گروه تلگرامی آبیاری و کشاورزی
گروه تلگرامی آبیاری و کشاورزی



صنعت کشاورزی وابسته به ایده های نوآورانه و پیشرفت های فنآوری است تا به افزایش تولید و تخصیص بهتر منابع کمک کنند. اواخر قرن نوزدهم و قرن بیستم، تعدادی نوآوری های مکانیکی مانند تراکتور و دروگر را به بار آورد. امروزه اینترنت اشیاء (IoT) یک نیروی محرک تولید بیشتر محصولات کشاورزی با هزینه های پایین تر است که درها را برای مهندسانی که به دنبال ارائه دادن یک راهکار هوشمند کشاورزی یا حسگر کشاورزی اینترنت اشیاء به بازار هستند باز میکند.

کاربرد های اینترنت اشیاء در کشاورزی عبارتند از ردیابی وسایل نقلیه کشاورزی، نظارت بر دامداری، نظارت بر ذخیره سازی و کاربرد های خیلی بیشتر. مثلا:

•    سنسورهای دامداری می توانند به دامداران اطلاع دهند که چه زمانی حیوانات از گله خارج می شوند تا بتوانند آنها را گردآوری کنند.
•    سنسورهای خاک می توانند شرایط نامنظم مانند اسیدیته بالا را به کشاورزان اطلاع دهند و به کشاورزان زمان می دهند که مسئله را برطرف کنند و محصولات بهتر تولید کنند.
•    تراکتور های خود ران می توانند از راه دور کنترل شوند، که باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های نیروی کار می شود.

در چندین سال آینده استفاده از فن آوری های هوشمند کشاورزی دیگر را خواهیم دید. در واقع، انتظار می رود تاسیسات دستگاه اینترنت اشیاء در دنیای کشاورزی میزان رشد سالیانه ترکیبی 20 درصد را تجربه کنند. طبق گزارش تحقیقاتی Machina  ژانویه 2016، انتظار می رود که تعداد دستگاه های کشاورزی همپیوند از 13 میلیون در پایان سال 2014 به 225 میلیون تا سال 2024 افزایش یابد.

آیا به دنبال یک مرور کلی از چگونگی پیاده سازی فن آوری مورد نیاز برای راهکار هوشمندانه کشاورزی خود هستید؟

ما در زیر، سه تا از موارد استفاده عمومی کشاورزی اینترنت اشیاء و هفت اپلیکیشن کشاورزی اینترنت اشیاء را که از پیش در بازار هستند و باعث می شوند کشاورزان و دامداران اطلاعات مفیدی را کسب کنند خلاصه می کنیم. علاوه بر این، درباره پنج سوال مهندسی که قبل از اینکه راهکار هوشمند کشاورزی خود را تكمیل کنید باید آنها را بررسی کنید، شما را راهنمایی میکنیم.



اینترنت اشیاء در کشاورزی - موارد استفاده



نظارت بر دامداری


با کمک نظارت بر دامداری، دامداران می توانند از اپلیکیشن های اینترنت اشیاء بی سیم برای جمع آوری اطلاعات مربوط به سلامت، بهزیستی و محل گاو خود استفاده کنند. این اطلاعات موجب صرفه جویی در هزینه آنها به دو روش می شود:

1. کمک می کند تا دامدار، حیوانات بیمار را شناسایی کند تا بتوانند آنها را از گله بیرون کند و از گسترش بیماری جلوگیری کند.
2. هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد، زیرا دامداران می توانند شناسایی کنند که گاو های آنها کجا قرار دارند.

چالش های خاصی در هنگام نصب سنسورها در دام ها وجود دارد. به طور مشخص، مجهزسازى گاو به یک قلاده دشوار است. گزینه متناوب این است که از یک نواله مجهز به بی سیم در معده گاو استفاده کنید که می تواند از طریق بلوتوث با یک پلاک گوش، پیام مخابره کند.

یک چالش دیگر دامداران در اجرای راهکار اینترنت اشیاء ، انتخاب یک فنآوری بی سیم با قدرت باتری کافی برای دوام داشتن در طول عمر یک حیوان است. مثلا گاو گوشتی 15 ماه یا بیشتر زندگی می کند و در حالی که برخی از فن آوری هایی که از یک شبکه توری استفاده می کنند احتمالا این نوع از عمر باتری را مدیریت نخواهند کرد، Symphony Link به راحتی می تواند برای مدت زمان طولانی بدون زیرساخت های زیادی در اطراف مزرعه متصل شود تا همه دستگاه ها را به هم وصل کند.


نظارت حفاظتی


نظارت بر كرگدن های در معرض خطر در حالی که مشخصا تحت عنوان "کشاورزی" قرار نمی گیرد، یکی از موارد جالب تر استفاده از اینترنت اشیاء در محیط بیرون است. دانستن جایی که کرگدن ها در مکان های بزرگ بازی قرار دارند می توانند به حفاظتگران محیط زیست کمک کنند تا آنها را از شکارچیان محافظت کنند.

همانطور که ممکن است تصور کنید، قلاده كردن یک کرگدن آسان نیست - و ما متوجه شده ایم که اغلب موفقیت آمیز نیست. قلاده ها در كشاكش جنگ ها از بین میروند و آنها شناخته شده اند که تغییرات رفتاری در کرگدن ها را ایجاد می کند. برای غلبه بر این موانع، ما در حال حاضر در حال بررسی ایده قرار دادن دستگاه های Symphony Link در شاخ کرگدن ها هستیم.

نظارت بر گیاه و خاک برای کشاورزی دقیق

نظارت بر وضعیت گیاه و خاک یک مورد استفاده ساده است - اما می تواند منجر به بازده سرمایه گذاری فوق العاده ای برای کشاورزان شود. ما چندین کاربرد بزرگ برای اینترنت اشیاء کشاورزی را در این فضا دیده ایم:

1.    پی بردن به رطوبت و مواد مغذی خاک.
2.    کنترل مصرف آب برای رشد مطلوب گیاه.
3.    تعیین کود های سفارشی بر اساس شیمی خاک.
4.    تعیین زمان بهینه برای کاشت و برداشت.
5.    گزارش شرایط آب و هوایی

 



از آنجا که سنسورها در تمام موارد کاربرد ذکر شده در بالا به زمین نزدیک هستند، استفاده از یک شبکه توری ممکن است دشوار باشد. بودجه پیوند به اندازه کافی نیست. اما جاى نگارى های ستاره ای مثل Symphony Link ایده آل هستند، زیرا یک نقطه دسترسی می تواند با تعدادی سنسور که 20 تا 100 کیلومتر مربع دورترند مخابره کند.

در حالی که این مطالعات نمونه ای عمومی نشان می دهند که چگونه اینترنت اشیاء در کشاورزی می تواند برای جامعه کشاورزی مفید باشد، همچنین مهم است بدانید که چه پروژه ها و اپلیکیشن های کشاورزی اینترنت اشیاء پیش از این توسعه یافته اند:



7 پروژه و اپلیکیشن کشاورزی اینترنت اشیاء جالب


1. سیستم نظارت بر خاك Cropx


Cropx سیستم های سخت افزاری و نرم افزاری را تولید می کند که رطوبت، دما و هدایت الکتریکی در خاک را اندازه گیری می کند. سیستم آنها به کشاورزان می گوید که چه زمانی و چه مقدار آبیاری کنند.

2. نظارت سنسور بی سیم TempuTech


TempuTech نیاز به افزایش ایمنی در انبار سازی کشاورزی را درک کرد. سیلوها و بالابر های دانه می توانند مکان های خطرناکی باشند، چون تسمه های نقاله می توانند دچار آتش سوزی و انباشت گرد و غبار شوند که می تواند انفجاری باشد. استفاده از سنسورها برای ردیابی خطرات از ارزش سترگی برخوردار است. TempuTech با استفاده از درون بینی تجهیزات GE، یک راه را برای اتصال سنسورهای بی سیم ایجاد کرده و به کشاورزان کمک می کند تا داده ها را از سیلوها و دستگاه های بالابر دانه دریافت کنند. با استفاده از این بستر نرم‌افزاری، تولید کنندگان می توانند هنجارهای عملکرد پایه را ایجاد کنند و شرایط هشدار مربوط به دما، لرزش، رطوبت و شرایط دیگر را تنظیم کنند.

3. تجهیزات هوشمند CLAAS


CLAAS یکی از تولید کنندگان پیشرو در زمینه تجهیزات مهندسی کشاورزی است. کشاورزان می توانند تجهیزات CLAAS را بطور خودکنترل به كار اندازند، مشاوره در مورد چگونگی بهبود جریان محصول و به حداقل رساندن تلفات دانه ها را دریافت کنند یا به طور خودکار عملکرد تجهیزات را بهینه سازی کنند. این شرکت با  365FarmNetهمکاری می کند که یک اپلیکیشن است که کشاورزان را قادر می سازد تا تمام زمین کشاورزی خود را در یک کامپیوتر یا دستگاه تلفن همراه مدیریت کنند. این سیستم، داده ها را جمع آوری می کند و از طریق نقشه برداری زمین، برنامه ریزی کود، توازن مواد مغذی، و اپلیکیشن های تقویم و برنامه ریزی، از داده ها استفاده معقول می کند.

4. بستر نرم‌افزاری اطلاعات پهباد PrecisionHawk


PrecisionHawk یک پهباد را ایجاد کرده است که داده های با کیفیت بالا را از طریق مجموعه ای از سنسورهایی که برای پیمایش، نقشه برداری و تصویربرداری از زمین های کشاورزی استفاده می شوند، جمع آوری می کند. این اساسا یک پهباد است که مشاهده و نظارت در حین پرواز را انجام می دهد. پیش از فرستادن پهباد به هوا، کشاورزان به آن می گویند که چه زمینی را پیمایش کند و یک تفکیک پذیری زمین یا ارتفاع را انتخاب می کنند. هر پهباد می تواند شرایط آب و هوایی را با استفاده از هوش مصنوعی شناسایی کند، بنابراین بهترین مسیر پرواز را براساس چیزهایی مانند سرعت باد یا فشار هوا انتخاب می کند. پهباد در حین پرواز، تصاویر بصرى، حرارتی و چند بعدی را جمع آوری می کند؛ سپس در همان محل برخاستن فرود می آید. (در حال حاضر این یک ابزار اینترنت اشیاء خوشایند و مفید کشاورزی است!)


5. پیچ راه ذرت کاشت دقیق


مزارع خانواده رادار در دهه 1990 به عنوان یک مزرعه کدو شروع شدند و اکنون در هر پاییز، به بازدیدکنندگان یک پیچ راه ذرت 40 جریبی را ارائه می دهند. در ابتدای کار، این خانواده این پیچ راه را با کشت 40 جریب ذرت و سپس استخدام یک شرکت برای بریدن و درآوردن شکل پیچ راه ساختند. این یک هدر دادن بذر - و هدر دادن پول - بود. اکنون با استفاده از فناوری کاشت دقیق، آنها می توانند درون شکل نقشه کشت کنند - آنها معتقدند هیچ مزرعه ای در ایالات متحده این کار را انجام نمیدهد.



6. شبکه Libelium TeamDev برای کیفیت محصول تنباکو


تنباکو یک صنعت بزرگ در ایتالیا است و نیاز به شرایط خاص محیطی و اقلیمی برای رشد مطلوب دارد. در پاسخ به این موضوع، یک شرکت نرم افزاری ایتالیایی - TeamDev، بستر نرم‌افزاری به برق زدن و حس كردن Waspmote از Libelium را برای جمع آوری داده ها در مورد شرایط آب و هوایی که ممکن است گیاهان تنباکو را تحت تاثیر قرار دهد، بکار گرفت. این روش می تواند توسط تنباکو کاران برای بهینه سازی محصولات خود در شرایطی که به طور معمول برای رشد تنباکو مناسب نیست، استفاده شود.

7.  گاوهای همپیوند از شرکت JMB شمال امریکا


شرکت JMB شمال امریکا یک راهکار اینترنت اشیاء را به بازار عرضه کرده است که به دامداران کمک میکند گاوهای حامله ای که در حال آماده شدن برای زایمان هستند را نظارت کنند. یک سنسور باتری دار از تلیسه خارج می شود زمانی که كیسه ى آب جنینش ترکیده می شود و یک گزارش را به مدیر مزرعه یا گله دار می فرستد. سنسور اجازه می دهد تا کشاورزان درباره زمان صرف شده با تلیسه های باردار بیشتر تمرکز کنند.


 

5 سوال مهندسی که باید قبل از طراحی راهکار کشاورزی هوشمند خود در نظر بگیرید

همانطور که در مثال های بالا نشان داده شده است، انواع مختلفی از موارد استفاده از کشاورزی اینترنت اشیاء برای پوشش دسته اى از مسائل کشاورزی و دامپروری وجود دارد. اگر شما در حال مهندسی کردن یک راهکار کشاورزی هوشمند باشید، زمینه های خاصی برای بیاد داشتن در حین ساخت محصولتان وجود دارد.

1.    اپلیکیشن شما چه چیزی را نظارت خواهد کرد؟


کشاورزان، کارشناسان كشاورزى و تولید کنندگان مواد غذایی صنعتی به طور یکسان به دنبال راهکارهای اینترنت اشیاء برای افزایش کارایی و عملکرد و کاهش زیان و دزدى هستند. به عبارت دیگر، آنها به دنبال بهینه سازی منابع و کاهش هزینه ها هستند. همانطور که اپلیکیشن را طراحی می کنید، کاربر نهایی هر چه را که نظارت کند، باید آشکار و قابل توجه باشد.

به عنوان مثال، یک کشاورز ذرت کار ممکن است بیشتر نگران مصرف آب باشد. او نمی خواهد بیش از حد از آب استفاده کند، اما او همچنین باید مطمئن شود که آب کافی به جایی که به آب نیاز دارد میرسد. از سوی دیگر، نظارت همزمان می تواند به یک گاوچران کمک کند تا یک گاو بیمار را در گله جایابی کند قبل از اینکه بقیه حیوانات را آلوده کند. انجام این کار به طور چشمگیری باعث کاهش تلفات دام و کاهش هزینه های مربوط به خرید آنتی بیوتیک های مورد نیاز برای درمان یک گروه بزرگ می شود.

2.    چه مقدار محدوده بی سیم نیاز است؟

فاصله ای که داده ها طی میکنند، تأثیر زیادی بر نوع فنآوری استفاده شده دارد. اگر چیزی را در حدود 10 متر دورتر اندازه گیری کنید، نمی توانید همان فناوری را در حدود 1500 متر دورتر استفاده کنید.

برای فواصل کوتاه، می توانید از شناسایی فرکانس رادیویی (RFID)  یا ارتباط نزدیک زمین (NFC)، که در تلفن های همراه رایج است، استفاده کنید. NFC یا RFID ممکن است زمانی مورد استفاده قرار گیرد که شما به یک توبره بر چسب میزنید و نیاز دارید بدانید که چند کیلو سویا در هر کیسه هست.

اگر شما اطلاعات را به یک شی با فاصله 10 متر یا نزدیکتر ارسال میکنید، بلوتوث یا بلوتوث کم انرژی (BLE) ممکن است گزینه های خوبی باشند. یک نمونه خوب از آن، مهندسی كردن یک برچسب گوش بلوتوث برای خوک ها در یک منطقه کوچک است که سن خوک ها و اطلاعات مهمی در مورد آنها را به کاربران نهایی می گوید.

اگر اپلیکیشن شما نیاز به ارسال اطلاعات به صدها یا حتی هزاران متر داشته باشد، به دنبال گزینه های کم قدرت و شبکه گسترده (LPWAN) باشید. چند نمونه شامل Symphony Link یا دیگر فناوری های Sub-GHz است. یک اپلیکیشن در این نوع شبکه ممکن است برای اندازه گیری رطوبت خاک در مزارع یا پیدا کردن و ردیابی دام ها هنگامیکه آنها میچرند استفاده شود. این نوع اپلیکیشن همچنین برای نظارت بر مزارع ماهیی که دارای مناطق بزرگ و دیواره دار آبزی پروری هستند و دسترسی به آنها دشوار است ایده آل است.

3.     منبع برق از کجا است؟

یک رابطه بسیار نزدیک بین عمر باتری و محدوده بی سیم وجود دارد. یک سنسور که بسیار دور است نیاز به انرژی بیشتر برای دریافت اطلاعات از یک نقطه تا نقطه دیگر دارد. برای دور زدن این مشکل، سازندگان محصول اینترنت اشیاء اغلب اپلیکیشن ها را مهندسی می کنند تا اطلاعات بسیار کمتری را بفرستند (یا اطلاعات را با دفعات کمتری بفرستند) تا در هزینه ها و قدرت صرفه جویی کنند.

بنابراین، شما باید تعیین کنید که نرم افزار سنسور شما از کدام منبع قدرت استفاده می کند. با توجه به اینکه بخش عمده کشاورزی اینترنت اشیاء به طور معمول خارج است یا در یک منطقه بزرگ گسترش دارد، شما نیاز به یک اپلیکیشن کم قدرت دارید. در غیر این صورت، سرویس و نگهداری بسیاری از سنسورهای دور برای کاربر نهایی سخت خواهد بود.

4.     کاربر نهایی چند وقت یکبار نیاز به جمع آوری اطلاعات دارد؟

ممکن است فکر کنید که یک سنسور هرچه بیشتر بتواند بسته های اطلاعاتی ارسال کند بهتر است، اما لزوما اینگونه نیست. اینکه چند بسته اطلاعاتی لازم است به بسیاری از عوامل مختلف، از جمله کاربرد کاربر نهایی و محیط محلی بستگی دارد.

به عنوان مثال، اگر یک کشاورز یک سنسور رطوبت در یک مزرعه سیب زمینی دور داشته باشد، احتمالا نیازی به جمع آوری اطلاعات هر دو ثانیه یکبار ندارد. یک یا دو بار در روز احتمالا کافی است، بدینگونه عمر باتری بسیار بیشتر میشود.

از سوی دیگر، یک اپلیکیشن که برای ارسال مختصات GPS و سایر اطلاعات گردآورى شده توسط یک تراکتور مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند به راحتی بسته های داده نزدیک به ثابت را به دروازه ارسال کند. با این وجود، یک تراکتور یک منبع قدرت کامل (و تقریبا نامحدود) را فراهم می کند، بنابراین مقدار زیادی از داده ها یا جریان های ویدیویی را می توان بدون مسدود کردن شبکه ارسال کرد. شما می توانید ببینید که چگونه این بسیار متفاوت با نمونه سنسور رطوبت ما است که دارای یک منبع قدرت ثابت نیست.

یک مثال دیگر مقایسه سطح سنجی مخزن و آبیاری است. بسیاری از مزارع دارای مخازن بزرگی هستند که کود، سوخت یا خوراک دام را در خود نگه می دارند. نظارت بر سطح این تانک ها بیش از یک بار در روز احتمالا غیر ضروری است. از سوی دیگر، هنگامی که آبیاری در حال انجام است، به روز رسانی مداوم می تواند اطمینان دهد که مقادیر مناسب آب رسانده شده اند و هیچ نشتی وجود ندارد.

مخلص کلام: قبل از ایجاد یک اپلیکیشن کشاورزی M2M، اطمینان حاصل کنید که شما بررسی میکنید چه مقدار از اطلاعات اضافی است.


5.     چه نوع سنسورهایی لازم هستند و چطور می توان آنها را با هم مرتبط کرد؟

هر فنآوری سنجش از راه دوری متفاوت است، بنابراین شما باید بررسی کنید که از کدامیک می خواهید استفاده کنید و قبل از شروع، چگونه با آنها ارتباط برقرار خواهید کرد. برخی سنسورها - مانند سنسورهای رطوبت - جاسازی شده اند و نیاز به میکروکنترلر برای هم كنشگری دارند. ایجاد سنسور و عایق بندى كردن آن یک چالش مهندسی است که باید رسیدگی شود.

جایابی سنسور برای یک مسیر ارتباط بهینه، یک چالش مهندسی دیگر است. اگر سنسورها در یک باغ پرتقال قرار بگیرند، در صورتی که آنتن ها به درستی نصب نشده باشند، درختان ممکن است تداخل کنند. اگر یک آنتن در یک زمین توت فرنگی نصب شود، این بدیهی است که چالش بزرگی نیست.

در نتیجه، به یاد داشته باشید که: فناوریی که شما در اپلیکیشن کشاورزی اینترنت اشیاء خود مهندسی می کنید نباید مانعی برای آنچه که کاربر نهایی تلاش می کند اندازه گیری کند باشد. بنابراین اطمینان حاصل کنید که کاربر نهایی نیاز دارد چه چیزی را اندازه گیری کند، سپس یک فن آوری استوار و مطمئن را انتخاب کنید تا بتوانید اطلاعات را گردآوری کنید.

 

نوشتن دیدگاه

تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

نرم افزار محاسبه هزینه آبیاری
نرم افزار محاسبه و طراحی آبیاری