با استقبال رو به رشد اینترنت اشیا (IOT)، دستگاههای اینترنت اشیا به هر جنبه از زندگی ما، از سلامت و تناسب اندام، اتوماسیون خانه، خودروسازی گرفته تا شهرهای هوشمند و IoT صنعتی، نفوذ کردهاند. بنابراین منطقی است که شبکهی اینترنت اشیا، دستگاههای متصل و اتوماسیون کاربرد آن را در کشاورزی پیدا کنند، و به این ترتیب، تقریبا هر جنبه از این حوزه را طرز چشمگیری بهبود میبخشند.
با استقبال رو به رشد اینترنت اشیا (IOT)، دستگاههای اینترنت اشیا به هر جنبه از زندگی ما، از سلامت و تناسب اندام، اتوماسیون خانه، خودروسازی گرفته تا شهرهای هوشمند و IoT صنعتی، نفوذ کردهاند. بنابراین منطقی است که شبکهی اینترنت اشیا، دستگاههای متصل و اتوماسیون کاربرد آن را در کشاورزی پیدا کنند، و به این ترتیب، تقریبا هر جنبه از این حوزه را طرز چشمگیری بهبود میبخشند. چطور ممکن است هنوز به اسبها و گاوآهن اعتماد کرد در حالی که ماشینهای خودران و واقعیت مجازی دیگر یک داستان علمیتخیلی نیستند، بلکه یک اتفاق روزمره هستند؟
کشاورزی شاهد تعدادی از تحولات تکنولوژیک در دهههای اخیر بودهاست که در حال تبدیل به صنعتی شدن و فناورانه شده است. با استفاده از ابزارهای مختلف کشاورزی، کشاورزان کنترل بهتری بر روند پرورش دام و کشت محصولات به دست آوردهاند که این امر باعث قابلپیشبینی کردن و بهبود کارایی کشاورزی گردیده است.
این امر همراه با افزایش تقاضای مصرفکننده برای محصولات کشاورزی، به گسترش روزافزون فناوریهای کشاورزی هوشمند در سراسر جهان کمک کردهاست. این در حالی است که در سال ۲۰۲۰، سهم بازار در کشاورزی به ۵.۶ میلیارد دلار رسید . این مقاله ، در مورد کاربرد اینترنت اشیا در کشاورزی و بررسی مزایای آنها خواهد پرداخت.
کشاورزی هوشمند چیست؟
تعریفهای زیادی برای اشاره به کشاورزی مدرن وجود دارد. به عنوان مثال AgriTech، کشاورزی مدرن را به طور کلی به کاربرد تکنولوژی در کشاورزی ارجاع میدهد. از طرف دیگر، کشاورزی هوشمند اغلب برای نشان دادن کاربرد IoT در کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرد. کشاورزی هوشمند با استفاده از اینترنت چیست؟ با استفاده از سنسورهای قابل حمل برای جمعآوری پارامترهای محیطی و ماشینی، کشاورزان میتوانند تصمیمات آگاهانه اتخاذ کنند و درست در مورد هر جنبه از کار خود – از دام گرفته تا کشاورزی بهبود دهند .
به عنوان مثال، با استفاده از سنسورهای هوشمند کشاورزی برای نظارت بر وضعیت محصول، کشاورزان میتوانند دقیقاً مشخص کنند که چگونه بسیاری از آفتکشها و کود شیمیایی را باید برای رسیدن به کارایی بهینه استفاده کنند. همین مساله در تعریف کشاورزی هوشمند نیز جای میگیرد.
با این که اینترنت اشیا در کشاورزی و به طور کلیتر اینترنت اشیا صنعتی، به اندازهی دستگاههای متصل به مصرفکنندهها رایج نیستند، با این حال این بازار (اینترنت اشیا صنعتی) هنوز بسیار پویا است. اتخاذ راهحلهای ابتکاری برای کشاورزی به طور مداوم در حال افزایش است. برای مثال کویید ۱۹ تاثیر مثبتی بر IoT در بازار کشاورزی داشته است. اختلالات در زنجیره تامین و کمبود کارگر واجد شرایط، نرخ رشد مرکب سالانه(CAGR)را به ۹.۹ درصد رسانده است. در حقیقت، طبق گزارشهای اخیر، سهم بازار کشاورزی هوشمند در سال ۲۰۲۱ به ۶.۲ میلیارد دلار خواهد رسید .
همزمان، انتظار میرود که اندازه بازار کشاورزی هوشمند جهانی تا سال ۲۰۲۵ سه برابر شود و به ۱۵.۳ میلیارد دلار برسد . این در حالی است که در سال ۲۰۱۶ حجم مبادلات در حدود ۵ میلیارد دلاربوده است.
از آنجا که هنوز بازار در حال توسعه است، هنوز فرصت کافی برای صاحبان کسب و کار وجود دارد که مایلند به آنها بپیوندند. ساخت محصولات IoT برای کشاورزی در سالهای آتی میتواند شما را به عنوان یک پذیرنده اولیه قرار دهد و به همین ترتیب به شما کمک میکند تا راه را برای موفقیت هموار کنید . اما چرا باید ساخت یک برنامه اینترنت برای کشاورزی را در وهله اول مدنظر قرار دهید؟
فواید کشاورزی هوشمند : اینترنت اشیا چگونه به کشاورزی شکل میدهد.
فناوری ها و اینترنت اشیا از بسیاری جهات توانایی بهبود عملکرد کشاورزی سنتی را دارند. به طور مثال ۵ راه وجود دارد که اینترنت اشیا می تواند کشاورزی را بهبود بخشد:
در نتیجه، همه این فاکتورها میتوانند در نهایت منجر به درآمد بالاتر شوند. اکنون که مشخص کردهایم چگونه اینترنت اشیا میتواند در حوزه کشاورزی قابلاستفاده باشد، بیایید نگاهی به این بیندازیم که چگونه فواید بیان شده در بالا را میتوان کاربرد آنها را در زندگی واقعی پیدا کرد.
تجاریسازی اینترنت اشیا در حوزهی کشاورزی هوشمند
به طور کلی انواع زیادی از حسگرهای قابل حمل برای کشاورزی و نیز کاربردهای اینترنت اشیا در کشاورزی وجود دارد. در ادامه تعدادی از ابزارهای تجاریسازی شده در حوزهی کشاورزی هوشمند را معرفی خواهیم کرد.
۱. نظارت بر شرایط آب و هوایی
احتمالا محبوبترین وسایل کشاورزی هوشمند، ایستگاههای آب و هوایی و ترکیب حسگرهای مختلف کشاورزی هستند. آنها که در میان زمین قرار گرفتهاند، دادههای مختلفی را از محیط زیست جمعآوری کرده و آن را به ابر ارسال میکنند. اندازهگیریهای ارایهشده را میتوان برای تهیه نقشه شرایط آب و هوایی، انتخاب محصولات مناسب، و اتخاذ اقدامات مورد نیاز برای بهبود ظرفیت آنها ( یعنی کشاورزی دقیق) به کار برد. برخی از نمونههایی از این وسایل اینترنت اشیا در کشاورزی، allMETEO ،Smart Elements و Pycno هستند. شکل زیر، استقرار یک سیستم Pycno در مزرعه را نشان میدهد. وظیفهی Pycno نظارت مستمر بر داده ها و کنترل سیستمهای کساورزی میباشد که این کار با کمک سنسورهای بیسیم کم هزینه که داده های درلحظهی آب و هوا یا خاک از یک مزرعه یا گلخانه را جمع آوری میکنند، انجام میشود. با استفاده از تجزیه و تحلیلهای مبتنی بر ابر و سیستم های کنترل مختلف در این سیستم، این امکان برای کشاورزان فراهم میشود که بتوانند تمام جزئیات فرایند تولید محصول را زیر نظر داشته باشند.
۲. خودکارسازی گلخانه ای
به طور معمول، کشاورزان از دخالت دست برای کنترل محیط گلخانه استفاده میکنند. استفاده از حسگرهای قابل حمل به آنها این امکان را میدهد تا اطلاعات دقیق و در لحظه (Real Time) از شرایط گلخانه مانند روشنایی، دما، شرایط خاک و رطوبت به دست آورند. علاوه بر منبع یابی دادههای محیطی، ایستگاههای هواشناسی به طور خودکار شرایط انطباق با پارامترهای معین را تنظیم میکنند. به طور خاص، سیستمهای اتوماسیون گلخانهای از یک اصل مشابه استفاده میکنند. به عنوان مثال Farmapp و Growlink محصولات اینترنت اشیایی در کشاورزی هستند که چنین قابلیتهایی را در اختیار کشاورزان قرار میدهد. Smart Garden Hub محصول شرکت استارتاپی GreenIQ، دستگاه IoT جالب دیگری است که از حسگرهای هوشمند کشاورزی استفاده میکند. این یک کنترلکننده خنککننده هوشمند است که به شما اجازه میدهد سیستمهای آبیاری و نورپردازی خود را از راه دور مدیریت کنید.
۳. مدیریت محصول
یک نوع دیگر از محصولات اینترنت اشیا در کشاورزی و یک عنصر دیگر از کشاورزی دقیق، دستگاههای مدیریت محصول هستند. درست مانند ایستگاههای آب و هوا، آنها باید در زمین قرار گیرند تا اطلاعات مربوط به کشاورزی را جمعآوری کنند؛ اطلاعاتی از دما و بارش تا پتانسیل آب برگ و سلامت کلی محصول.
در نتیجه شما میتوانید رشد محصول و هر ناهنجاری را کنترل کنید تا به طور موثر از هرگونه بیماری و یا هجوم ناگهانی که میتواند به محصول شما آسیب برساند جلوگیری کند. Arable و Semios میتوانند به عنوان نمایش خوبی از چگونگی اعمال این پرونده در زندگی واقعی خدمت کنند.
۴. نظارت و مدیریت دام
درست مانند نظارت بر محصولات، سنسور های اینترنت اشیا در کشاورزی وجود دارند که میتوانند به حیوانات در یک مزرعه برای نظارت بر سلامت و عملکرد سیستم خود متصل شوند. ردیابی احشام و نظارت بر جمعآوری دادهها در مورد سلامت، رفاه، و مکان فیزیکی کمک میکند.
به عنوان مثال، این سنسورها میتوانند حیوانات بیمار را شناسایی کنند تا کشاورزان بتوانند آنها را از گله جدا کرده و از آلودگی اجتناب کنند. استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای ردیابی احشام نیز به کشاورزان کمک میکند هزینههای پرسنلی را کاهش دهند. این کار به طور مشابه با دستگاههای اینترنت اشیا برای Petcare کار میکند. به عنوان مثال، SCR با استفاده Allflex و Cowlar از حسگرهای هوشمند کشاورزی برای تحویل دما، بهداشت، فعالیت و بینش تغذیه در مورد هر گاو و نیز اطلاعات جمعی در مورد گله استفاده میکنند. محصول اینترنت اشیای یکی از بهترین ابزارهای کنترل و نظارت بر دام موجود در بازار است. این گردنبندهای هوشمند بر راحتی و به سرعت (کمتر از یک دقیقه) بر روی گردن گاهای شیری نصب میشوند. این محصول به گونهای طراحی شده است که این سیستم مانیتورینگ قدرتمند، ضد آب و ضد تهاجمی، بدون هیچ مزاحمتی بر روی گردن دام قرار می گیرد و به گفتهی ارائه دهندگان آن، این محصول نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارد. چگونگی افزایش تولید شیر، بهبود نرخ تولید مثل و تشخیص زودرس بیماری و توصیه های عملی به صاحبان دام از جمله وظایف منحصر به فرد Cowlar ها میباشد.
۵. کشاورزی دقیق
همچنین با توجه به کشاورزی دقیق، کشاورزی دقیق تماما در مورد کارایی و درست کردن تصمیمات صحیح داده میشود. این یکی از گستردهترین و موثرترین کاربردهای اینترنت اشیا در کشاورزی است .
با استفاده از سنسورهای اینترنت اشیا، کشاورزان میتوانند انواع وسیعی از معیارها را در هر جنبه از اکو سیستم جمعآوری کنند: روشنایی، دما، شرایط خاک، رطوبت، میزان دیاکسید کربن، و عفونتهای قارچی. این دادهها به کشاورزان امکان میدهد تا مقادیر بهینه آب، کود و آفتکشها را برآورد کنند که محصولاتشان به آنها نیاز دارد، هزینهها را کاهش داده ، و محصولات بهتر و سالمتر را افزایش دهد.
برای مثال ، CropX سنسورهای خاک را میسازد که رطوبت خاک ، دما و رسانایی الکتریکی را برای کشاورزان قادر میسازد تا به تنهایی به نیازهای منحصربفرد هر محصول نزدیک شوند. در ترکیب با دادههای مکانی، این فنآوری به ایجاد نقشههای دقیق خاک برای هر زمینهای کمک میکند. Mothive خدمات مشابهی را ارائه میدهد و به کشاورزان در کاهش ضایعات، بهبود بازدهی و افزایش پایداری کشاورزی کمک میکند.
۶. هواپیماهای بدون سرنشین کشاورزی
شاید یکی از پیشرفتها استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین در کشاورزی هوشمند است. هواپیماهای بدون سرنشین بهتر از هواپیماها و ماهوارهها برای جمعآوری دادههای کشاورزی مجهز هستند. علاوه بر قابلیتهای نظارتی، هواپیماهای بدون سرنشین نیز میتوانند تعداد زیادی از وظایفی را که پیش از این به کار انسانی نیاز داشتند انجام دهند: کاشت محصولات، مبارزه با آفات و عفونتهای کشاورزی، نظارت بر محصولات و غیره.
به عنوان مثال، DroneSeed هواپیماهای بدون سرنشین برای کاشت درختان در مناطق جنگل زدایی شده می سازد. استفاده از چنین پهپادهایی ۶ برابر بیشتر از نیروی انسانی موثر است.
۷. تجزیه و تحلیلهای پیشگویانه برای کشاورزی هوشمند
کشاورزی دقیق و تجزیه و تحلیل داده های پیش بینی شده دست به دست هم می دهند. در حالی که فناوری اینترنت اشیا و حسگر هوشمند یک معدن طلا برای داده های بسیار مناسب در لحظه است، استفاده از تجزیه و تحلیل داده ها به کشاورزان کمک می کند تا آن را درک کنند و پیش بینی های مهمی را انجام دهند: زمان برداشت محصول، خطرات بیماری ها و آلودگی ها، حجم محصول و غیره. ابزار تجزیه و تحلیل داده ها کمک می کند تا کشاورزی، که ذاتا بسیار به شرایط آب و هوایی وابسته است، قابل کنترل و قابل پیش بینی باشد.
به عنوان مثال ، پلتفرم Crop-Performance به کشاورزان کمک میکند تا به حجم و کیفیت محصولات در پیشرفت، و نیز آسیبپذیری آنها در شرایط جوی نامساعد مانند سیل و خشکسالی، دسترسی داشته باشند. همچنین به کشاورزان امکان میدهد تا تامین آب و مواد غذایی برای هر محصول را بهینه کنند و حتی ویژگیهای تسلیم را برای بهبود کیفیت انتخاب کنند .
در کشاورزی، راهکارهایی مانند SoilScout به کشاورزان امکان می دهد تا ۵۰ درصد از آب آبیاری را ذخیره کرده ، از دست دادن کودهای ناشی از آبیاری بیش از حد جلوگیری کرده و بدون توجه به فصل یا شرایط آب و هوایی، دیدگاههای عملی را ارائه دهند.
۸. سیستم های مدیریت مزرعه End-to-End
یک رویکرد پیچیدهتر نسبت به محصولات اینترنت اشیا در کشاورزی میتواند با سیستمهای مدیریت بهرهوری کشاورزی به اصطلاح مزرعه ارایه شود . آنها معمولا شامل تعدادی از دستگاههای اینترنت اشیاکشاورزی و سنسورها هستند که در محل نصب شده اند و همچنین یک داشبورد قدرتمند با قابلیت تحلیلی و ویژگی های داخلی حسابداری / گزارشگری دارند.
این کار قابلیتهای نظارت بر کشاورزی را پیشنهاد میدهد و به شما این امکان را میدهد که بیشتر عملیات تجاری را ساده کنید. راهحلهای مشابهی توسط FarmLogs و Cropio ارایه میشوند .
علاوه بر موارد ذکر شده از موارد استفاده از اینترنت اشیا کشاورزی، برخی از فرصتهای برجسته شامل ردیابی وسایل نقلیه ( یا حتی خودکارسازی )، مدیریت ذخیره، تدارکات و غیره هستند.
کارهایی که باید قبل از توسعه راهکار کشاورزی هوشمند خود در نظر بگیرید
همانطور که دیدیم موارد استفاده برای اینترنت اشیا در بخش کشاورزی بینهایت است. روشهای هوشمند بسیاری وجود دارند که میتوانند به شما کمک کنند تا عملکرد و درآمد مزرعه خود را افزایش دهید. با این حال، توسعه برنامههای کاربردی اینترنت اشیا هیچ کار آسانی نیست. چالشهای ویژهای وجود دارند که شما باید از سرمایهگذاری در زمینه کشاورزی هوشمندانه آگاه باشید.
۱. سختافزار
برای ساخت یک راهحل اینترنت اشیا برای کشاورزی ، شما باید حسگرها را برای دستگاه خود انتخاب کنید. انتخاب شما بستگی به انواع اطلاعاتی که میخواهید جمعآوری کنید و هدف از راهحل شما به طور کلی دارد. در هر صورت، کیفیت سنسورهای شما برای موفقیت محصول شما مهم است: به دقت دادههای جمعآوریشده و قابلیت اطمینان آن بستگی دارد.
۲. مغز
تجزیه و تحلیل دادهها باید در هسته هر راهحل کشاورزی هوشمند باشد. اگر نمیتوانید از آن استفاده کنید، دادههای جمعآوریشده کمی کمک خواهند کرد. بنابراین، شما باید قابلیتهای تحلیلی داده قدرتمندی داشته باشید و الگوریتم های پیشگویانه و یادگیری ماشین را به منظور دستیابی به نگرشهای عملی براساس دادههای جمعآوریشده اعمال کنید.
۳. تعمیر و نگهداری
تعمیر سختافزار یک چالش است که از اهمیت بالایی برای محصولات اینترنت اشیا در کشاورزی استفاده میکند، چرا که سنسورها به طور معمول در این زمینه استفاده میشوند و میتوانند به راحتی آسیب ببینند. بنابراین، باید مطمئن شوید که سختافزار پایدار است و نگهداری آن آسان است. در غیر این صورت شما باید بیشتر از آنچه دوست دارید، سنسورها را تعویض کنید.
۴. پویایی
کاربردهای کشاورزی هوشمند باید برای استفاده در این زمینه طراحی شوند. یک صاحب کسبوکار یا مدیر مزرعه باید قادر به دستیابی به اطلاعات سایت یا از راه دور از طریق گوشی هوشمند یا رایانه رومیزی باشد .
علاوه بر این، هر دستگاه متصل باید مستقل بوده و دامنه بیسیم کافی برای ارتباط با دستگاههای دیگر داشته باشد و دادهها را به کارگزار مرکزی ارسال کند.
۵. زیر ساختها
برای اطمینان از اینکه برنامه کاربردی کشاورزیتان خوب عمل میکند ( و برای اینکه مطمئن شوید که میتواند پر شدن دادهها را کنترل کند )، شما به یک زیرساخت داخلی محکم نیاز دارید .
به علاوه، سیستمهای داخلی شما باید ایمن باشند. عدم اطمینان از اینکه سیستم شما به درستی سیستم شما را تامین میکند تنها میزان ورود افراد به آن را افزایش میدهد، داده شما را میدزدند و یا حتی کنترل تراکتور خود را به دست میگیرند.
۶. اتصال
نیاز به انتقال دادهها بین بسیاری از تاسیسات کشاورزی همچنان چالشی برای اتخاذ کشاورزی هوشمند محسوب میشود. نیازی به گفتن نیست که ارتباط بین این تاسیسات باید به اندازه کافی قابلاعتماد باشد تا در برابر شرایط بد آب و هوایی مقاومت کند و عملیاتهای غیر مختل کننده را تضمین نماید. امروزه، دستگاههای اینترنت اشیا هنوز هم از پروتکلهای اتصال متفاوتی استفاده میکنند؛ اگر چه تلاشها برای توسعه استانداردهای یکپارچه در این حوزه در حال حاضر در دست انجام است. ظهور ۵G و فنآوریهایی نظیر اینترنت مبتنی بر فضا، امیدوارانه، به یافتن راه حلی برای این مشکل کمک خواهد کرد.
۷. تناوب جمعآوری داده
به دلیل تنوع زیاد انواع دادهها در صنعت کشاورزی ، اطمینان از تناوب جمعآوری دادههای بهینه میتواند مشکلساز باشد. دادهها از حسگرهای زمینی، هوایی و زیستمحیطی، برنامهها، ماشینآلات و تجهیزات و نیز دادههای تحلیلی پردازش شده میتوانند موضوع محدودیت و مقررات باشند. امروزه تحویل ایمن و به موقع و به اشتراک گذاری این دادهها یکی از چالشهای رایج کشاورزی در حال حاضر است.
۸. امنیت دادهها در صنعت کشاورزی
بخش کشاورزی دقیق و فناوری اینترنت اشیا بر کار با مجموعههای بزرگ از دادهها دلالت دارند، که تعداد روزنههای امنیتی بالقوه را افزایش میدهد که مجرمان میتوانند برای سرقت دادهها و حملات شنود استفاده کنند. متاسفانه، امنیت دادهها در کشاورزی تا حد زیادی، یک مفهوم ناآشنا است. برای مثال، بسیاری از مزارع از هواپیماهای بدون سرنشین استفاده میکنند که دادهها را به ماشینآلات کشاورزی منتقل میکنند. این دستگاه به اینترنت متصل است، اما دسترسی کمی به حفاظت امنیتی صفر دارد، مانند کلمه عبور کاربر یا دسترسی از راه دور .
برخی از توصیههای اولیه امنیتی اینترنت اشیا شامل نظارت بر ترافیک داده، استفاده از روشهای رمزگذاری برای محافظت از دادههای حساس، استفاده از ابزارهای امنیتی مبتنی بر هوش مصنوعی برای ردیابی آثار فعالیت مشکوک در لحظه، و ذخیرهسازی دادهها برای تضمین تمامیت آن است. برای بهرهمند شدن کامل از اینترنت اشیا، کشاورزان باید با مفهوم امنیت دادهها آشنا شوند، سیاستهای امنیتی داخلی را تنظیم کنند و به آنها وفادار بمانند.
تجارت کشاورزی خود را با راهحلهای زیرکانه اینترنت اشیا با Eastern Peak افزایش دهید.
براساس گزارش سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل (فائو)، انتظار میرود جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ از ۹ میلیارد نفر پیشی بگیرد. برای تولید غذای کافی برای جمعیت دادهشده، حجم تولید کشاورزی باید تا ۵۰ درصد افزایش یابد .
از آنجا که منابع برای عملیات کشاورزی محدود هستند ( اکثر زمینهای مناسب برای کشاورزی در حال حاضر در حال استفاده هستند )، تنها راه افزایش حجم، بهبود بهرهوری تولید است. شکی نیست که چه میزان کشاورزی هوشمند میتواند به مقابله با این چالش کمک کند؛ در واقع، به نظر میرسد که بدون آن ممکن نیست. در اینجا در Eastern Peak ما راهحلهای اینترنت اشیا سفارشی برای کشاورزی را توسعه میدهیم که متناسب با نیازهای خاص شما است.
منبع:
این مطلب بدون برچسب می باشد.
تمامی حقوق این سایت برای موسسه علمی آینده سازان محفوظ است.
طراحی و آماده سازی: استودیو هنر ایده نگار