè)

# 02

收獲作業(yè)系統(tǒng)

無(wú)人駕駛收割機(jī)具備路徑規(guī)劃、路徑跟蹤、自動(dòng)調(diào)頭、收割等作業(yè)功能。

圖3 無(wú)人駕駛收割機(jī)田間作業(yè)

# 03

卸糧、運(yùn)量系統(tǒng)

無(wú)人駕駛收割機(jī)與無(wú)人駕駛接糧機(jī)進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)自主卸糧、運(yùn)糧。

圖4 無(wú)人駕駛收割機(jī)與無(wú)人駕駛接糧機(jī)協(xié)同作業(yè)

# 04

農(nóng)機(jī)管理“云平臺(tái)”

該系統(tǒng)是無(wú)人駕駛農(nóng)機(jī)全流程作業(yè)背后的“中樞系統(tǒng)”，農(nóng)場(chǎng)管理人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控所有農(nóng)機(jī)管理信息、衛(wèi)星定位、作業(yè)軌跡等各類信息，遇到問(wèn)題及時(shí)協(xié)調(diào)。

圖5 北大荒精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)中心監(jiān)控農(nóng)機(jī)設(shè)備狀態(tài)

廣州市增城區(qū)無(wú)人水稻農(nóng)場(chǎng)

廣東增城無(wú)人農(nóng)場(chǎng)依托于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)而建設(shè)，主要種植作物為水稻。2021年進(jìn)行的早稻和晚稻試驗(yàn)面積為3.33公頃，早稻畝產(chǎn)達(dá)到了662.29公斤，高于廣東省平均產(chǎn)量500公斤/畝，增產(chǎn)幅度達(dá)到32.5%。總結(jié)其“秘訣”有五方面。

# 01

耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋

耕整時(shí)，無(wú)人駕駛旋耕機(jī)進(jìn)行旱旋耕。直線行駛橫向誤差不超過(guò)2.5 cm，田頭轉(zhuǎn)彎對(duì)行誤差不超過(guò)3.0 cm。

種植時(shí)，無(wú)人駕駛直播機(jī)進(jìn)行精量旱直播。

圖6 水稻精量旱穴直播機(jī)

管理時(shí)，進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)靶噴施。水稻生產(chǎn)前期采用無(wú)人機(jī)施用肥藥，制定施肥和施藥處方圖。水稻生長(zhǎng)后期則采用無(wú)人駕駛高地隙噴桿噴霧機(jī)。

圖7 變量施肥無(wú)人機(jī)和施肥處方圖

圖8 無(wú)人駕駛噴霧施肥機(jī)

收獲時(shí)，采用等待卸糧模式。在收獲機(jī)的糧倉(cāng)快滿時(shí)，通過(guò)云端服務(wù)器向在田邊等待的卸糧車發(fā)出指令；卸糧車自動(dòng)行駛至收獲機(jī)旁邊，收獲機(jī)將稻谷卸至運(yùn)糧車中；運(yùn)糧車會(huì)將稻谷運(yùn)到干燥中心，而收獲機(jī)繼續(xù)收獲，重復(fù)上述過(guò)程

圖9 無(wú)人駕駛運(yùn)糧車

# 02

機(jī)庫(kù)田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動(dòng)

農(nóng)機(jī)自動(dòng)從機(jī)庫(kù)轉(zhuǎn)移至田間，完成田間作業(yè)后自動(dòng)回到機(jī)庫(kù)。

# 03

自動(dòng)避障異況停車保安全

識(shí)別到障礙物時(shí)，農(nóng)機(jī)采用移動(dòng)和固定障礙物兩種模式，選擇不同的避障路徑規(guī)劃和路徑跟蹤控制。

# 04

作物生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)全監(jiān)控

通過(guò)田間裝置監(jiān)控水稻生長(zhǎng)過(guò)程長(zhǎng)勢(shì)和病蟲(chóng)害情況，傳輸至管理中心。

# 05

智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無(wú)人

根據(jù)作物實(shí)時(shí)情況，結(jié)合專家意見(jiàn)，及時(shí)決策，指揮智能農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)。

無(wú)人農(nóng)場(chǎng)的本質(zhì)是機(jī)器換人，對(duì)于解決我國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日漸不足的問(wèn)題具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。未來(lái)無(wú)人農(nóng)場(chǎng)必將有更大的發(fā)展?jié)摿Γ屛覀兪媚恳源?/font>