کاربرد اینترنت اشیاء در کشاورزی

با رشد روزافزون استقبال از اینترنت اشیاء، این ابزارهای متصل به یکدیگر به همه جنبه های زندگی ما رسوخ کرده اند. امروزه اینترنت اشیاء در حوزه سلامت، تناسب اندام، خانه های هوشمند، شهرهای هوشمند، بسیاری از صنایع و ... مورد استفاده قرار می گیرند.
 
بنابراین خیلی طبیعی است که از اینترنت اشیاء در حوزه کشاورزی نیز استفاده شود و نتایج فوق العاده ای نیز به همراه داشته باشد. وقتی اتومبیل های خودران و واقعیت مجازی کم کم جای خود را در دنیای امروزی باز کرده اند، چگونه می توان مثل گذشته برای کشاورزی به اسب و گاوآهن متکی بود؟
 
کشاورزی در دهه های اخیر شاهد تحولات فن آورانه و صنعتی و مبتنی بر فناوری بوده است. با استفاده از ابزارهای مختلف مرتبط با کشاورزی هوشمند، کشاورزان کنترل بهتری بر روند پرورش دام و کشت محصولات بدست آورده، آن را قابل پیش بینی نموده  و کارایی ها را بهبود بخشیده اند.
 
این امر، همزمان با افزایش تقاضای مصرف کننده برای محصولات کشاورزی، به افزایش تکثیر فن آوری های کشاورزی هوشمند در سراسر جهان کمک کرده است. در سال 2020، سهم بازار اینترنت اشیا در کشاورزی به 5.6 میلیارد دلار رسید.
 
در این مقاله قصد داریم به بررسی استفاده از اینترنت اشیاء در کشاورزی و مزایای آن بپردازیم. بنابراین، اگر قصد سرمایه گذاری در کشاورزی هوشمند دارید و می خواهید برای بهبود کار خود از اینترنت اشیاء بهره ببرید، بهتر است این مقاله را تا به انتها بخوانید.
 

کشاورزی هوشمند می تواند معانی مختلفی داشته باشد اما در بیشتر مواقع منظور از کشاورزی هوشمند، استفاده از اینترنت اشیاء در صنعت کشاورزی است. از سنسورهای اینترنت اشیاء برای جمع آوری معیارهای محیطی و ماشینی استفاده شده و کشاورزان با استفاده از این اطلاعات قادر خواهند بود تصمیمات آگاهانه تری گرفته و در نتیجه جنبه های مختلف کار خود را بهبود بخشند. استفاده از اینترنت اشیاء هم در کشاورزی و هم دامپروری، بسیار کمک کننده خواهد بود.
 
به عنوان مثال، کشاورزان با استفاده از سنسورهای هوشمند کشاورزی برای نظارت بر وضعیت محصولات، می توانند دقیقاً مقدار مورد نیاز سموم دفع آفات و همچنین کود را برای دستیابی به بازده مطلوب مشخص کنند. اگرچه کشاورزی مبتنی بر اینترنت اشیاء هنوز آنچنان رونق نگرفته، اما راه برای پیشرفت در این زمینه زیاد است. استفاده از اینترنت اشیاء در حوزه کشاورزی به سرعت در حال رشد است. جالب است بدانید بیماری کووید 19 تأثیر به سزایی در استفاده از اینترنت اشیاء در کشاورزی داشته است. اختلال در زنجیره توزیع و کمبود کارگران واجد شرایط، نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) کشاورزی را به 9.9 درصد رسانده است. در واقع  بر طبق گزارش های جدید، سهم اینترنت اشیاء در کشاورزی تا سال 2021 به 6.2 میلیارد دلار خواهد رسید. انتظار می رود تا سال 2025 این رقم به 15.3 میلیارد دلار برسد. این در حالی است که سهم اینترنت اشیاء در کشاورزی در سال 2016 به سختی به 5 میلیارد دلار می رسید.
 

 
 

انواع فن آوری و از جمله اینترنت اشیاء این پتانسیل را دارد که کشاورزی را از جنبه های مختلف متحول کند. در ادامه به 5 مورد از این جنبه ها اشاره می کنیم:
جمع آوری اطلاعات با استفاده از سنسورهای هوشمند
به عنوان مثال سنسورهای هوشمند قادرند اطلاعات مربوط به شرایط آب و هوا، کیفیت خاک، پیشرفت رشد محصول و حتی میزان سلامت دام را در اختیار کشاورزان و دامپروران قرار دهند. این داده ها می توانند برای پیگیری وضعیت کسب و کار به طور کلی و همچنین عملکرد کارکنان،  کارایی تجهیزات و غیره استفاده شوند.
 

توانایی پیش ‌بینی خروجی تولید، به شما این امکان را می‌دهد که برای توزیع محصول، بهتر برنامه ‌ریزی کنید. اگر دقیقاً بدانید چه مقدار محصول را قرار است برداشت کنید، برای فروش آن برنامه ریزی کرده و محصولی روی دستتان باقی نخواهد ماند.
 

با استفاده از اینترنت اشیاء قادر خواهید بود از وجود هر گونه بیماری یا آفت در محصول کشاورزی و دام خود به سرعت مطلع شوید و بنابراین با انجام اقدامات به موقع، ضایعات محصولات خود را به حداقل ممکن برسانید.
 

با استفاده از دستگاه ها و ابزارهای هوشمند، می توانید در طول چرخه تولید، چندین فرآیند مانند آبیاری، کوددهی و یا کنترل آفات را به صورت خودکار و اتوماتیک کنترل کنید.
 
در نتیجه، همه این عوامل می توانند در نهایت شما را به درآمد بیشتری برسانند.
 

احتمالاً محبوب ترین ابزارهای هوشمند کشاورزی ایستگاه های هواشناسی هستند که در واقع از ترکیب سنسورهای مختلف کشاورزی تشکیل شده اند. این سنسورها در سرتاسر مزارع قرار داده می شوند و داده های مختلف را از محیط استخراج نموده و به فضای ابری مرتبط با اینترنت اشیاء ارسال می کنند. از اندازه گیری های ارائه شده می توان برای ترسیم شرایط آب و هوایی، انتخاب محصولات مناسب و انجام اقدامات لازم برای بهبود ظرفیت ها استفاده نمود.
 

معمولاً کشاورزان به صورت دستی شرایط و محیط گلخانه را کنترل می کنند. اما استفاده از سنسورهای اینترنت اشیاء شما را قادر خواهد ساخت تا به صورت لحظه ای اطلاعات مرتبط با گلخانه خود را بدست آورده و عواملی مانند نور، دما، شرایط خاک و رطوبت را کنترل نمایید.
 
همچنین اینترنت اشیاء علاوه بر اینکه منبعی بسیار مفید برای دستیابی به داده ها است، خود نیز می تواند به صورت اتوماتیک شرایط گلخانه را تنظیم نماید.
 

یکی دیگر از کاربردهای اینترنت اشیاء در حوزه کشاورزی، استفاده از ابزارهای دقیق برای کنترل محصولات است. این ابزارها، درست مانند ایستگاه های هواشناسی، باید در اطراف مزرعه قرار داده شوند تا اطلاعات خاصی را برای کشاورز گردآوری نمایند. این اطلاعات شامل دمای محیط، آب مورد نیاز محصول و به طور کلی سلامت محصول می شود.
 
بنابراین، با استفاده از این سنسورها می توانید رشد محصول و هرگونه ناهنجاری و آفت های مرتبط با محصولات خود را کنترل نموده تا به طور موثر از هر گونه بیماری یا آلودگی که می تواند به محصولات شما آسیب برسانند، جلوگیری نمایید.
 

 

درست مانند پایش محصولات کشاورزی، سنسورهایی در اینترنت اشیاء وجود دارد که می توانند به حیوانات مزرعه متصل شده و سلامتی و رشد آن ها را پایش کنند. ردیابی و نظارت بر دام به جمع آوری داده ها در مورد سلامت ، رفاه و موقعیت فیزیکی آن ها کمک می کند.
 
به عنوان مثال چنین سنسورهایی می توانند حیوانات بیمار را شناسایی نمایند و بنابراین دامپروران می توانند به منظور پیشگیری از شیوع بیماری در بین گله، آن ها را از دیگر حیوانات جدا سازند. استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای رهگیری لحظه ای دام،  به دامپروران کمک می کند تا هزینه های کارکنان را کاهش دهند. این عملکرد مشابه دستگاه های اینترنت اشیا برای مراقبت از حیوانات خانگی است.
 

کشاورزی دقیق در حقیقت کارایی و تصمیم گیری دقیق مبتنی بر داده است. همچنین این مفهوم یکی از گسترده ترین و کارآمدترین کاربردهای اینترنت اشیاء در کشاورزی است.
 
کشاورزان با استفاده از سنسورهای اینترنت اشیا، می توانند مجموعه گسترده ای از معیارها را در هر جنبه از آب و هوا و اکوسیستم مزرعه جمع آوری کنند: روشنایی، دما، وضعیت خاک، رطوبت، سطح CO2 و میزان آفات. این داده ها کشاورزان را قادر می سازد تا مقدار بهینه آب، کود و سموم دفع آفات مورد نیاز محصولاتشان را تخمین بزنند، هزینه ها را کاهش دهند و در نتیجه محصولات بهتر و سالم تری را پرورش دهند.
 

شاید یکی از امیدوار کننده ترین پیشرفتها در حوزه کشاورزی، استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین زراعتی در کشاورزی هوشمند باشد. هواپیماهای بدون سرنشین که با نام پهپادها نیز شناخته می شوند، برای جمع آوری داده های کشاورزی به تجهیزات ماهواره ای مجهز هستند. جدا از قابلیت نظارت، هواپیماهای بدون سرنشین همچنین می توانند تعداد زیادی از کارهایی را که قبلاً برای انجام آن ها به نیروی انسانی نیاز بود را انجام دهند، از جمله: کاشت محصولات کشاورزی، مبارزه با آفات و بیماری ها، سمپاشی کشاورزی، نظارت بر محصولات و غیره.
  

کشاورزی دقیق که در بالا مطرح شد و تجزیه و تحلیل داده های پیش بینی شده دست به دست هم داده تا موفقیت کشاورزی را افزایش دهند. در حالی که فناوری اینترنت اشیا و حسگر هوشمند یک معدن طلا برای داده های لحظه ای هستند، استفاده از تجزیه و تحلیل داده ها به کشاورزان کمک می کند تا آن ها رابهتر درک کرده و پیش بینی های مهمی را انجام دهند. از جمله این پیش بینی ها می توان به زمان برداشت محصول، خطرات ناشی از بیماری ها و آلودگی ها، حجم محصول و غیره، اشاره نمود. ابزار تجزیه و تحلیل داده ها کمک می کند تا کشاورزی، که ذاتاً بسیار به شرایط آب و هوایی وابسته است، قابل کنترل و پیش بینی باشد.
 

 
 

همانطور که می بینیم، موارد استفاده از اینترنت اشیا در کشاورزی بی پایان است. روش های زیادی وجود دارد که دستگاه های هوشمند به شما کمک می کنند عملکرد و درآمد مزرعه خود را افزایش دهید. با این حال، توسعه برنامه های اینترنت اشیا در کشاورزی کار ساده ای نیست. اگر قصد سرمایه گذاری در کشاورزی هوشمند را دارید، چالش های خاصی وجود دارد که باید از آنها آگاه باشید.
 

برای استفاده از اینترنت اشیا در کشاورزی، باید سنسورهای مورد نیاز خود را از میان سنسورهای موجود در بازار انتخاب کنید (یا یک حسگر سفارشی درخواست دهید). انتخاب شما به انواع اطلاعاتی که می خواهید جمع آوری کنید و به طور کلی به اهداف شما بستگی دارد. در هر صورت، کیفیت حسگرهای انتخابی برای موفقیت شما در کشاورزی بسیار مهم است چرا که نوع و کیفیت سنسورها به صحت داده های جمع آوری شده و قابلیت اطمینان بودن آن ها کمک خواهد کرد.
 

تجزیه و تحلیل داده ها باید در هسته اصلی کشاورزی هوشمند انجام شود. اگر نتوانید اطلاعات جمع آوری شده را تحلیل کنید، اطلاعات به تنهایی کمک چندانی به شما نخواهد کرد. بنابراین، شما باید توانایی تجزیه و تحلیل قدرتمند داده ها را داشته باشید و از الگوریتم های پیش بینی کننده و یادگیری ماشین برای دستیابی به بینش عملی بر اساس داده های جمع آوری شده استفاده کنید.
 

نگهداری از سخت افزارها چالشی است که برای محصولات مرتبط با اینترنت اشیاء در کشاورزی از اهمیت فراوانی برخوردار است، زیرا سنسورها معمولاً در مزرعه استفاده می شوند و بنابراین به راحتی در معرض آسیب خواهند بود. بنابراین، باید اطمینان حاصل کنید که سخت افزار شما از دوام کافی برخوردار بوده و نگهداری از آن آسان است، در غیر این صورت لازم است حسگرها را مرتباً تعویض کنید.
 

برای اطمینان از اینکه برنامه کشاورزی هوشمند شما عملکرد خوبی دارد (و اطمینان حاصل کنید که از پس بار داده ها برمی آید)، به زیرساخت داخلی محکمی نیاز دارید.

علاوه بر این، سیستم های داخلی شما باید از امنیت کافی برخوردار باشند. عدم ایمن سازی صحیح سیستم احتمال نفوذ در سیستم، سرقت اطلاعات و یا حتی کنترل ابزارها و سنسورهای شما را افزایش می دهد.
 

نیاز به انتقال داده ها بین سنسورها و ابزارها، هنوز چالشی بزرگ بر سر راه هوشمند سازی کشاورزی محسوب می شود. نیازی به گفتن نیست که ارتباط بین این امکانات باید به اندازه کافی قابل اعتماد باشد تا بتواند در برابر شرایط بد آب و هوایی مقاومت نموده و از عدم انجام اقدامات مخل کننده اطمینان حاصل کند. امروزه دستگاه های اینترنت اشیا هنوز از پروتکل های اتصال متفاوتی استفاده می کنند، اگرچه تلاش ها برای توسعه استانداردهای یکپارچه در این زمینه در حال حاضر ادامه دارد. امیدواریم ظهور اینترنت 5 جی و فناوری هایی مانند اینترنت مبتنی بر فضا، به یافتن راه حلی برای این مشکل کمک کند.
 

کشاورزی دقیق و استفاده از فناوری اینترنت اشیا در واقع به معنای کار با مجموعه زیادی از داده ها است و همین امر باعث افزایش تعداد حفره های احتمالی امنیتی می شود که مجرمان می توانند برای سرقت اطلاعات و حملات هک از آن ها استفاده نمایند. متأسفانه، امنیت داده ها در کشاورزی هنوز تا حدود زیادی مفهومی ناآشنا است. به عنوان مثال بسیاری از مزارع از هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می کنند که داده ها را به ماشین آلات زراعی منتقل می کنند. این ماشین آلات به اینترنت متصل می شود اما از محافظت امنیتی کمی تا برخوردار هستند.
 
برخی از توصیه های اساسی امنیت اینترنت اشیا عبارتند از: نظارت بر ترافیک داده ها، استفاده از روش های رمزگذاری برای محافظت از داده های حساس، استفاده از ابزارهای امنیتی مبتنی بر هوش مصنوعی برای شناسایی و ردیابی لحظه ای فعالیت های مشکوک و ذخیره اطلاعات در بلاکچین برای اطمینان از یکپارچگی داده ها. برای بهره مندی کامل از اینترنت اشیا، کشاورزان باید با مفهوم امنیت داده آشنا شوند، سیاست های امنیتی داخلی را تنظیم کرده و به آنها پایبند باشند.
 
پی نوشت: