IoT trong nông nghiệp: Những lợi ích và ứng dụng

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về cách IoT có thể được sử dụng trong các kịch bản nông nghiệp khác nhau và những lợi ích mà IoT mang lại cho nông nghiệp. Hãy khám phá cách IoT trong nông nghiệp có thể giúp cải thiện chất lượng sản xuất, giảm chi phí hoạt động và cung cấp thông tin chi tiết theo thời gian thực cho cây trồng và vật nuôi.

Vai trò của các thiết bị IoT trong nông nghiệp 4.0

Sự phát triển của IoT trong nông nghiệp đang mở ra những triển vọng đầy hứa hẹn cho các hoạt động tiên tiến, giúp tăng năng suất và đồng thời cải thiện an toàn, cung cấp thực phẩm. Từ quản lý nước đến giám sát cây trồng và vật nuôi, cảm biến, mô-đun và cổng kết nối cùng nhau hoạt động để cung cấp thông tin thời gian thực chính xác, đã được thu thập và kiểm tra, để đưa ra quyết định sáng suốt hơn, xác minh chi phí và tuân thủ quy định được hợp lý hóa.

IoT trong nông nghiệp sử dụng nhiều cảm biến để thu thập dữ liệu thời gian thực. Nông dân phụ thuộc vào các cảm biến thông minh để kiểm tra độ ẩm của đất, kiểm tra sức khỏe của cây trồng và vật nuôi và vận hành hiệu quả máy bay không người lái và máy móc nông nghiệp, thường ở các khu vực hẻo lánh không có truy cập băng thông rộng đầy đủ.

Một số phát minh trong lĩnh vực cảm biến bao gồm: việc đưa vào các giải pháp truy xuất nguồn gốc có công suất thấp, giảm thiểu và không thể tái sử dụng cũng như hiệu suất 5G, hứa hẹn cho nông dân triển vọng tốt hơn để triển khai công nghệ cảm biến trong môi trường độc quyền của họ. Công nghệ IoT có thể giúp nông dân phản ứng nhanh chóng với các điều kiện môi trường thay đổi, quy định, nhân sự và tình trạng nhu cầu, riêng lẻ hoặc kết hợp.

Dòng dữ liệu đồng thời từ một mạng này sang mạng khác được thực hiện bởi các thiết bị phần cứng được gọi là cổng kết nối. Chúng là các thành phần giải pháp quan trọng cung cấp quyền truy cập đáng tin cậy vào camera cảm biến, hệ thống và bộ kích hoạt, cần thiết cho môi trường IoT trong các trang trại thông minh. Kết quả không thuận lợi có thể do định tuyến dữ liệu không hiệu quả, đặc biệt là khi giám sát vật nuôi, kiểm soát tưới tiêu và đo lường một khu vực.

Hầu hết các trang trại nằm ở các khu vực nông thôn, hẻo lánh, nơi tất cả các hoạt động của họ được phân bổ rộng rãi trên một khoảng cách lớn và có các cảnh quan khác nhau. Ngoài ra, các yêu cầu kết nối rất khác nhau. Trong thiết kế cổng kết nối, các đổi mới, đặc biệt là việc tích hợp các thành phần chính công nghiệp tiên tiến như LTE riêng tư đột phá, các mô-đun truyền thông không dây và các công nghệ 5G từ xa, hỗ trợ các nhà tích hợp IoT nông nghiệp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của nông dân khi giám sát hoạt động trong mọi điều kiện.

Thay vì truyền dữ liệu thô qua cổng kết nối, các ứng dụng có thể hoạt động nhúng nhờ sự phát triển nhanh chóng của các quy trình xử lý IoT Edge. Kỹ thuật xử lý IoT Edge này giúp quản lý thiết bị dễ dàng và đưa ra quyết định phù hợp tại hoặc gần các điểm cuối tạo dữ liệu. Một số mô-đun di động tiêu chuẩn NB-IoT và LTE-M cho phép thiết bị kết nối trực tiếp với mạng IoT di động.

Chúng lý tưởng để thêm chức năng mạng di động hoặc Wi-Fi cho cảm biến và các thiết bị IoT khác. Do sự phức tạp của công nghệ tần số cao và các yêu cầu nghiêm ngặt về tuân thủ quy định, các nhà tích hợp và nhà thiết kế thiết bị IoT trong ngành nông nghiệp phải dựa vào các mô-đun đã sẵn sàng sử dụng, khác với phương pháp chip xuống được sử dụng cho các khối thiết kế chức năng khác. Cách tiếp cận này cho các giải pháp kết nối mang lại nhiều lựa chọn và cung cấp thời điểm lý tưởng cho nghiên cứu và tiếp thị. Nó cũng mang lại cơ hội cho việc phát triển ROI cho các nhà tích hợp giải pháp IoT nông nghiệp để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của ngành.

Các mô-đun là thành phần quan trọng của các thiết bị IoT. Các mô-đun IoT được sử dụng trong các hệ thống nông nghiệp phải có chất lượng cao và bền bỉ để luôn nhất quán và đáng tin cậy, ngay cả trong điều kiện môi trường khắc nghiệt nhất. Nông nghiệp thông minh là một nền tảng giải pháp quan trọng cho doanh nghiệp. Việc lựa chọn một mô-đun thiết bị nông nghiệp được kết nối dựa trên ROI và tổng chi phí vòng đời là rất quan trọng chứ không phải là giá mua.

Tham khảo: Công nghiệp 4.0 là gì – Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) là gì?

Cách hoạt động của các giải pháp nông nghiệp thông minh

Các thiết bị thu thập dữ liệu IoT có thể được sử dụng trong nông nghiệp để thu thập dữ liệu thời gian thực qua kết nối không dây. Các thiết bị IoT này được tối ưu hóa cho các kịch bản nông nghiệp khác nhau và có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu cây trồng, đất, vật nuôi và khí hậu.

Các thiết bị IoT thông minh cho nông nghiệp cung cấp các thông số và cảnh báo tùy chỉnh để đảm bảo điều kiện tối ưu cho sự phát triển, năng suất và hiệu quả của cây trồng. Ngoài ra, IoT nông nghiệp thông minh cung cấp các tính năng thu thập và phân tích dữ liệu đám mây toàn diện. Do đó, nông dân có thể sử dụng IoT để giám sát hoạt động, điều kiện môi trường và phúc lợi động vật của họ theo thời gian.

IoT trong nông nghiệp cho phép nông dân giảm lãng phí và cải thiện năng suất bằng cách xác định các loại phân bón và thuốc trừ sâu phù hợp để sử dụng trên trang trại. Ngoài ra, IoT cho phép nông dân sử dụng hiệu quả các nguồn lực sẵn có như điện, nước, v.v.

Tự động hóa một hệ thống nông nghiệp bằng cảm biến giúp dễ dàng giám sát cây trồng trên cánh đồng từ bất cứ đâu. Nó cũng giúp nông dân đưa ra quyết định chính xác giữa các quyết định thủ công và tự động hóa dựa trên dữ liệu được thu thập trước khi thực hiện hành động cần thiết. Ví dụ: một nông dân có thể sử dụng cảm biến để tưới tiêu tự động cho trang trại khi độ ẩm của đất giảm. Nông nghiệp thông minh hiệu quả và có tổ chức hơn các phương pháp truyền thống.

Dưới đây là một số cách cụ thể mà các giải pháp nông nghiệp thông minh có thể được sử dụng:

Ứng dụng IoT trong nông nghiệp thông minh

1. Giám sát và quản lý đàn gia súc tốt hơn

IoT có thể giúp nông dân cải thiện chăn nuôi. Nhiều nông dân sử dụng IoT để đảm bảo điều kiện khí hậu và môi trường sống tối ưu cho động vật. IoT có thể được sử dụng để giám sát lượng khí thải nitơ từ động vật và đảm bảo tuân thủ các quy định môi trường.

IoT có thể giúp giám sát điều kiện sống trong chuồng, điều này có thể cải thiện cuộc sống và phúc lợi của động vật. Các thiết bị IoT có thể giám sát và điều khiển kế hoạch cho ăn. Nông dân cũng có thể theo dõi động vật của họ bằng các thiết bị định vị IoT thông minh. IoT nông nghiệp thông minh có thể góp phần đáng kể vào việc giảm chi phí hoạt động và cải thiện hiệu quả.

2. Cảm biến IoT trong nông nghiệp

Khí hậu toàn cầu đang thay đổi và nông dân đang chịu áp lực phải thích ứng và phát triển bền vững hơn. IoT nông nghiệp thông minh có thể giúp nông dân giải quyết những thách thức mới này theo nhiều cách.

Các cảm biến IoT có thể giúp giảm tổng lượng nước tiêu thụ. IoT thông minh sẽ giúp nông dân giảm sử dụng hóa chất vì việc sử dụng thuốc trừ sâu được giám sát và tối ưu hóa theo thời gian thực.

Các cảm biến IoT trên đồng ruộng và trong đất sẽ báo cáo điều kiện theo thời gian thực và thời điểm cần ủ phân bổ sung. Nông dân sẽ biết chính xác khi nào và bao nhiêu ủ phân cần được thực hiện để đạt được điều kiện bón phân và đất tốt nhất cho sự phát triển của cây trồng.

Có nhiều loại cảm biến IoT nông nghiệp khác nhau, mỗi loại được thiết kế để đo một thông số cụ thể. Dưới đây là danh sách 5 loại cảm biến IoT nông nghiệp phổ biến nhất:

• Cảm biến ánh sáng: Đo lường cường độ và cường độ ánh sáng để đảm bảo điều kiện tối ưu cho sự phát triển của cây trồng.
• Cảm biến hóa học: Đo lường mức độ dinh dưỡng trong đất để đảm bảo cây trồng nhận được lượng chất dinh dưỡng cần thiết.
• Cảm biến độ ẩm: Đo lường độ ẩm của đất và không khí để đảm bảo cây trồng không bị thiếu nước hoặc quá ẩm.
• Cảm biến gió: Đo lường tốc độ và hướng gió để đảm bảo cây trồng không bị gió thổi mạnh.
• Cảm biến điện: Sử dụng camera và các cảm biến khác để theo dõi cây trồng và vật nuôi theo thời gian thực.

3. Tự động hóa và kiểm soát khí hậu trong nhà kính

Trồng trọt trong nhà kính đòi hỏi phải kiểm soát khí hậu một cách cẩn thận và tự động. Để đạt được năng suất và hiệu quả cao nhất, các nhà điều hành nhà kính cần kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác. Dưới đây là 5 cách mà các nhà điều hành nhà kính có thể tận dụng lợi thế của IoT:

1. Giám sát từ xa: Cảm biến IoT có thể được sử dụng để giám sát điều kiện sống của cây trồng trong nhà kính từ xa. Các nhà nông sẽ được thông báo tự động nếu cần điều chỉnh.
2. Nước và phân bón: Cảm biến IoT có thể giúp xác định thời điểm và lượng nước và phân bón phù hợp cho từng loại cây trồng trong nhà kính.
3. Tự động hóa: Cảm biến IoT trong nhà kính có thể giúp giảm lao động thủ công, dẫn đến tiết kiệm chi phí và cải thiện hiệu quả tổng thể.
4. Học máy: Cảm biến IoT cung cấp dữ liệu thời gian thực và lịch sử về cây trồng trong nhà kính. Dữ liệu này có thể được xử lý và phân tích trong đám mây IoT. Bằng cách sử dụng học máy và tự động hóa, các nhà nông có thể tiếp tục tối ưu hóa nhà kính của họ và tiết kiệm năng lượng.
5. Sức khỏe: Cảm biến IoT trong nhà kính có thể giúp các nhà nông giám sát sức khỏe của cây trồng và cây trồng. Việc phát hiện sớm bệnh tật có thể giúp giảm nguy cơ lây lan sang các cây trồng khác.

Tìm hiểu thêm: Các ứng dụng IoT hàng đầu cho sản xuất công nghiệp

4. Nông nghiệp chính xác và giám sát cây trồng

Công nghệ IoT có thể được sử dụng để giám sát sức khỏe cây trồng và tình trạng đất theo thời gian thực. Internet of Things cung cấp cho nông dân thông tin cần thiết để đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu về tưới tiêu, bón phân và các khía cạnh khác của quản lý cây trồng. Dưới đây là 3 ví dụ về cách nông dân có thể sử dụng Internet of Things cho nông nghiệp chính xác và giám sát cây trồng theo thời gian thực:

1. Dự đoán lượng và chất lượng sản lượng cây trồng.

Cảm biến IoT có thể được sử dụng để theo dõi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và dinh dưỡng của đất để dự đoán khả năng năng suất và chất lượng của cây trồng. Điều này có thể giúp nông dân đưa ra quyết định sáng suốt hơn về cách trồng trọt và chăm sóc cây trồng.

2. Giám sát sự phát triển của cây trồng theo thời gian thực.

Cảm biến IoT có thể được sử dụng để theo dõi các yếu tố như chiều cao, lá và hoa của cây trồng để phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe hoặc sâu bệnh. Điều này có thể giúp nông dân ngăn chặn thiệt hại cho cây trồng và cải thiện năng suất.

3. Lên kế hoạch thu hoạch và phân phối tốt hơn.

Cảm biến IoT có thể được sử dụng để theo dõi sự phát triển của cây trồng và dự đoán thời điểm thu hoạch tốt nhất. Điều này có thể giúp nông dân tối đa hóa lợi nhuận từ vụ mùa của họ.

5. Tưới tiêu thông minh và quản lý nước

Công nghệ IoT có thể được sử dụng để tối ưu hóa tưới tiêu và quản lý nước. Công nghệ IoT trong quản lý nước có thể giúp giảm lượng nước tiêu thụ và tăng năng suất cây trồng bằng cách giám sát độ ẩm của đất và điều kiện thời tiết theo thời gian thực.

Một số lợi ích quan trọng nhất của việc triển khai các giải pháp quản lý nước IoT cho nông nghiệp là điều khiển từ xa, lịch trình cá nhân và phân tích thời tiết được cải thiện. Bằng cách sử dụng các dịch vụ IoT trong các hệ thống tưới tiêu, nông dân có thể quản lý tốt hơn chi phí nước của họ và tăng năng suất cây trồng, đồng thời giảm thiểu lãng phí nước.