全书共13章。第1章主要介绍植物生产系统特点及其分类，系统介绍密闭式植物生产系统——人工光型植物工厂概念、特点、组成及其优化设计理念，重点介绍典型国家植物工厂发展现状，最后展望植物工厂发展趋势。第2章概述了湿空气状态参数、特性及其在调控过程中的变化，介绍湿焓图及其在植物工厂中应用。第3章主要介绍植物工厂气密性的重要衡量指标——换气次数的测算方法及其在植物工厂中的应用。第4章主要分析植物工厂内热量和物质平衡，并概述其在植物工厂中的应用。第5章主要论述作物生长模型研究概况，介绍作物生长模型构建的方法，最后提出作物生长模型在植物工厂中应用的难点、热点和未来的发展趋势。第6章主要介绍CO2环境动态模型及植物光合作用模型构建。第7章系统介绍热泵的基本特点以及构成，分析植物工厂专用热泵的特点，利用的制约条件及其解决对策，重点介绍热泵在植物工厂综合环境控制中的应用。第8章重点论述日累计光量、光质等光环境调控对植物生长及其品质的影响。第9章系统介绍营养液栽培相关知识，常用的营养液配方，并对生产上可能存在的问题进行解析。第10章主要介绍有机营养液相关知识，对植物生长发育的影响，以及在植物工厂中应用的发展前景。第11章主要概述基于计算机视觉技术的植物长势和营养胁迫分析技术，介绍基于深度视觉的植物无损测量技术，最后提出计算机视觉技术在植物工厂中应用的难点和未来发展趋势。第12章主要介绍生长模型和计算机视觉在植物工厂中的应用案例。第13章主要介绍最优控制算法在植物工厂生产中的应用，概述最优控制的概念和数值算法，以植物工厂中生菜的生长模型为例，阐释了LED光强和二氧化碳浓度的最优控制规律。

仝宇欣，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所“设施植物环境工程创新团队”副研究员，硕士研究生导师。2011年获得日本千叶大学博士学位，2012年千叶大学博士后出站。主要从事设施（温室和植物工厂）环境控制及节能技术、植物工厂投入资源高效利用技术等方面的相关研究。2012年以来，主持国家重点研发计划战略性科技创新合作专项、国家“863”计划课题、科技部国际合作项目、留学回国启动基金和农业部引智示范等相关项目10余项，发表学术论文40余篇，其中SCI/EI 14篇，出版中文专著2部，参编中英文著作各2部，获得授权专利20余件，并获得美国农业生物工程师学会（ASABE）2013年度最佳论文奖、国家科技进步二等奖、中华农业科技奖等奖励9项。

第1章 植物生产系统分类及其特点
1.1 植物生产系统分类及其特点
1.2 密闭式植物生产系统——人工光型植物工厂概念及特点
第2章 湿空气特性及其在植物工厂中的应用
2.1 空气的概念及其成分
2.2 湿空气的状态参数
2.3 湿空气的热力学特性
2.4 湿空气状态参数确定
2.5 焓湿图及其利用
第3章 植物工厂换气次数及其测算方法
3.1 基本术语
3.2 换气次数测算方法
3.3 常见设施换气次数
3.4 换气次数在植物工厂中应用
第4章 植物工厂热量与物质平衡
4.1 太阳光型植物工厂热量平衡
4.2 人工光型植物工厂热量平衡
4.3 热量平衡在植物工厂中的应用
4.4 植物工厂水分平衡
4.5 植物工厂内CO2平衡
第5章 作物生长模型在植物工厂中的应用
5.1 作物生长模型基本概念
5.2 作物生长模型研究概况
5.3 作物生长模型构建方法
5.4 作物生长模型的热点与难点
第6章 植物光合作用与CO2环境动态模型
6.1 植物叶片光合作用对CO2吸收速率的物理模型
6.2 植物工厂内CO2浓度的动态模型
第7章 热泵技术及其在植物工厂综合环境控制中的应用
7.1 热泵基本知识
7.2 设施园艺专用型热泵
7.3 空气源热泵在太阳光型植物工厂综合环境控制中的应用
7.4 热泵性能系数的确定
7.5 导入热泵功率及其台数的确定
7.6 空气源热泵在人工光型植物工厂环境控制中的应用
第8章 植物工厂光环境及其调控
8.1 光环境参数
8.2 单色光
8.3 复合光
8.4 光质对红叶莴苣品质调控
8.5 光质与光周期耦合调控对开花机制的影响
8.6 LED灯具研发历程
第9章 植物工厂营养液栽培技术
9.1 营养液栽培基本知识
9.2 营养液配方及其应用
第10章 有机营养液栽培
10.1 养水——水培营养液的预处理
10.2 添加微生物肥料
10.3 有机营养液栽培
第11章 计算机视觉技术在植物工厂中的应用
11.1 计算机视觉技术基本概念
11.2 基于计算机视觉技术的植物长势监测技术
11.3 基于计算机视觉的植物营养胁迫分析技术
11.4 基于深度视觉的植物无损测量技术
11.5 未来发展趋势
第12章 生长模型和计算机视觉在植物工厂中的应用案例
12.1 生长模型的建立
12.2 利用计算机视觉的作物营养胁迫模型构建
第13章 最优控制在植物工厂中的应用
13.1 最优控制的概念
13.2 最优控制算法的概念
13.3 最优控制在植物工厂中的应用特点及其优势
13.4 植物工厂环境一作物生长机理模型
13.5 最优控制在植物工厂中应用示例——最优光强和二氧化碳控制
13.6 最优控制在植物工厂中的应用前景
参考文献