کشاورزی هوشمند: بهبود کمی و کیفی محصولات زراعی با اینترنت اشیا

, ,

امروزه با گسترش جمعیت جهان و نیاز به تامین غذا برای انبوه جمعیت از یک سو و کمبود آب، انرژی و زمین‌های قابل کشت از سوی دیگر، روش‌های سنتی کشاورزی دیگر پاسخگوی نیاز غذایی جمعیت جهان نیست و از این رو راهبرد کشاورزی هوشمند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه در سال‌های اخیر، کشورهای صنعتی با هدف بهبود بهره‌وری به استفاده از روش­های­ نوین کشت و برداشت محصولات روی آورده‌اند، اما انتظار می‌رود با هوشمندسازی فرآیندها و کشاورزی هوشمند، بیش از پیش بر روی استفاده بهینه از منابع و افزایش بهره‌وری تمرکز شود. ممکن است هم‌اکنون کشاورزی ­و فناوری دو موضوع‌‌­­­­­­­ جدا از یکدیگر بنظر برسند، اما با افزوده‌شدن هوشمندی به کشاورزی صنعتی، این دو از یکدیگر غیر قابل تفکیک خواهند شد.

کشاورزی هوشمند و اینترنت اشیا

در ­این میان حوزه اینترنت اشیا (IoT) و برنامه‌های کاربردی بر مبنای آن نقشی محوری در کشاورزی هوشمند بر عهده دارد و ارایه راهکارهای مبتنی بر IoT، نهایتا به ایجاد ارزش‌افزوده برای مشتریان و کشاورزان می‌انجامد. بر همین اساس موسسه BI پیش‌بینی کرده است که تنها با بکارگیری ابزارهای IoT در حوزه کشاورزی می‌توان به رشد ۲۰ درصدی سالانه در تولید رسید. از سوی دیگر کشاورزی هوشمند منجر به کاهش هزینه‌ها و ذخیره منابع مالی و زمانی کشاورزان خواهد شد. بنابراین موارد ذکر شده در کنار دیگر مزایایی که با بکارگیری اینترنت اشیا برای صنعت کشاورزی پدید می‌آید، به کشاورزان در بهبود عملکرد و بازده بیشتر کمک خواهند کرد.
راهکارهای IoT در بخش‌های مختلف زنجیره ارزش کشاورزی ورود پیدا می‌کنند که در ادامه با برخی از مهمترین نمونه‌های آن آشنا خواهید شد.

نمونه‌هایی از روش‌های بکارگیری IoT و کشاورزی هوشمند در بخش کشت و پرورش محصولات

در زمینه کشت محصولات، وضعیت سه عامل آب، خاک و هوا (شامل نور، دما و دیگر پارامتر‌های خارجی به غیر از آب و خاک) تاثیری کلیدی در رشد و پرورش محصولات کشاورزی داشته و پایش آن‌ها اهمیت بالایی دارد. همچنین مدیریت تجهیزات کشاورزی نیز می‌تواند به بهره‌وری بالاتر سرمایه‌گذاری انجام‌شده در مزارع و باغ‌ها بیانجامد. استفاده از فناوری‌های مبتنی بر اینترنت اشیا امکان نظارت و مدیریت لحظه‌ای وضعیت این پارامترها را فراهم می‌کند. بنابراین هر گیاه، در بخش مناسب به خود پرورش داده می‌شود و همه علایم حیاتی و فیزیکی آن، دائما کنترل می‌شود. در کشاورزی هوشمند داده‌هایی نیز که جمع‌آوری می‌شوند، می‌توانند با استفاده از روش‌های داده‌کاوی و هوش مصنوعی، تحلیل شده و الگوهای رشد مناسب تشخیص داده شوند. در ادامه به برخی از نمونه کاربردهای راهکارهای اینترنت اشیا در بخش کشت و پرورش محصولات کشاورزی اشاره شده است:

  • اندازه‌گیری و کنترل میزان رطوبت خاک و آبیاری هوشمند بر حسب نیاز محصولات متفاوت، با سنجش میزان آب مورد نیاز برای هر واحد خاک.
  • کنترل دقیق وضعیت هوا از حیث میزان نور، رطوبت، وزش باد و میزان وجود گازهایی چون CO2. علاوه بر اینکه این اطلاعات می‌تواند در صورت نیاز برای هشدار به کشاورز مورد استفاده قرار گیرد، تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده، امکان پیش‌بینی وضعیت هوا و هشدارهای لازم احتمالی برای اقدامات آتی را نیز فراهم می‌کند.
  • استفاده از فناوری‌هایی که با سنجش میزان مواد معدنی و … موجود در خاک، نیاز به استفاده از انواع کود یا سم را به کشاورز اعلام می‌کند.
  • استفاده ­از تجهیزات رهگیری در ماشین‌آلات کشاورزی؛ این مساله بکارگیری این ماشین‌آلات با بهره‌وری بالاتر و بصورت اشتراکی را تسهیل می‌کند. علاوه بر این بکارگیری اینترنت اشیا در لجستیک و تجهیزات کشاورزی با بهینه‌سازی فرآیندها سبب کاهش گازهای مضر انتشاری ناشی از فعالیت‌های کشاورزی صنعتی نیز می‌شود.
  • بررسی و اطلاع از وضعیت کارگران مزرعه و افزایش ایمنی آن‌ها به کمک حسگرهایی که بر روی بدن آن‌ها نصب می‌شود.

کشاورزی هوشمند و اینترنت اشیا

کشاورزی هوشمند: توزیع محصولات کشاورزی

در زمینه توزیع محصولات کشاورزی نیز راهکارهای اینترنت اشیا می‌توانند نقشی محوری بازی کنند. امروزه بخش اعظمی از حجم مبادلات و صادرات میان کشورها را مواد غذایی و کشاورزی تشکیل می‌دهند و میلیاردها دلار هزینه صرف انتقال این محصولات می‌شود. با این وجود، اغلب فاصله زمانی قابل توجهی میان چیدن و مصرف یک میوه یا محصول کشاورزی وجود دارد و مصرف‌کننده نهایی، میوه‌ها و سبزیجات را به صورت تازه مصرف نمی‌کند. در این میان، علاوه بر این که برخی از این محصولات، خواص خود را از دست می‌دهند، فرایند نگهداری میوه‌ها و سبزیجات در یخچال‌ها و انبارهای مربوطه، بسیار پرهزینه و غالبا دارای تلفات و دورریز زیاد است و صدماتی را نیز به محیط‌زیست وارد می‌کند. راهکارهای اینترنت اشیا با رهگیری موقعیت و پایش لحظه‌ای شرایط محیطی بسته‌های صادراتی محصولات کشاورزی، امکان مدیریت بهتر فرآیند انتقال و نهایتا کاهش مشکلات ذکر شده را فراهم می‌آورد.

شبکه‌های LPWAN، کلید توسعه کشاورزی هوشمند

در این میان، شبکه‌های توان‌پایین-برد بالا (LPWAN) یکی از مهمترین دسته فناوری‌هایی هستند که به تحقق راهکارهای کشاورزی هوشمند کمک کرده‌اند. راهکارهای مبتنی بر این فناوری‌ها با مصرف انرژی بسیار پایین، تا چند سال با تنها یک باتری و بدون نیاز به شارژ مجدد کار می‌کنند. همچنین یک مزیت بسیار مهم برای شبکه‌های LPWAN در کشاورزی این است که با توجه به وجود موانع کمتر در این مناطق نسبت به شهرها، در یک محیط کشاورزی پوشش این شبکه‌ها به طرز قابل توجهی بیشتر از مناطق شهری است و این مساله منجر به کاهش هزینه بسترسازی در مزارع و مقرون ‌بصرفه شدن آن‌ها می‌شود.  

اینترنت اشیا در کشاورزی زمینه‌ساز ایجا «شبکه اجتماعی گیاهان» خواهد بود!؟

آنچه گفته شد تنها نقطه شروعی بر کشاورزی هوشمند است. در آینده و در یک مزرعه تماما دیجیتال، احتمالا هر بوته آدرس دیجیتال و آی‌پی اختصاصی خودش را خواهد داشت و با سایر گیاهان در ارتباط بوده و اطلاعاتش را با آن‌ها به اشتراک می‌گذارد! بنابراین از طریق اتصال به شبکه داخلی این مزرعه، که ماحصل تجمیع حسگرهای مربوط به بوته‌هاست، می‌توان وضعیت فعلی و میزان پیشرفت گیاهان را دید. به عبارتی هر گیاه پروفایل آنلاینی دارد و این نقطه شروع ایجاد یک «شبکه اجتماعی» از گیاهان است! در این شرایط شما می‌توانید برنامه رشد و نگهداری جدیدی را برای یک گیاه، از همسایه، دوستان و یا افراد ناشناس، از طریق اینترنت دریافت نمایید. و یا ممکن است خود گیاه به دنبال نمونه‌های موفق در «شبکه اجتماعی گیاهان» در سراسر دنیا باشد و برنامه‌های زندگی خودش را با دیگران به اشتراک بگذارد و از تجارب سایر گیاهان استفاده نماید! شاید آنچه گفته شد شبیه فیلم‌های علمی-تخیلی بنظر برسد، اما آیا آنچه امروز در حال رخ‌دادن است، ۵۰ سال قبل این‌گونه بنظر نمی‌رسید؟

البته باید به این مساله توجه داشت که هنوز مسیری نسبتا طولانی تا آن روز در پیش است؛ اما بکارگیری حسگرها و اتصال گیاهان با فناوری‌های اینترنت اشیاء، علاوه بر مزیت‌هایی که امروز به دنبال خواهد داشت، احتمالا اولین قدم به سمت چنین دنیایی نیز خواهد بود.

در پایان برای مشاهده برخی راهکارهای هوشمندسازی صنعتی و کشاورزی ارایه‌شده بر بستر لینکپ می‌توانید به بخش «صنعت هوشمند (Industry 4.0)» مراجعه کنید.

توجه: استفاده از مطالب وبلاگ لینکپ تنها با ذکر منبع و ارجاع لینک به سایت لینکپ مجاز می‌باشد.

برخی منابع:

۱٫     https://goo.gl/QfqiJA The Future Of Water Management – Senet
۲٫     https://goo.gl/W92tzE Farms of the Future: The Rise of IoT in Agriculture
۳٫     https://goo.gl/bjUA2B Why IoT, big data & smart farming are the future of agriculture
۴٫     https://goo.gl/XjChKt  How The Internet of Things Has Changed The Way we Look at Industries
۵٫     https://goo.gl/7adw8E  Agricultural equipment manufacturer relies on IoT to help farmers improve efficiency and increase
۶٫     http://kalami.ir/249/کشاورزی دیجیتال


0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *