کشاورزی هوشمند یک سیستم فشرده با تکنولوژی پیشرفته برای رشد
بهینه ی مواد غذایی در حجم بالا است که باعث کاهش ضایعات و افزایش بهره وری
می گردد.
کشاورزی هوشمند مبتنی بر IoT در مقایسه با روش های معمولی زراعت، بسیار
کارآمد است . در این نوع کشاورزی یک سیستم برای نظارت بر محصولات با کمک
سنسورهای (نور، رطوبت، دما، رطوبت خاک، و غیره) و اتوماسیون سیستم آبیاری
ساخته شده است که شرایط را برای نظارت کشاورزان بر محصولات در هر لحظه
فراهم می کند.
اپلیکیشن های کشاورزی هوشمند نه تنها عملیات های معمول و بزرگ
کشاورزی را امکان پذیر می نمایند، بلکه می توانند دستاوردهای جدیدی را
برای افزایش سایر عوامل در کشاورزی را نیز به ارمغان بیاورند.
ر دهه اخیر، صنعت کشاورزی در سطح جهانی، با توجه به فن آوری اطلاعات و
ابزار دقیق و هوشمند و مفهوم اینترنت اشیا وارد دوران جدیدی شده است و از
ترکیب عوامل مختلف فن آوری های نوین، مفهوم کشاورزی دقیق، ظهور نموده است.
چون بسیاری از این فناوری ها اصالتا در حوزه برق و کامپیوتر ابداع و توسعه
یافته اند، همین امر موجبات ورود مهندسی برق و کامپیوتر به حوزه کشاورزی
است.
کشاورزی دقیق (PA) به مفهوم مدیریت کشاورزی در مشاهده، اندازه
گیری و پاسخ متناسب با تغییرات محیطی و شرایط خاک حاکم بر گیاه است. هدف از
کشاورزی دقیق ایجاد یک سیستم پشتیبانی تصمیم گیری (DSS) برای مدیریت مزرعه
با هدف بهینه سازی بازده برداشت، کمینه نمودن مصرف نهاده ها از جمله آب و
همچنین حفظ منابع است.استاد دانشگاه شریف افزود: کشاورزی دقیق با ظهور GPS و
سیستم های اطلاعات ماهواره ای بیشتر مورد توجه واقع شده است و به کشاورز
امکان بررسی بسیاری از متغیرهای را در موقعیت جغرافیای مورد نظر می دهد.
این اطلاعات سپس توسط فن آوری نرخ متغیر (VRT) از جمله دانه پاش، کود و سم
پاش و مانند آن به منظور توزیع بهینه منابع استفاده می شود.
با توجه به مسائل زیست محیطی، کشاورزی هوشمند می تواند مزایای
زیادی از جمله صرفه جویی در مصرف آب و یا بهینه سازی کود دهی و سمپاشی را
فراهم کند. در ادامه چند اپلیکیشن مهم در این زمینه بررسی می شوند:
کشاورزی دقیق Precision Farming
کشاورزی دقیق را می توان به عنوان روندی که باعث می شود
کشاورزی تحت کنترل بیشتری باشد و افزایش دام و کشت محصولات کشاورزی با دقت
بیشتری انجام شود، در نظر گرفت. دسترسی به اینترنت با سرعت بالا، دستگاه
های تلفن همراه و ماهواره های معتبر و کم هزینه توسط تولید کننده، چندین
تکنولوژی کلیدی است که روند عملکرد کشاورزی دقیق را مشخص می کند.
کشاورزی دقیق یکی از معروف ترین اپلیکیشن های IoT در بخش
کشاورزی است و سازمان های متعددی از این اپلیکیشن در سراسر جهان استفاده می
کنند. به طور مثال، CropMetrics یک سازمان کشاورزی است که با استفاده از
این اپلیکیشن بر روی راه کارهای زراعی فوق العاده مدرن متمرکز شده و متخصص
در مدیریت آبیاری دقیق است.
پایش کامل وضعیت سلامت گیاه، پایش وضعیت مرتع پیش از کشت، محاسبات میزان
مورد نیاز نهاده ها، محاسبات و پایش میزان محصول، مانیتورینگ سطح استرس
گیاه، تخمین وضعیت عدم کشت، شاخص بندی وضعیت رشد گیاه، طبقه بندی گیاه، از
جمله مهمترین مزایا و کاربردهای کشاورزی دقیق است.
ریسک عمده در اجرای این چنین پروژه هایی ناشی از عدم قطعیت نسبت به شرایط
سامانه تحت کنترل است. متناسب با وجود اطلاعات دقیق و پایش شده بیشتر، ریسک
اجرا به همان میزان کاهش می یابد. بر همین اساس؛ در دسترس قرار دادن
اطلاعات دقیق، بر خط و مربوط به یک محدوده کوچک جغرافیایی، دقیقا هدف
سامانه های کشاورزی دقیق است.
محصولات و خدمات CropMetrics شامل بهینه سازی VRI، ایجاد
رطوبت خاک مناسب و PRO Optimizer مجازی می باشد. بهینه سازی (VRI (Variable
Rate Irrigation به حداکثر رساندن سودآوری در زمینه های آبیاری محصول با
تنوع خاک موجود و افزایش بهره وری است.
تکنولوژی ایجاد رطوبت خاک ، از زراعت محلی در فصل و بهینه
سازی مصرف آب پشتیبانی می کند. PRO Optimizer، ترکیبی از فناوری های مختلف
است که برای مدیریت مصرف آب و ارائه ی داده ها به یک مرکز یا سرویس Cloud
برای بهره گیری از مزایای آبیاری دقیق طراحی شده است.
یشرفت تکنولوژی در طول زمان بر روی صنایع مختلف تاثیر گذاشته و
استفاده از Droneها در کشاورزی مثال بسیار خوبی در این زمینه است .
Droneها به منظور ارتقاء زمینه‌های مختلف کشاورزی از جمله ارزیابی سلامت
محصول، آبیاری، نظارت بر محصول، سمپاشی و تجزیه و تحلیل خاک و زمین استفاده
می شوند.
مزایای عمده استفاده از Droneها شامل تصویربرداری از محصول،
نقشه برداری یکپارچه GIS، سهولت استفاده، صرفه جویی در وقت و امکان افزایش
بهره وری می باشند . با استراتژی و برنامه ریزی بر مبنای جمع آوری و پردازش
اطلاعات به هنگام ، تکنولوژی Drone ها به پیشرفت در صنعت کشاورزی کمک می
کنند.
PrecisionHawk سازمانی است که از Droneها برای جمع آوری
اطلاعات ارزشمند به وسیله ی سنسورها از طریق تصویربرداری و نقشه برداری از
زمین های کشاورزی استفاده می کند. کشاورزان جزئیات لازم را از جمله زمین
مورد نظر خود برای نظارت را انتخاب می کنند و بدین ترتیب Droneها نظارت و
مشاهدات لازم را انجام می دهند. با استفاده از داده های جمع آوری شده توسط
Droneها می توان به بینشی درباره ی شاخص های سلامت ، شمارش و پیش بینی
عملکرد گیاه ، اندازه گیری ارتفاع گیاه، نقشه برداری از زمین کشاورزی ،
پوشش گیاهی منطقه ای ، نقشه برداری از آبیاری ، اندازه گیری انبار، اندازه
گیری کلروفیل، محتوای نیتروژن گندم، نقشه برداری زهکشی، نقشه برداری علف
های هرز و غیره دست یافت.
Droneها در طول پرواز تصاویر چند بعدی وحرارتی را جمع آوری می کنند و سپس در همان موقعیت شروع پرواز خود ، فرود می آیند.
نظارت بر دامداری
صاحبان مزارع بزرگ می توانند با استفاده از اپلیکیشن های IoT
اطلاعات مربوط به موقعیت ، رفاه و سلامت دام خود را به دست بیاورند. این
اطلاعات به شناسایی حیوانات مریض کمک می کند تا با جدا کردن آن ها از گله
از گسترش بیماری جلوگیری شود. همچنین استفاده از این اپلیکیشن ها هزینه های
مرتبط با نیروی کار را کاهش می دهد، زیرا دامداران می توانند با استفاده
از سنسورهای مبتنی بر IoT از موقعیت دام های خود آگاه شوند.
JMB North America سازمانی است که راهکارهای مؤثری را جهت
نظارت بر دام ها برای دامداران ارائه می دهد. یکی از راه کارهای ارائه شده
نظارت بر گاوهای باردار است. با استفاده از سنسوری که به گاوهای ماده وصل
می کنند، دامداران می توانند از زمان پاره شدن کیسه ی آب گاو باردار تا
زمان زایمان آن لحظه به لحظه سلامتی گاو ماده را نظارت کنند و تحت کنترل
داشته باشند.
گلخانه های هوشمند
کشاورزی گلخانه ای در افزایش سبزیجات ، میوه ها و سایر
محصولات نقش مؤثری دارد . پارامترهای محیطی در گلخانه ها از طریق اقدامات
دستی یا مکانیسم های کنترلی تنظیم می شوند. اما تنظیم دستی این پارامترها
منجر به از دست دادن انرژی ، کاهش تولید محصولات و افزایش هزینه کار می
گردد. گلخانه های هوشمند با کمک تکنولوژی IoT کنترل و نظارت هوشمندانه بر
محصولات دارند و بدین ترتیب نیاز به تنظیم دستی را از بین می برند.
برای کنترل محیط در یک گلخانه هوشمند، سنسورهای مختلفی که
پارامترهای محیطی را با توجه به نیاز گیاه اندازه گیری می کنند استفاده می
شوند. با اتصال گلخانه به سیستم اینترنت هوشمند، می توان از یک سرور Cloud
برای دسترسی از راه دور به گلخانه استفاده نمود بدین ترتیب نیاز به نظارت
بر کنترل دستی از بین می رود. در داخل گلخانه، سرور Cloud نیز پردازش داده
ها را فعال می کند . این طرح راهکارهای مقرون به صرفه و بهینه را برای
کشاورزان با حداقل مداخله دستی فراهم می کند.
Illuminum Greenhouses یک سیستم گلخانه ای است که از فن آوری
های مدرن برای ارائه خدمات کشاورزی استفاده می کند و با به کارگیری
سنسورهای IoT خورشیدی، گلخانه های مدرن و مقرون به صرفه را ایجاد کرده است.
با استفاده از این سنسورها ، مشکلات بخش های مختلف گلخانه و میزان مصرف آب
را می توان از طریق SMS به کشاورز با یک پورتال آنلاین گزارش داد. آبیاری
در این نوع گلخانه ها به صورت اتوماتیک انجام می گیرد.
سنسورهای IoT در گلخانه اطلاعاتی درباره سطوح نور، فشار هوا ،
میزان رطوبت و دمای هوا ارائه می دهند. این سنسورها می توانند به صورت
اتوماتیک عملگرها را برای باز کردن پنجره، روشن کردن چراغ ها، کنترل بخاری،
یا روشن کردن فن، که همه از طریق سیگنال WiFi تنظیم می شوند، کنترل کنند.
در آخر می توان گفت اپلیکیشن های کشاورزی به جمع آوری اطلاعات
مفید به کشاورزان و دامداران کمک می کند. زمینداران بزرگ و کشاورزان کوچک
باید توانایی بازار IoT را برای استفاده از فن آوری های هوشمند جهت افزایش
رقابت و پایداری در تولیدات خود درک کنند. استفاده از این تکنولوژی ها ،
برطرف کردن نیاز روز افزون به مواد غذایی را به خوبی پوشش می دهد.
شرکت Thames Water روزانه 2600 میلیون لیتر از آب
مصرفی 9 میلیون نفر را تامین می کند. این شرکت برای مصرف بهینه آب به
اندازه گیری های هوشمند و اینترنت اشیا روی آورده است. روز گذشته Stephanie
Baker ، مدیر برنامه ریزی در Thames اظهار داشت که بیشتر نقاط لندن با
بحران کم آبی مواجه است.
Baker موقعیت بحرانی Cape Town را به عنوان مثال مطرح نمود و
خاطر نشان کرد که با توجه به نرخ مصرف فعلی تا سال 2040 ، دو میلیون نفر با
کمبود آب مواجه خواهند شد.
خوشبختانه این شرکت در این راستا ، با نصب دستگاه های هوشمند برای اندازه
گیری مصرف آب اقداماتی انجام داده است.اکثر افرادی که در جنوب شرقی انگلیس
زندگی می کنند، واجد شرایط برای نصب و راه اندازی این دستگاه ها می باشند.
راهکار شرکت Thames Water به نظر عاقلانه می آید اما برخی
افراد نظر مثبتی نسبت به اقدامات این شرکت ندارند.در کنار افرادی که نسبت
به نصب این دستگاه ها بی تفاوت هستند ، برخی دیگر نسبت به محافظت از داده
های جمع آوری شده و نحوه ی استفاده از آن ها مشکوک هستند. گروهی دیگر نیز
اعتقاد دارند که هدف شرکت Thames Water از نصب این دستگاه ها سودجویی و
منافع مالیست.
به نظر می آید چند مشکل اساسی در رابطه با نصب این دستگاه ها
وجود داشته باشد. چون بر خلاف خدمات برق و گاز که در همه منازل وجود درد،
از هر خانه که از خدمات Thames Water استفاده می کنند، فقط یکی از آن ها
مجهز به کنتورهای هوشمند هستند. لزوم ورود گروه های نصب و راه اندازی به
منزل افراد این مشکل را دوچندان می کند.
Baker می افزاید کسانی که صرفا یک کنتور آب دارند 7% در میزان
صرفه جویی آن ها تاثیر دارد، این در حالیست که نصب کنتورهای هوشمند میزان
صرفه جویی را تا 15% افزایش می دهد. از سال 2016، 240 هزار کنتور هوشمند
نصب شده که روزانه 5.8 میلیون لیتر آب را اندازه گیری می کند. شرکت
Thames امیدوار است که این رقم به 35 میلیارد در روز برسد.
