Rolnictwo precyzyjne w dobie rozwoju Internetu Rzeczy
Rolnictwo Precyzyjne jako koncepcja produkcji rolnej wykorzystująca techniki satelitarne i szereg nowoczesnych rozwiązań zdobywa na znaczeniu w obecnych czasach, w których przed rolnictwem stoi szereg wyzwań. Przede wszystkim od obecnego rolnictwa oczekuje się wzrostu produkcji dobrej jakościowo żywności przy jednoczesnym zmniejszeniu negatywnego odziaływania na środowisko naturalne. Jest to możliwe do osiągniecia poprzez precyzyjne aplikowanie nawozów i pestycydów w dawkach dopasowanych do potrzeb roślin, co zapewniają rozwiązania techniczne i technologie wpisujące się w koncepcję Rolnictwa Precyzyjnego.
W wyniku postępu technologicznego jaki w ostatnich czasach coraz bardziej przyśpiesza Rolnictwo Precyzyjne ewoluuje w kierunku tzw. Rolnictwa 4.0, które korzysta z szeregu najnowszych rozwiązań technicznych i technologicznych dostępnych już w branży przemysłowej. Najbardziej charakterystyczną technologią jaka rewolucjonizuje przemysł (Przemysł 4.0) , infrastrukturę miejską i szereg obszarów cywilizacji jest Internet Rzeczy (IoT – Internet of Things).
Internet Rzeczy tworząc wielką sieć pomiarową do zbierania danych w czasie rzeczywistym dotyczących procesów produkcyjnych zachodzących w gospodarstwie oferuje rolnikom możliwość podejmowania szybkich i skutecznych decyzji produkcyjnych oraz biznesowych. Można powiedzieć że Internet Rzeczy kształtuje Rolnictwo Precyzyjne oferując rolnikom szerokie możliwości o których piszemy poniżej.
Monitorowanie pogody i klimatu
Dzięki stacjom meteorologicznym podpiętym do Internetu rolnicy również za pomocą smartfona mogą monitorować warunki pogodowe w obszarze danej plantacji. Znajomość pogody jest niezbędna przy wykonywaniu wielu zabiegów jak np. ochrony chemicznej. Stacje pogodowe są tylko jednym z elementów systemu pomiarowego. Urządzenia te są obsługiwane przez programy, które umożliwiają prognozowanie pogody w obszarze działania stacji, a dzięki modelom chorobowym również ocenę ryzyka wystąpienia chorób grzybowych.
Przekazane dane ze stacji pogodowych do chmury i tam analizowane są też podstawą do oceny warunków klimatycznych w danym obszarze gospodarstwa i ich wpływu na poszczególne uprawy. Dzięki temu rolnicy mogą stwierdzić jakie rośliny i jakie odmiany uprawiać na danych polach by uzyskiwać jak największy i najlepszy plon.
Monitorowanie zwierząt gospodarskich
Do sieci Internetu Rzeczy mogą być podpięte rożnego rodzaju czujniki umieszczone na zwierzętach, które umożliwiają śledzenie lokalizacji zwierząt w czasie rzeczywistym jak również wysyłanie i przechowywanie danych o ich stanie zdrowia. Na podstawie takich danych można dopasowywać program żywieniowy oraz profilaktykę zdrowotną zwierząt. Ma to również istotne znaczenie w aspekcie zapewnienia warunków dobrostanu zwierząt.
Monitorowanie warunków w szklarniach
Korzystając z czujników IoT rolnicy mają dostęp do danych dotyczących każdego aspektu mikroklimatu w budynkach szklarniowych: oświetlenia, temperatury, stanu gleby, wilgotności, poziomów CO2 itp. Dane te umożliwiają rolnikom oszacowanie optymalnych ilości wody, nawozów i pestycydów potrzebnych do zastosowania w uprawach. Pozwala to na zmniejszenie wydatków na środki do produkcji oraz uzyskanie wyższych i zdrowszych plonów. Rozwiązania IoT są szczególnie przydatne w obiektach szklarniowych, które w dużym stopniu są zautomatyzowane.
Drony w chmurze
Do Internetu Rzeczy mogą być podpięte także bezzałogowe pojazdy latające zwane dronami. Dane z dronów poprzez IoT mogą być bezpośrednio przekazywane do chmury obliczeniowej w której odpowiednie oprogramowanie dokona obróbki i analizy danych. Umieszczone na dronach urządzenia pomiarowe fotografują plantacje w świetle widzialnym jak i niewidzialnym dla oka ludzkiego. Na podstawie tych fotografii obliczane są wskaźniki wegetacji roślin w danych obszarach co pozwala na ocenę kondycji upraw i lokalizację miejsc wymagających interwencji.
Za pośrednictwem takiego oprogramowania możliwe jest opracowanie działań dla dronów przeprowadzających monitoring pola jak również dla dronów wykonujących lokalny oprysk lub nawożenie mineralne.
Autonomiczne maszyny rolnicze
Z pewnością w przyszłości autonomiczne maszyny rolnicze będą nawet częstym widokiem na polach. Również i one mogą być podpięte do Internetu Rzeczy, poprzez który dane z umieszczonych na nich czujnikach i kamerach mogą być przesyłane do chmury obliczeniowej a tym samym dostępne dla użytkownika również na jego smartfonie. W ten sposób ma on możliwość w pełni monitorować pracę autonomicznej maszyny.
Internet Rzeczy w gospodarstwie rolnym
Możliwości wykorzystania IoT w rolnictwie są nieograniczone. Jednakże rozważając inwestycję w inteligentne rolnictwo, należy być świadomym pewnych wyzwań. W pierwszej kolejności rolnik musi wybrać rodzaj czujników, a tym samym rodzaj danych jakie chce otrzymywać.
Z racji tego ze czujniki są używane w terenie ważną rolę pełni ich konserwacja. Nie bez znaczenia jest dobór czujników pod względem ich trwałości i sposobu utrzymania.
Same dane zebrane z czujników będą mało pomocne, jeśli rolnik nie będzie w stanie ich zrozumieć. Stąd ważną rolę pełni dobór i wybór narzędzi (oprogramowania) do analizy danych. Aplikacje rolnicze powinny być dostosowane do użytkowania w terenie. Właściciel lub kierownik gospodarstwa powinien mieć dostęp do informacji również za pośrednictwem smartfonu.
Sieć IoT musi mieć też zapewniony zasięg. Połączenie bezprzewodowe między czujnikami a stacją bazową wysyłającą dane do chmury powinno być wystarczająco niezawodne, aby wytrzymać złe warunki pogodowe i zapewnić niezakłóconą pracę.
Rolnictwo precyzyjne i Internet Rzeczy
Rozwiązania techniczne jakie oferuje Rolnictwo Precyzyjne w połączeniu z siecią Internetu Rzeczy przede wszystkim zwiększają możliwości zbierania danych z różnych obszarów i działów gospodarstwa rolnego. Pozwala to na identyfikowanie problemów, które mogą zakłócać procesy produkcji i/lub funkcjonowanie gospodarstwa jako całości.
Duże zasoby danych pozyskanych z pola, szklarni czy budynku inwentarskiego i odpowiednie oprogramowanie to efektywna analityka danych i prognozowanie zjawisk zachodzących w uprawie czy hodowli co daje możliwość szybszego działania, zmniejszając tym samym ryzyko spadku plonów lub marnowania zasobów produkcyjnych.
Autor: Dr inż. Jacek Skudlarski
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Zapraszamy do odwiedzenia bloga dr inż. Jacka Skudlarskiego:
Bibliografia
https://webbylab.com/blog/the-future-of-precision-farming-using-iot/