5 способов, как IoT революционизирует сельское хозяйство: умнее, безопаснее, эффективнее

Промышленный Интернет вещей (IIoT) уже превзошел множество отраслей, и сельское хозяйство не стало исключением. К концу 2018 года глобальный рынок «подключенного земледелия» достиг 1,8 млрд долларов, и рост не остановился. Ожидается, что к 2023 году он вырастет до 4,3 млрд долларов с годовой средней темпом роста (CAGR) 19,3%.

Технология IoT реализовала умные носимые устройства, подключенные гаджеты, автоматизированные машины и беспилотные авто. Однако в сельском хозяйстве влияние IoT оказалось наибольшим.

Недавняя статистика показывает: к 2050 году мировое население достигнет 9,6 млрд человек. Чтобы прокормить это население, аграрный сектор вынужден принять IoT. Перед лицом экстремальной погоды, климатических изменений и экологических вызовов IoT устраняет эти проблемы и помогает удовлетворить растущий спрос на пищу.

По всему миру механические инновации — тракторы, комбайны — вошли в агрооперации в конце XX века. Сельское хозяйство сильно опирается на инновации из-за стабильно растущего спроса на пищевые продукты.

Взгляд в будущее: потенциал IIoT в аграрии огромен. Отчет Ken Research прогнозирует достижение рынка 12,6 млрд долларов к 2027 году с феноменальным CAGR свыше 20%. Этот взрывной рост означает трансформирующую силу IoT в аграрии. Понимание трендов и вызовов позволит заинтересованным сторонам занять выгодную позицию в будущем умного и устойчивого земледелия.

Промышленный IoT стал движущей силой за увеличением урожайности при снижении затрат. В ближайшие годы использование умных IoT-решений в агрооперациях будет расти. По недавним отчетам, установка IoT-устройств в аграрии покажет CAGR 20%, а число подключенных аграрных устройств вырастет с 13 млн в 2014 году до 225 млн к 2024 году.

Из-за отсутствия стабильной коммуникационной инфраструктуры в отдаленных или слаборазвитых регионах провайдеры IoT-решений и бизнес-владельцы сталкивались с проблемами внедрения. Но многие операторы связи решают это, вводя спутниковую связь и расширяя сотовые сети.

Как IoT в сельском хозяйстве закрепился?

Датчики в агрооперациях используются давно. Но проблема традиционного подхода заключалась в невозможности получать данные в реальном времени: датчики записывали информацию во внутреннюю память, и к ней можно было получить доступ только позже.

С приходом IIoT в аграрию применяются гораздо более продвинутые датчики. Они подключены к облаку через сотовую/спутниковую сеть, что дает доступ к данным в реальном времени и делает принятие решений эффективным.

IoT-приложения в аграрии помогли фермерам мониторить уровень воды в баках в реальном времени, делая орошение более эффективным. Продвижение IoT-технологий привнесло датчики на каждый этап фермерства: от времени и ресурсов, необходимых семени для превращения в зрелый овощ, до сбора урожая.

IoT в аграрии стал второй волной Зеленой революции. Выгоды для фермеров двойные: снижение затрат и одновременный рост урожайности за счет улучшения принятия решений на основе точных данных.

Применимость IoT в аграрии:

Умное фермерство (Smart Farming) — высокотехнологичная и эффективная система ведения аграрии и производства пищи устойчивым способом. Это внедрение подключенных устройств и инновационных технологий в сельское хозяйство. Smart Farming в значительной степени опирается на IoT, исключая необходимость физического труда фермеров и агрономов и повышая производительность во всех аспектах.

С недавними аграрными трендами, зависящими от IoT, появились огромные выгоды: эффективное использование воды, оптимизация затрат и многое другое. Именно эти выгоды и стали революцией в современном земледелии.

IoT-основанное умное фермерство улучшает всю аграрную систему за счет мониторинга полей в реальном времени. С помощью датчиков и взаимосвязи IoT в аграрии не только сэкономил время фермеров, но и сократил расточительное потребление ресурсов — воды и электричества. Система контролирует влажность, температуру, почву и дает кристально чистое представление в реальном времени.

Преимущества внедрения IoT в аграрии:

1. Климатические условия

Климат играет критическую роль в земледелии. Недостаточное знание погоды сильно ухудшает количество и качество урожая. IoT-решения дают данные о погоде в реальном времени. Датчики внутри и снаружи полей собирают данные среды для выбора культур, пригодных для конкретных климатических условий. Вся IoT-экосистема состоит из датчиков, точно фиксирующих влажность, осадки, температуру и другие параметры. Существует множество датчиков для настройки под требования умного фермерства. Они мониторят состояние посевов и окружающую погоду. При неблагоприятных условиях отправляется тревога. Исключается необходимость физического присутствия при плохой погоде, что повышает продуктивность и приносит больше аграрных выгод.

2. Точное земледелие (Precision Farming)

Точное земледелие — одно из самых известных применений IoT в аграрии. Оно делает практику более точной и контролируемой, реализуя умные приложения: мониторинг скота, трекинг техники, наблюдение за полями, учет запасов. Цель — анализировать данные с датчиков для оперативной реакции. Точное земледелие помогает фермерам генерировать данные с датчиков и анализировать их для быстрых, взвешенных решений. Существует множество техник: управление орошением, управление скотом, трекинг техники и др., играющих ключевую роль в повышении эффективности. С их помощью можно анализировать состояние почвы и другие параметры для роста операционной эффективности, а также отслеживать рабочее состояние подключенных устройств, уровень воды и питательных веществ.

3. Умные теплицы (Smart Greenhouse)

Для превращения теплиц в умные IoT приспособил метеостанции к автоматической регулировке климата по заданным инструкциям. Внедрение IoT в теплицы исключило человеческое вмешательство, сделав процесс экономичным и точным. Например, солнечные IoT-дачики создают современные недорогие теплицы. Они собирают и передают данные в реальном времени для точного мониторинга состояния. Датчики позволяют отслеживать расход воды и состояние теплицы через email/SMS-оповещения. Автоматическое и умное орошение осуществляется с помощью IoT. Датчики дают информацию о давлении, влажности, температуре и уровне освещенности.

4. Аналитика данных

Традиционные БД не справляются с объемами данных от IoT-датчиков. Облачное хранение и сквозная IoT-платформа играют ключевую роль в системе умного земледелия. В мире IoT датчики — первичный источник больших данных. Данные анализируются и превращаются в значимую информацию с помощью инструментов аналитики. Аналитика помогает в оценке погоды, состояния скота и посевов. Собранные данные используют технологические инновации для лучших решений. С IoT-устройствами можно знать статус посевов в реальном времени, захватывая данные с датчиков. Предиктивная аналитика дает инсайты для лучших решений о сборе урожая. Трендовый анализ информирует фермеров о предстоящей погоде и сборах. IoT в аграрии помог фермерам поддерживать качество посевов и плодородие почвы, повышая объем и качество продукции.

5. Аграрные дроны

Технологические достижения почти революционизировали агрооперации, а внедрение аграрных дронов стало трендовым нарушением. Наземные и воздушные дроны используются для оценки здоровья посевов, мониторинга, посадки, опрыскивания и анализа полей. С правильной стратегией и планированием на основе реальных данных дрон-технологии подняли индустрию на новый уровень. Дроны с термальными или мультиспектральными датчиками выявляют зоны, требующие изменений в орошении. Когда посевы прорастают, датчики показывают их здоровье и рассчитывают вегетационный индекс. Умные дроны сократили воздействие на среду: масштабное снижение попадания химии в грунтовые воды.

Заключение

IoT-возможное земледелие помогло внедрить современные технологические решения в проверенное временем знание. Это преодолело разрыв между производством и качеством/количеством урожая. Прием и импорт информации с множества датчиков для использования в реальном времени или хранения в БД обеспечивает быстрые действия и меньший ущерб для посевов. Бесшовные сквозные интеллектуальные операции и улучшенные бизнес-процессы ускоряют обработку продукции и доставку в супермаркеты в кратчайшие сроки.

Используемое оборудование:

Цена: $70

Intellia INT G01 — Датчик влажности почвы

Intellia INT G01 — высокоточный, высокочувствительный прибор для измерения влажности почвы (передатчик). Металлический корпус, высокая прочность на сжатие, хорошая герметичность; используется принцип электромагнитного импульса для измерения видимой диэлектрической проницаемости почвы.

Краткие спецификации

• Модель: INT G01
• Принцип мониторинга: FDR
• Структура: 4-пиновый тип
• Выходной сигнал: 4-20 мА
• Питание: DC 12-24V
• Время отклика: < 1 с

Цена: $280

Intellia Soil PH Sensor INT-PH1

Передатчик широко используется для определения pH почвы, очистки сточных вод и других задач, требующих pH-мониторинга. Три части — входное питание, индукционный зонд и выходной сигнал — полностью изолированы. Безопасен, надежен, эстетичен, легко устанавливается.

Краткие спецификации

• Модель: INT-PH1
• Потребление энергии: ≤0,15 Вт (@12V DC, 25℃)
• Точность измерения: ±0,5 pH
• Диапазон измерения: 0-14 pH
• Рабочая температура: 0-65℃
• Выходной сигнал: RS485 (протокол Modbus)