افزایش روزافزون تقاضا برای غذا مستلزم بهکارگیری راهحلهای تازه در بخش کشاورزی شدهاست. اینترنت اشیا (IOT) یک شبکه در حال رشد از فناوری است که قادر به ارائه راهحلهای زیادی در جهت بهینهسازی صنعت کشاورزی و دامداری است.
علاوه بر این، اینترنت اشیا در پرورش گیاهان گلخانهای در مقیاس کوچکتر یا حتی پرورش گلهای آپارتمانی نیز نقش بهسزایی دارد. همچنین ما در کشاورزی با زمینهای وسیع تحت کشت مواجه هستیم که صرفهجویی در آبیاری، برداشت حداکثر محصول و هزینههای بهکارگیری نیروی انسانی باعث پسانداز میلیاردها تومان خواهد شد. ما در ادامه چالشها و راهحلهای اصلی مربوط به نیاز جامعه امروز به اینترنت اشیا را در بخش کشاورزی بررسی خواهیم کرد.
با توجه به رشد جمعیت، تقاضا برای غذای بیشتر جهت غلبه بر چالشهایی از جمله افزایش تغییرات آب و هوا، شرایط نامعتدل آب و هوایی و تأثیرات زیست محیطی ناشی از اقدامات کشاورزی شدید بیشتر شدهاست. به همین دلیل، برای گذر از این چالشها به ایجاد کشاورزی دقیق و صحیح نیاز خواهیم داشت. کشاورزی دقیق فرایندی است که باعث میشود فرایند کشاورزی دقیقتر شود و همچنین پرورش دام و رشد کارامد محصولات زراعی نیز از کنترل خارج نشود. استفاده از فناوری اطلاعات (IT) و مواردی مانند حسگرها، ماشینآلات خودگردان، سختافزار خودکار، سیستمهای کنترل، رباتیک و غیره در این حوزه مولفههای کلیدی هستند.
استفاده از ماشین آلات هوشمند و اتصال آن به سیستمهای خارج از ماشینآلات کشاورزی جهت بهرهبرداری بهتر و دقیقتر و امکان استفاده از این ابزارها از راه دور میتواند کمک بزرگی برای حل این چالشها قلمداد شود.
کشاورزی هوشمند با استفاده از فناوریهای اینترنت اشیا در حوزه کشاورزی به کشاورزان جهت کاهش ضایعات تولیدشده و افزایش بازدهی و باروری محصولات کمک خواهد کرد. همچنین این مقوله میتواند تاثیر بهسزایی در کمیت و کیفیت محصولات کشت شده در مزرعه نیز داشته باشد.
بررسی دشوار سنجش سلامت محصول، آبیاری، کاشت، تجزیه و تحلیل خاک و زمین مخصوصاً در سطوح وسیع میتواند چالش برانگیز باشد.
پهپادهای کشاورزی نمونه بسیار خوبی از کاربردهای اینترنت اشیا در کشاورزی هستند. امروزه صنایع كشاورزی به یكی از اصلیترین صنایع تبدیل شدهاست كه پهپادهای کشاورزی میتوانند با آنها ترکیبی کارامد داشته باشند.
مزایایی که استفاده از پهپادهای کشاورزی به ارمغان آورده است، شامل سهولت استفاده، صرفهجویی در زمان، تصویربرداری از سلامت محصول، نقشهبرداری (GIS) (سیستم اطلاعاتی جغرافیایی) یکپارچه و توانایی افزایش بازدهی است. این هواپیماهای بدون سرنشین (پهپادها) با استفاده از راهبرد و برنامهریزی بر اساس جمعآوری و پردازش دادهها در زمان واقعی، میتوانند تغییر چشمگیری در صنعت کشاورزی ایجاد کنند.
برای کشاورزان و دامداران جمعآوری اطلاعات مربوط به مکان، رفاه و سلامت احشام و دام به صورت سنتی چالش برانگیز خواهد بود.
یکی از راهحلهای ارائه شده این است که دامداران دامی را كه باردار هست را در شرف زایمان مشاهده كنند. از آن جایی که تمامی گله مجهز به تگهای اینترنت اشیا هستند، زمانی که یکی از آنها دچار مشکل شوند یا حتی مسیر اشتباهی را طی کنند، حسگرهای اطلاعاتی به مدیر گله یا گلهدار هشدار میدهد. در نتیجه، این فرایند به کشاورزان کمک خواهد کرد تا تمرکز بیشتری روی دام و گله خود داشته باشند.
برنامهها و اهداف (IOT) به کشاورزان جهت جمعآوری اطلاعات مربوط به مکان، رفاه و سلامت احشام و دام آنها کمک میکنند. در نتیجه، این اطلاعات به آنها در تشخیص وضعیت و شرایط دام آنها کمک خواهد کرد. به عنوان مثال، یافتن حیواناتی که مبتلا به کوچکترین بیماری هستند، تا بتوانند آنها را از گله جدا و از این طریق از شیوع این بیماری در کل گله جلوگیری کنند. همچنین امکان دستیابی دامداران برای یافتن مورد خاصی در گله خود با کمک حسگرهای مبتنی بر (IOT) به پایین آمدن هزینههای نیروی کار به میزان قابل توجهی کمک خواهد کرد.
گلخانهها پارامترهای محیطی را معمولاً از طریق مداخله دستی کنترل میکنند. از آن جایی که مداخله دستی دارای معایبی همچون از دست دادن تولید، هدر دادن انرژی و هزینه نیروی کار است، این روش سنتی بازدهی مناسبی ندارد.
استفاده از گلخانههای هوشمند از طریق سیستمهای تعبیه شده (IOT) نه تنها به صورت نظارت و مانیتورینگ هوشمند، بلکه از طریق آب و هوا نیز میتواند شرایط محیطی را کنترل کند. به این ترتیب هرگونه نیاز به مداخله انسان را حذف میکند.
سنسورهای مختلفی که با توجه به نیاز محصول پارامترهای محیطی را اندازهگیری میکنند، جهت کنترل محیط در گلخانه هوشمند استفاده میشوند. سپس سرور ابری برای کنترل از راه دور سیستم جهت اتصال با اجزا به کمک اینترنت اشیا شرایط را ایجاد میکند. در داخل گلخانه هوشمند، سرور ابری به پردازش دادهها و اعمال اقدامات کنترلی کمک میکند. این طرح راهحلهای بهینه و مقرون به صرفه را برای کشاورزان با حداقل مداخله دستی ارائه میدهد.
نتایج بیانگر آن است که استفاده از اینترنت اشیا در کشاورزی بازده این صنعت را افزایش خواهد داد. از سویی دیگر، هزینه انرژی کاهش یافته و در مصرف آب صرفهجویی چشمگیری ایجاد خواهد شد.
ناگفته نماند که کمبود ذخایر آب شیرین و بحران موجود در حوزه کشاورزی، ضرورت استفاده از فناوریهای جدید را بهمنظور مدیریت بهینه منابع آبی کشور، تقویت کردهاست. این فناوری با کمک حسگرهای هوشمند اندازهگیری ذخایر آب، آبیاری خودکار، سنجش خاک و هواشناسی، نقشی تاثیرگذار در حل چالشهای مطرحشده و تحقق ایده شهرهای هوشمند ایفا میکند.
نویسنده: فرهاد ناجی