8 حالات استخدام تكنولوجي للزراعة الذكية (وتحديات يجب مراعاتها) IOT

 مع التبني المتزايد لإنترنت الأشياء (IoT) ، تغلغلت الأجهزة المتصلة في كل جانب من جوانب حياتنا ، من الصحة واللياقة البدنية ، والأتمتة المنزلية ، والسيارات والخدمات اللوجستية ، إلى المدن الذكية وإنترنت الأشياء الصناعي.




وبالتالي ، فمن المنطقي فقط أن تجد إنترنت الأشياء والأجهزة المتصلة والأتمتة تطبيقاتها في الزراعة ، وعلى هذا النحو ، تعمل على تحسين كل جوانبها تقريبًا. كيف يمكن للمرء أن يستمر في الاعتماد على الخيول والمحاريث عندما لم تعد السيارات ذاتية القيادة والواقع الافتراضي مجرد خيال علمي بل حدث يومي؟


شهدت الزراعة عددًا من التحولات التكنولوجية في العقود الماضية ، وأصبحت أكثر صناعية وقائمة على التكنولوجيا. باستخدام العديد من أدوات الزراعة الذكية ، اكتسب المزارعون سيطرة أفضل على عملية تربية الماشية وزراعة المحاصيل ، مما يجعلها أكثر قابلية للتنبؤ بها وتحسين كفاءتها.


هذا ، إلى جانب الطلب الاستهلاكي المتزايد على المنتجات الزراعية ، ساهم في زيادة انتشار تقنيات الزراعة الذكية في جميع أنحاء العالم. في عام 2020 ، بلغت الحصة السوقية لإنترنت الأشياء في الزراعة 5.6 مليار دولار.


في هذه المقالة ، سوف نستكشف حالات استخدام إنترنت الأشياء في الزراعة ونفحص فوائدها. لذا ، إذا كنت تفكر في الاستثمار في الزراعة الذكية ، أو تخطط لبناء حل إنترنت الأشياء للزراعة ، فابحث في الأمر.

ما هي الزراعة الذكية؟ التعريف وحجم السوق

هناك طرق عديدة للإشارة إلى الزراعة الحديثة. على سبيل المثال ، تشير AgriTech إلى تطبيق التكنولوجيا في الزراعة بشكل عام.


من ناحية أخرى ، تُستخدم الزراعة الذكية في الغالب للإشارة إلى تطبيق حلول إنترنت الأشياء في الزراعة. إذن ما هي الزراعة الذكية باستخدام إنترنت الأشياء؟ باستخدام مستشعرات إنترنت الأشياء لجمع المقاييس البيئية والآلية ، يمكن للمزارعين اتخاذ قرارات مستنيرة ، وتحسين كل جانب من جوانب عملهم تقريبًا - من الثروة الحيوانية إلى زراعة المحاصيل.


على سبيل المثال ، باستخدام مستشعرات الزراعة الذكية لمراقبة حالة المحاصيل ، يمكن للمزارعين تحديد عدد مبيدات الآفات والأسمدة التي يتعين عليهم استخدامها للوصول إلى الكفاءة المثلى. الأمر نفسه ينطبق على تعريف الزراعة الذكية.

على الرغم من أن إنترنت الأشياء الخاص بالزراعة الذكية ، وكذلك إنترنت الأشياء الصناعي بشكل عام ، لا تحظى بشعبية مثل الأجهزة المتصلة بالمستهلكين ؛ ومع ذلك ، لا يزال السوق ديناميكيًا للغاية. يتزايد اعتماد حلول إنترنت الأشياء للزراعة باستمرار. وبالتحديد ، كان لـ COVID-19 تأثير إيجابي على إنترنت الأشياء في حصة السوق الزراعية. أدت الاضطرابات في سلسلة التوريد ونقص العمال المؤهلين إلى دفع معدل النمو السنوي المركب إلى 9،9٪. في الواقع ، وفقًا للتقارير الأخيرة ، من المقرر أن تصل حصة سوق الإطارات الذكية إلى 6.2 مليار دولار بحلول عام 2021.


في الوقت نفسه ، من المتوقع أن يتضاعف حجم سوق الزراعة الذكية العالمية ثلاث مرات بحلول عام 2025 ، ليصل إلى 15.3 مليار دولار (مقارنة بما يزيد قليلاً عن 5 مليارات دولار في عام 2016).


نظرًا لأن السوق لا يزال يتطور ، لا تزال هناك فرصة كبيرة للشركات الراغبة في الانضمام إليها. إن بناء منتجات إنترنت الأشياء للزراعة خلال السنوات القادمة يمكن أن يميزك عنك كمتبني مبكر ، وعلى هذا النحو ، يساعدك على تمهيد الطريق للنجاح.


لكن لماذا يجب أن تفكر في بناء تطبيق إنترنت الأشياء للزراعة في المقام الأول؟


فوائد الزراعة الذكية: كيف تعمل إنترنت الأشياء على تشكيل الزراعة

- تتمتع التقنيات وإنترنت الأشياء بالقدرة على تحويل الزراعة في العديد من الجوانب. على وجه التحديد ، هناك 5 طرق يمكن لإنترنت الأشياء من خلالها تحسين الزراعة:


البيانات ، أطنان من البيانات ، تم جمعها بواسطة أجهزة استشعار الزراعة الذكية ، على سبيل المثال الأحوال الجوية أو جودة التربة أو تقدم نمو المحصول أو صحة الماشية. يمكن استخدام هذه البيانات لتتبع حالة عملك بشكل عام بالإضافة إلى أداء الموظفين وكفاءة المعدات وما إلى ذلك.

- سيطرة أفضل على العمليات الداخلية ، ونتيجة لذلك ، تقليل مخاطر الإنتاج. تتيح لك القدرة على التنبؤ بمخرجات إنتاجك التخطيط لتوزيع أفضل للمنتجات. إذا كنت تعرف بالضبط كمية المحاصيل التي ستحصدها ، فيمكنك التأكد من أن منتجك لن يتواجد في مكان غير مباع.


- إدارة التكاليف وتقليل النفايات بفضل زيادة التحكم في الإنتاج. لتكون قادرًا على رؤية أي شذوذ في نمو المحاصيل أو صحة الماشية ، ستتمكن من التخفيف من مخاطر فقدان محصولك.

- زيادة كفاءة الأعمال من خلال أتمتة العمليات. باستخدام الأجهزة الذكية ، يمكنك أتمتة عمليات متعددة عبر دورة الإنتاج الخاصة بك ، على سبيل المثال الري أو التسميد أو مكافحة الآفات.

- تحسين جودة المنتج وأحجامه. تحقيق تحكم أفضل في عملية الإنتاج والحفاظ على معايير أعلى لجودة المحاصيل والقدرة على النمو من خلال الأتمتة.

نتيجة لذلك ، يمكن أن تؤدي كل هذه العوامل في النهاية إلى زيادة الإيرادات.


الآن وقد أوضحنا كيف يمكن تطبيق إنترنت الأشياء بشكل مفيد في مجال الزراعة ، دعنا نلقي نظرة على كيف يمكن للفوائد المدرجة أن تجد تطبيقها في الحياة الواقعية.

حالات استخدام إنترنت الأشياء في الزراعة (مع أمثلة)

هناك أنواع عديدة من مستشعرات إنترنت الأشياء للزراعة وكذلك تطبيقات إنترنت الأشياء في الزراعة بشكل عام:

1- رصد الظروف المناخية

ربما تكون أكثر أدوات الزراعة الذكية شيوعًا هي محطات الطقس ، التي تجمع بين أجهزة استشعار الزراعة الذكية المختلفة. يقعون في جميع أنحاء الميدان ، ويقومون بجمع بيانات مختلفة من البيئة وإرسالها إلى السحابة. يمكن استخدام القياسات المقدمة لرسم خريطة للظروف المناخية ، واختيار المحاصيل المناسبة ، واتخاذ التدابير اللازمة لتحسين قدرتها (أي الزراعة الدقيقة).


بعض الأمثلة على أجهزة إنترنت الأشياء للزراعة هي جميع METEO و Smart Elements و Pycno.


2. أتمتة الدفيئة

عادة ، يستخدم المزارعون التدخل اليدوي للتحكم في بيئة الدفيئة. يمكّنهم استخدام مستشعرات إنترنت الأشياء من الحصول على معلومات دقيقة في الوقت الفعلي عن ظروف الدفيئة مثل الإضاءة ودرجة الحرارة وحالة التربة والرطوبة.


بالإضافة إلى الحصول على البيانات البيئية ، يمكن لمحطات الطقس ضبط الظروف تلقائيًا لتتناسب مع المعلمات المحددة. على وجه التحديد ، تستخدم أنظمة أتمتة الدفيئة مبدأ مشابهًا.


على سبيل المثال ، يعد Farmapp و Growlink أيضًا من منتجات IoT الزراعية التي تقدم مثل هذه القدرات من بين أمور أخرى.


GreenIQ هو أيضًا منتج مثير للاهتمام يستخدم مستشعرات الزراعة الذكية. إنها وحدة تحكم ذكية في الرشاشات تتيح لك إدارة أنظمة الري والإضاءة عن بُعد.


3. إدارة المحاصيل

هناك نوع آخر من منتجات إنترنت الأشياء في الزراعة وعنصر آخر للزراعة الدقيقة وهي أجهزة إدارة المحاصيل. تمامًا مثل محطات الطقس ، يجب وضعها في الحقل لجمع البيانات الخاصة بزراعة المحاصيل ؛ من درجة الحرارة وهطول الأمطار إلى إمكانات مياه الأوراق وصحة المحاصيل بشكل عام.


وبالتالي ، يمكنك مراقبة نمو محصولك وأي حالات شاذة لمنع أي أمراض أو تفشي بشكل فعال يمكن أن تضر محصولك. يمكن أن تكون Arable و Semios بمثابة تمثيلات جيدة لكيفية تطبيق حالة الاستخدام هذه في الحياة الواقعية.


4. مراقبة الماشية وإدارتها

تمامًا مثل مراقبة المحاصيل ، توجد مستشعرات زراعة إنترنت الأشياء يمكن توصيلها بالحيوانات في مزرعة لمراقبة صحتها وأدائها في السجل. يساعد تتبع الثروة الحيوانية ومراقبتها في جمع البيانات حول صحة المخزون ورفاهيته والموقع المادي.


على سبيل المثال ، يمكن لمثل هذه المستشعرات تحديد الحيوانات المريضة حتى يتمكن المزارعون من فصلها عن القطيع وتجنب التلوث. يساعد استخدام الطائرات بدون طيار لتتبع الماشية في الوقت الفعلي أيضًا المزارعين على تقليل نفقات التوظيف. يعمل هذا بشكل مشابه لأجهزة إنترنت الأشياء لرعاية الحيوانات الأليفة.


على سبيل المثال ، يستخدم SCR من Allflex و Cowlar مستشعرات الزراعة الذكية (علامات طوق) لتقديم إحصاءات عن درجة الحرارة والصحة والنشاط والتغذية لكل بقرة على حدة بالإضافة إلى معلومات جماعية حول القطيع.


5. الزراعة الدقيقة

تُعرف الزراعة الدقيقة أيضًا باسم الزراعة الدقيقة ، وهي تدور حول الكفاءة واتخاذ قرارات دقيقة تعتمد على البيانات. إنه أيضًا أحد أكثر تطبيقات إنترنت الأشياء انتشارًا وفعالية في الزراعة.


باستخدام مستشعرات إنترنت الأشياء ، يمكن للمزارعين جمع مجموعة واسعة من المقاييس على كل جانب من جوانب المناخ المحلي والنظام البيئي: الإضاءة ، ودرجة الحرارة ، وحالة التربة ، والرطوبة ، ومستويات ثاني أكسيد الكربون ، والتهابات الآفات. تمكن هذه البيانات المزارعين من تقدير الكميات المثلى من المياه والأسمدة والمبيدات الحشرية التي تحتاجها محاصيلهم ، وتقليل النفقات ، ورفع محاصيل أفضل وأكثر صحة.


على سبيل المثال ، تبني CropX أجهزة استشعار للتربة تعمل على إنترنت الأشياء والتي تقيس رطوبة التربة ودرجة الحرارة والموصلية الكهربائية مما يمكّن المزارعين من تلبية الاحتياجات الفريدة لكل محصول على حدة. بالاقتران مع البيانات الجغرافية المكانية ، تساعد هذه التقنية في إنشاء خرائط تربة دقيقة لكل حقل. تقدم Mothive خدمات مماثلة ، تساعد المزارعين على تقليل النفايات ، وتحسين الغلات ، وزيادة استدامة المزرعة.


6. الطائرات بدون طيار الزراعية

ربما يكون استخدام الطائرات بدون طيار الزراعية في الزراعة الذكية من أكثر التطورات الواعدة في مجال التكنولوجيا الزراعية. تُعرف أيضًا باسم الطائرات بدون طيار (الطائرات بدون طيار) ، وهي مجهزة بشكل أفضل من الطائرات والأقمار الصناعية لجمع البيانات الزراعية. بصرف النظر عن قدرات المراقبة ، يمكن للطائرات بدون طيار أيضًا أداء عدد كبير من المهام التي كانت تتطلب في السابق عمالة بشرية: زراعة المحاصيل ، ومكافحة الآفات والأمراض المعدية ، والرش الزراعي ، ومراقبة المحاصيل ، وما إلى ذلك.

تقوم DroneSeed ، على سبيل المثال ، ببناء طائرات بدون طيار لزراعة الأشجار في المناطق التي أزيلت منها الغابات. استخدام مثل هذه الطائرات هو 6 مرات أكثر فعالية من العمل البشري. تستخدم طائرة بدون طيار EBee SQ تحليلات للصور متعددة الأطياف لتقدير صحة المحاصيل وتأتي بسعر مناسب.



7. التحليلات التنبؤية للزراعة الذكية

تسير الزراعة الدقيقة وتحليلات البيانات التنبؤية جنبًا إلى جنب. في حين أن إنترنت الأشياء وتكنولوجيا الاستشعار الذكية هي منجم ذهب لبيانات الوقت الحقيقي ذات الصلة للغاية ، فإن استخدام تحليلات البيانات يساعد المزارعين على فهمها والتوصل إلى تنبؤات مهمة: وقت حصاد المحاصيل ، ومخاطر الأمراض والإصابة ، وحجم المحاصيل ، إلخ. تساعد أدوات تحليل البيانات في جعل الزراعة ، التي تعتمد بشكل كبير على الأحوال الجوية ، أكثر قابلية للإدارة ويمكن التنبؤ بها.


على سبيل المثال ، تساعد منصة أداء المحاصيل المزارعين على الوصول إلى حجم ونوعية الغلات مقدمًا ، فضلاً عن تعرضهم للظروف الجوية غير المواتية ، مثل الفيضانات والجفاف. كما أنها تمكن المزارعين من تحسين إمدادات المياه والمغذيات لكل محصول وحتى اختيار سمات الغلة لتحسين الجودة.


تُمكِّن حلول مثل SoilScout ، المطبقة في الزراعة ، المزارعين من توفير ما يصل إلى 50٪ من مياه الري ، وتقليل فقد الأسمدة الناتجة عن الإفراط في الري ، وتقديم رؤى قابلة للتنفيذ بغض النظر عن الموسم أو الظروف الجوية.


8. نظم إدارة المزرعة من البداية إلى النهاية

يمكن تمثيل نهج أكثر تعقيدًا لمنتجات إنترنت الأشياء في الزراعة من خلال ما يسمى أنظمة إدارة إنتاجية المزرعة. عادةً ما تتضمن عددًا من أجهزة ومستشعرات إنترنت الأشياء الزراعية ، المثبتة في أماكن العمل بالإضافة إلى لوحة معلومات قوية مع إمكانات تحليلية وميزات محاسبة / إعداد تقارير مضمنة.


يوفر هذا إمكانات مراقبة المزارع عن بُعد ويسمح لك بتبسيط معظم العمليات التجارية. يتم تقديم حلول مماثلة بواسطة FarmLogs و Cropio.


بالإضافة إلى حالات استخدام زراعة إنترنت الأشياء المدرجة ، تشمل بعض الفرص البارزة تتبع المركبات (أو حتى الأتمتة) ، وإدارة التخزين ، والخدمات اللوجستية ، إلخ. 



أشياء يجب مراعاتها قبل تطوير حل الزراعة الذكية الخاص بك

كما نرى ، فإن حالات استخدام إنترنت الأشياء في الزراعة لا حصر لها. هناك العديد من الطرق التي يمكن أن تساعدك بها الأجهزة الذكية في زيادة أداء مزرعتك وإيراداتها. ومع ذلك ، فإن تطوير تطبيقات الزراعة IoT ليس بالمهمة السهلة. هناك بعض التحديات التي يجب أن تكون على دراية بها إذا كنت تفكر في الاستثمار في الزراعة الذكية.

1. الأجهزة

لبناء حل إنترنت الأشياء للزراعة ، تحتاج إلى اختيار المستشعرات لجهازك (أو إنشاء واحد مخصص). يعتمد اختيارك على أنواع المعلومات التي تريد جمعها والغرض من الحل بشكل عام. على أي حال ، فإن جودة أجهزة الاستشعار الخاصة بك أمر بالغ الأهمية لنجاح منتجك: فهي تعتمد على دقة البيانات التي تم جمعها وموثوقيتها.

2. الدماغ

يجب أن تكون تحليلات البيانات في صميم كل حل زراعي ذكي. لن تكون البيانات المجمعة بحد ذاتها ذات فائدة كبيرة إذا لم تستطع فهمها. وبالتالي ، فأنت بحاجة إلى إمكانات قوية في تحليل البيانات وتطبيق الخوارزميات التنبؤية والتعلم الآلي من أجل الحصول على رؤى قابلة للتنفيذ بناءً على البيانات التي تم جمعها.

3. الصيانة

تعد صيانة أجهزتك تحديًا ذا أهمية قصوى لمنتجات إنترنت الأشياء في الزراعة ، حيث تُستخدم المستشعرات عادةً في هذا المجال ويمكن أن تتلف بسهولة. وبالتالي ، تحتاج إلى التأكد من أن أجهزتك متينة وسهلة الصيانة. وإلا فسوف تحتاج إلى استبدال المستشعرات أكثر مما تريد.

4. التنقل

يجب أن تكون تطبيقات الزراعة الذكية مصممة للاستخدام في الميدان. يجب أن يكون صاحب العمل أو مدير المزرعة قادرين على الوصول إلى المعلومات الموجودة في الموقع أو عن بُعد عبر الهاتف الذكي أو الكمبيوتر المكتبي.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون كل جهاز متصل مستقلاً ولديه نطاق لاسلكي كافٍ للتواصل مع الأجهزة الأخرى وإرسال البيانات إلى الخادم المركزي.

5. البنية التحتية

لضمان أداء تطبيق الزراعة الذكية الخاص بك بشكل جيد (وللتأكد من أنه يمكنه التعامل مع حمل البيانات) ، فإنك تحتاج إلى بنية تحتية داخلية قوية.

علاوة على ذلك ، يجب أن تكون أنظمتك الداخلية آمنة. يؤدي الفشل في تأمين نظامك بشكل صحيح إلى زيادة احتمالية اقتحام شخص ما له ، أو سرقة بياناتك ، أو حتى السيطرة على جراراتك الذاتية.

6. الاتصال

لا تزال الحاجة إلى نقل البيانات بين العديد من المنشآت الزراعية تشكل تحديًا لاعتماد الزراعة الذكية. وغني عن القول أن الاتصال بين هذه المرافق يجب أن يكون موثوقًا بدرجة كافية لتحمل الظروف الجوية السيئة ولضمان عمليات غير معطلة. اليوم ، لا تزال أجهزة إنترنت الأشياء تستخدم بروتوكولات اتصال مختلفة ، على الرغم من أن الجهود المبذولة لتطوير معايير موحدة في هذا المجال جارية حاليًا. من المأمول أن يساعد ظهور 5G وتقنيات مثل الإنترنت الفضائي في إيجاد حل لهذه المشكلة.

7. تكرار جمع البيانات

نظرًا للتنوع الكبير في أنواع البيانات في الصناعة الزراعية ، فإن ضمان التكرار الأمثل لجمع البيانات يمكن أن يكون مشكلة. يمكن أن تخضع البيانات من أجهزة الاستشعار الميدانية والجوية والبيئية والتطبيقات والآلات والمعدات ، بالإضافة إلى البيانات التحليلية المعالجة ، للقيود واللوائح. اليوم ، يعد التسليم الآمن وفي الوقت المناسب لهذه البيانات ومشاركتها أحد تحديات الزراعة الذكية الحالية.

8. أمن البيانات في الصناعة الزراعية

تعني الزراعة الدقيقة وتقنية إنترنت الأشياء العمل مع مجموعات كبيرة من البيانات ، مما يزيد من عدد الثغرات الأمنية المحتملة التي يمكن للجناة استخدامها لسرقة البيانات وهجمات القرصنة. لسوء الحظ ، لا يزال أمن البيانات في الزراعة ، إلى حد كبير ، مفهومًا غير مألوف. تستخدم العديد من المزارع ، على سبيل المثال ، طائرات بدون طيار تنقل البيانات إلى الآلات الزراعية. تتصل هذه الآلية بالإنترنت ولكنها لا تحتوي على حماية أمنية تذكر ، مثل كلمات مرور المستخدم أو مصادقة الوصول عن بُعد.

تتضمن بعض توصيات أمان إنترنت الأشياء الأساسية مراقبة حركة مرور البيانات ، واستخدام طرق التشفير لحماية البيانات الحساسة ، والاستفادة من أدوات الأمان القائمة على الذكاء الاصطناعي لاكتشاف آثار النشاط المشبوه في الوقت الفعلي ، وتخزين البيانات في blockchain لضمان سلامتها. للاستفادة الكاملة من إنترنت الأشياء ، سيتعين على المزارعين التعرف على مفهوم أمن البيانات ، ووضع سياسات الأمن الداخلي ، والالتزام بها.

في الأخير اذا أعجبتك المقالة واستفدت منها ,أو لديك اضافة يمكنك ترك تعليقك أسفل المقالة  لمشاركة أرائك 

google-playkhamsatmostaqltradent