MOKOSmart إنترنت الأشياء في الزراعة

وذلك لمطابقة سكان العالم المقترح من البشر 9.7 مليار بواسطة 2050, يجب أن يرتفع إنتاج السلع الزراعية حولها 69 نسبه مئويه. يجب تنفيذ تقنيات زراعية جديدة لتحقيق ذلك بشكل جذري.

يمكن للعالم تلبية الطلب المطلوب من خلال تطبيق إنترنت الأشياء في الزراعة. تقدم إنترنت الأشياء في الزراعة فهمًا لكيفية منع المحاصيل والثروة الحيوانية من اعتلال الحيوانات وزيادة إنتاجها بكفاءة. ومع ذلك, تصبح حلول إنترنت الأشياء هذه مستحيلة مع اتصال غير موثوق به - اتصال إنترنت الأشياء هو ما نقدمه في MOKOSmart.

وظيفة أجهزة إنترنت الأشياء في الجيل القادم من الزراعة

تعد الاستخدامات التدريجية لإنترنت الأشياء في الزراعة من الآفاق المؤثرة في أنشطة التفكير المستقبلي التي تزيد من إنتاج و, في نفس الوقت, تحسين سلامة وتوصيل الطعام. من إدارة المياه إلى مراقبة المحاصيل والثروة الحيوانية, مجسات, الوحدات, والبوابات تعمل بشكل مشترك لتقديم معلومات دقيقة في الوقت الفعلي تم جمعها وفحصها للحصول على قرارات أكثر دراية, التحقق من التكلفة والامتثال التنظيمي المعقول.

تستخدم إنترنت الأشياء في الزراعة العديد من أجهزة الاستشعار المستخدمة لجمع البيانات في الوقت الفعلي. يعتمد المزارعون على أجهزة استشعار ذكية لفحص محتوى الرطوبة في التربة, فحص صحة الماشية والمحاصيل, وتشغيل الطائرات بدون طيار والمركبات الزراعية بكفاءة, في الغالب في المناطق النائية دون قبول النطاق العريض الكامل.

بعض الاختراعات في تكنولوجيا الاستشعار; دمج الطاقة المنخفضة, انخفاض, وحلول التتبع غير القابلة لإعادة الاستخدام بالإضافة إلى طاقة 5G, التي تعد بآفاق أفضل للمزارعين لوضع تكنولوجيا الاستشعار في أماكنهم الحصرية. يمكن أن تساعد تقنية إنترنت الأشياء المزارعين على الاستجابة السريعة للتغيير البيئي, تنظيمي, التوظيف, وتطلب المواقف, سواء كانت متميزة أو جماعية.

يتم تمكين التدفق المتزامن للبيانات من شبكة إلى أخرى بواسطة أجهزة تسمى بوابات. إنها روابط حلول مهمة توفر وصولاً موثوقًا به إلى كاميرات الاستشعار, أنظمة, والمحركات, حيوية لمحيط إنترنت الأشياء في المزارع الذكية. يمكن تحقيق النتائج السلبية من خلال التوجيه السيئ للبيانات, خاصة عند مراقبة الثروة الحيوانية, السيطرة على الري, ومسح المنطقة.

تقع معظم المزارع في المناطق الريفية, الإعدادات البعيدة حيث تنتشر جميع عملياتها على نطاق واسع عبر مسافات كبيرة ولها مناظر طبيعية مختلفة. علاوة على ذلك, تختلف احتياجات الاتصال بشكل كبير. في تصميم البوابة, الابتكارات, لا سيما دمج المكونات الرئيسية المتقدمة من الدرجة الصناعية مثل LTE الخاص الذي يغير قواعد اللعبة, وحدات الاتصالات اللاسلكية, وتقنيات 5G عن بعد, مساعدة في زراعة مدمجي إنترنت الأشياء للوفاء بالمزارعين بشكل كامل’ يحتاج عند عمليات الفرز تحت أي ظرف من الظروف.

بدلاً من إرسال البيانات الأولية عبر البوابات, أصبحت التطبيقات من الممكن أن تعمل مدمجة بفضل التقدم السريع في عمليات حافة إنترنت الأشياء. تساعد تقنية معالجة حافة إنترنت الأشياء هذه في الإدارة السهلة للأجهزة واتخاذ القرارات المناسبة عند أو بالقرب من نقاط نهاية إنشاء البيانات. تتيح بعض الوحدات الخلوية لمعايير NB-IoT و LTE-M للأجهزة الارتباط مباشرة بشبكة إنترنت الأشياء المحمولة.

إنها مثالية لإضافة وظائف الشبكة الخلوية أو شبكة Wi-Fi إلى أجهزة الاستشعار وأدوات إنترنت الأشياء الأخرى. نظرًا لتعقيدات هندسة الترددات الراديوية وضرورات الامتثال التنظيمي الصارم, يجب أن يعتمد تكامل ومصممي أجهزة إنترنت الأشياء في الصناعة الزراعية على وحدات جاهزة للاستخدام بخلاف طريقة الرقاقة المناسبة لمجموعات التصميم الوظيفية الأخرى. يدير هذا النهج لحلول الاتصال العديد من الاحتمالات ويوفر وقتًا مثاليًا لإجراء البحث والتسويق. كما أنه يوفر مجالًا لتطوير عائد الاستثمار لتربية مدمجي حلول إنترنت الأشياء لتلبية الاحتياجات الخاصة للقطاع.

الوحدات النمطية هي عناصر أساسية لأجهزة إنترنت الأشياء. يجب أن تكون وحدات إنترنت الأشياء المنتشرة في أنظمة الزراعة ذات جودة عالية ومتينة لتكون متسقة وموثوقة في جميع الأوقات, حتى خلال الظروف البيئية الأكثر قسوة. الزراعة الذكية هي منصة حل ذات مهمة حيوية. يعد اختيار وحدة جهاز زراعي مرتبطة استنادًا إلى عائد الاستثمار وتكلفة دورة الحياة بأكملها أمرًا بالغ الأهمية بدلاً من سعر الشراء.

اتصال MOKOSmart IoT

تمكّنك خطط الاتصال وحلول الإدارة MOKOSmart IoT من الحصول على قبول بلمسة واحدة لشبكة الاتصال العالمية الخاصة بك. أدوات وموارد اتصال إنترنت الأشياء المتوفرة في MOKOSmart تنقلك بسرعة وكفاءة إلى السوق, بغض النظر عن حجم شبكتك, المسرح, أو مقياس.

في MOKOSmart, يمكنك الآن الحصول على اتصال إنترنت الأشياء يسهل الوصول إليه. علاوة على ذلك, ستحصل شبكتك على رؤية عالمية ومحول دقيق إلى بطاقة SIM فردية.

كيف تعمل حلول الزراعة الذكية?

تمكن إنترنت الأشياء في الزراعة المزارعين من تقليل النفايات وتحسين الإنتاجية من خلال تحديد الأسمدة والمبيدات الحشرية المناسبة للتطبيق في المزرعة. علاوة على ذلك, تتيح إنترنت الأشياء للمزارعين الاستفادة بكفاءة من الموارد المتاحة مثل الكهرباء, ماء, و أكثر من ذلك بكثير.

تعمل أتمتة نظام الزراعة باستخدام أجهزة الاستشعار على تسهيل مراقبة المحاصيل في حقل ما عن بُعد من أي مكان. كما أنه يساعد المزارعين على الاختيار الصحيح بين القرارات اليدوية والآلية بناءً على البيانات التي تم جمعها قبل اتخاذ الإجراءات اللازمة. على سبيل المثال, يمكن للمزارع نشر أجهزة استشعار لري مزرعة تلقائيًا عندما ينخفض ​​محتوى الرطوبة في التربة. الزراعة الذكية أكثر كفاءة وتنظيمًا من الطرق التقليدية.

تطبيقات إنترنت الأشياء في الزراعة الذكية

تلعب الزراعة الذكية القائمة على إنترنت الأشياء دورًا مهمًا في إحداث ثورة في أساليب الزراعة المحافظة. يستهدف مناهج الزراعة مثل الزراعة العضوية, الزراعة الأسرية وتعزز الزراعة شديدة الشفافية. أيضا, إنترنت الأشياء في الزراعة الذكية مفيد للغاية من حيث القضايا البيئية. يمكن أن تمكن المزارعين من استخدام موارد المياه بشكل فعال وتحسين المدخلات والمعالجات الزراعية.

بعض التطبيقات الأساسية للزراعة الذكية القائمة على إنترنت الأشياء والتي تحول القطاع الزراعي هي;

الزراعة الدقيقة

تُعرف أيضًا باسم الزراعة الدقيقة, تتضمن الزراعة الدقيقة جميع المكونات التي تجعل العملية الزراعية بأكملها دقيقة وسهلة التحكم عندما يتعلق الأمر بزراعة المحاصيل وتربية الماشية. تعد تقنية المعلومات أحد العوامل الأساسية التي تساهم في هذه الممارسة الزراعية. يشمل البعض الآخر; مجسات, أنظمة التحكم, علم الروبوتات, الأجهزة الآلية, مركبات الأتمتة, وتقنيات معدل متغير.

الزراعة الدقيقة

حدثت التطورات التكنولوجية بمعدلات عالية جدًا في السنوات القليلة الماضية. يعد استخدام الطائرات بدون طيار أحد التطورات المهمة التي أدت إلى تطوير التكنولوجيا في القطاع الزراعي.
بعض الفوائد المكتسبة عند استخدام الطائرات بدون طيار في الزراعة هي; زيادة إنتاج المحاصيل يوفر الوقت, سهولة الاستخدام, رسم خرائط نظم المعلومات الجغرافية المتكاملة, والتصوير الصحي للمحاصيل. يمكن للقطاع الزراعي الحصول على تحول عالي التقنية عندما يتم دمج تقنية الطائرات بدون طيار مع الأساليب المناسبة وتخطيط جمع البيانات في الوقت الفعلي.

مراقبة الثروة الحيوانية

يستخدم أصحاب المزارع الكبيرة تطبيقات إنترنت الأشياء اللاسلكية لتتبع وضع مواشيهم, الصحة, واللياقة البدنية. تمكن البيانات التي تم جمعها بواسطة أجهزة إنترنت الأشياء أصحاب الماشية هؤلاء من التعرف بسهولة على الحيوانات المريضة وفصل الحيوانات المريضة عن القطيع لرعايتها. علاوة على ذلك, تساعد مستشعرات إنترنت الأشياء المالكين في تحديد مواشيهم, وبالتالي خفض تكلفة العمالة بسهولة.

البيوت المحمية الذكية

يتم تركيب البيوت الزجاجية الذكية بأنواع مختلفة من مجسات إنترنت الأشياء الزراعية. أنها تساعد في تحليل العوامل البيئية ودراسة استدامة هذه العوامل للنباتات.

توفر مستشعرات إنترنت الأشياء في الدفيئة الذكية بيانات أساسية عن الضغط, درجة الحرارة, رطوبة, ومستويات الضوء في المناطق المحيطة. تستخدم مستشعرات إنترنت الأشياء هذه إشارة Wi-Fi للتحكم في كل شيء في الدفيئة, من إدارة درجات الحرارة عن طريق فتح النوافذ لتشغيل وإطفاء الأنوار.

مراقبة الظروف المناخية

المناخ ضروري في إنتاج المحاصيل. لزراعة المحاصيل المختلفة, تتطلب ظروف مناخية مختلفة. يمكن للمزارع استخدام حلول إنترنت الأشياء لتحديد أحوال الطقس في الوقت الفعلي. يتم تركيب أجهزة الاستشعار في الحقول الزراعية لتجمع البيانات من المناطق المحيطة التي تساعد المزارعين على معرفة محصول يمكن أن ينتج أكثر عند زراعته في ظروف مناخية معينة.

الاستشعار عن بعد

تستخدم مستشعرات الزراعة IoT الموضوعة في المزارع في الاستشعار عن بعد. إنها تساعد في جمع البيانات المجمعة وإرسالها إلى الأدوات التحليلية لتحليلها. مع هذا, يمكن للمزارعين الآن مراقبة محاصيلهم بسهولة من خلال لوحات المعلومات التحليلية و, نتيجة ل, خذ التصورات وفقًا لذلك. في الاستشعار عن بعد, إنترنت الأشياء في الزراعة أمر ضروري لأنه يساعد على ذلك;
• وصول المحاصيل
• الوصول إلى أحوال الطقس
• الوصول إلى نوعية التربة

فوائد إنترنت الأشياء في الزراعة

انخفاض مخاطر الإنتاج

تتيح القدرة على التنبؤ بمخرجات الإنتاج للمزارع التخطيط بكفاءة لتحسين توزيع الإنتاج. عندما تكون على دراية بعدد المحاصيل التي يتم حصادها, من المرجح أن يدخل منتجك إلى السوق بشكل أسرع وأسهل.

تفوق الإنتاجية

تمكن إنترنت الأشياء في الزراعة المزارعين من مراقبة إنتاج محاصيلهم بسهولة في الوقت الفعلي. يكتسبون رؤى تساعدهم على توقع المشكلات بشكل أسرع قبل حدوثها, السماح لهم باتخاذ قرارات مدروسة.

توسع

الدفيئات الزراعية المدارة باستخدام إنترنت الأشياء تسمح بتزويد سلاسل الوجبات السريعة. أنها تمكن من إنتاج الفواكه والخضروات الطازجة. تسمح مخططات الزراعة ذات الدورة المغلقة الذكية بنمو الطعام بشكل أساسي في أي مكان مريح في منزل الجميع.

انخفاض الموارد

تعتمد الزراعة الذكية باستخدام إنترنت الأشياء على المعلومات التي يتم جمعها بواسطة أجهزة الاستشعار المركبة في الميدان. إنها تمكن المزارعين من تخصيص موارد كافية لكل محصول على حدة.

عملية أنظف

بخلاف توفير المياه والطاقة وجعل الزراعة أكثر خضرة, تعمل الزراعة الدقيقة أيضًا على تحقيق التوازن بين جودة الأسمدة والمبيدات الحشرية المستخدمة في الحقل. يساهم هذا التكتيك في زيادة المنتجات العضوية وأنظفها.

انخفاض تكاليف التشغيل

استهلاك الموارد, تكاليف العمليات, ويمكن تقليل الأخطاء البشرية بشكل كبير عن طريق أتمتة العمليات في زراعة المحاصيل, علاج او معاملة, والحصاد.

رشاقة

بمساعدة أنظمة التنبؤ والمراقبة في الوقت الفعلي, يمكن للمزارعين الآن إيجاد حلول سريعة لأي تغيير جوهري في الأحوال الجوية, جودة الهواء, رطوبة, تربة, وصحة جميع المحاصيل في الحقل.

تحسين جودة المنتج

تساهم إنترنت الأشياء في الزراعة إلى حد كبير في تحسين الإنتاج. باستخدام الأنظمة المتصلة, يمكن للمزارع الآن تعظيم القيمة الغذائية وإعادة تهيئة ظروف أفضل للمنتجات.

القيم الأساسية لإنترنت الأشياء في الزراعة

تحسين صحة المنتجات والماشية

تتيح إنترنت الأشياء في الزراعة للمزارعين إغلاق الفجوة بين العرض والطلب. لقد لعبت دورًا مهمًا في تعظيم الإنتاج, الربحية, وحماية البيئة. يمكن للمزارعين الآن زيادة إنتاجية محاصيلهم وصحة الماشية عند تطبيق تقنيات إنترنت الأشياء على أنظمتهم البيئية. تساعد إنترنت الأشياء في تتبع مواقع الثروة الحيوانية وتحديد القضايا التي تؤثر على صحة المحاصيل.

الاستدامة

تقنيات إنترنت الأشياء المطبقة في الزراعة الذكية تعزز الاستدامة. من خلال استخدام مستشعرات المراقبة الجيدة وتطبيقات البرامج, يمكن للمزارعين توفير المزيد من المال والزراعة بشكل مستدام عندما يحسنون تدفق الموارد المتاحة.

سوق إنترنت الأشياء في الزراعة

بواسطة 2025, من المتوقع أن يرتفع تطبيق أدوات إنترنت الأشياء في الأعمال التجارية الزراعية بنسبة لا تقل عن 20 في المئة سنويا. علاوة على ذلك, من المتوقع أن يصل سوق الزراعة الذكية العالمي $15.3 مليار بحلول نهاية العام 2025.

دراسة الحالة

40 في المئة خفض استخدام المياه و 30 في المئة من الانتاج

يمكن أن تؤدي مستويات المياه غير الكافية والمتطرفة إلى الإضرار بالنباتات. هذا هو السبب في أنه من الضروري ري النباتات وفقًا لاحتياجاتها لتحقيق الزراعة الدقيقة. يشتمل حل IoT Farming على مستشعرات إنترنت الأشياء لتقييم كمية المياه التي يتطلبها كل محصول في الحقل. من الضروري توفير الكمية المناسبة من المياه اللازمة لكل نبات.

بسبب تنفيذ التكنولوجيا, شهد المزارعون في كل من فرنسا وتونس انخفاضًا حادًا في 40 في المئة في استخدام المياه. وقد مكنهم هذا من الحفظ في النهاية 25 في المائة في تكاليف الري, في حين زادت نواتجهم بنسبة 30 نسبه مئويه.

تقليل هدر الطعام

أكثر من 40 في المائة من الطعام الأمريكي يتم التخلص منه وتعفنه عندما يكون في طريقه من المزرعة إلى الشوكة. يمكن تقليل هذا الهدر المذهل للطعام بأكثر من 50 في المائة من خلال الجمع بين blockchain وتقنيات إنترنت الأشياء الزراعية. تضع معظم حلول إنترنت الأشياء في مستشعر سلسلة التوريد في المنصات أثناء الحصاد لمراقبة درجة الحرارة والوقت.

أثناء النقل, يتتبع الحليب الأسترالي الموحد درجة حرارة الحليب باستخدام أجهزة الاستشعار. يتيح هذا فعليًا للشركة توفير المزيد لأنها ستخسر $10,000 في حالة فساد شحنة حليب صهريجية.

يحلل محتوى الرطوبة في التربة وصحة المزرعة

MOKOSmart هي منصة قائمة على السحابة تطبق تقنيات متعددة. تشمل بعض التقنيات التي تجمعها لتحقيق الفعالية; مستشعرات إنترنت الأشياء, طائرات بدون طيار, AI, ML, الأقمار الصناعية, والحوسبة السحابية. هذا يجعل من السهل جمع البيانات وتحليلها ويقدم خريطة بالأفكار والتصورات القابلة للتنفيذ. يعتزم البرنامج جمع البيانات باستخدام أجهزة رخيصة مثل الكاميرات, مجسات, والطائرات بدون طيار التي تنقل المعلومات من خلال مساحات التلفزيون البيضاء وأجهزة توجيه Wi-Fi لمزيد من تحليلات البيانات ومعالجتها.

نظام ترطيب وتجفيف الأرز

بمتوسط 1,400 تستخدم لترات من الماء لإنتاج كيلوغرام واحد من الأرز. طورت MOKOSmart أجهزة جديدة لاستشعار المياه للمساعدة في مراقبة مستويات المياه في الحقل. يتم توصيل البيانات التي تم جمعها عبر الشبكة وربطها بالهاتف الذكي للمزارع. يسمح النظام للمياه أن تجف إلى مستويات محددة قبل أن يغمر المزيد من أكلي لحوم البشر في الحقل.

ساهم هذا النظام الذي يدعم إنترنت الأشياء في تقليل استخدام المياه من قبل 50 نسبه مئويه, تقليل استخدام النيتروجين بواسطة 25 نسبه مئويه, وانخفاض انبعاثات الميثان بمقدار 50 نسبه مئويه.

لماذا تعتبر الزراعة الذكية أمرًا بالغ الأهمية?

يواجه سكان العالم تحديات جديدة ومتنامية فيما يتعلق بإنتاج الغذاء. تعد الزراعة الذكية أمرًا بالغ الأهمية في الاقتصاد الحالي لأنها تلعب دورًا مهمًا في توفير الغذاء الكافي للأجيال القادمة بشكل مستدام. تشمل بعض التحديات التي يواجهها المزارعون في العالم اليوم;

نضوب الموارد

تتناقص قيمة الموارد الطبيعية في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد وبسرعة عالية بسبب تزايد عدد سكان العالم والتحسينات في الظروف الاقتصادية. على سبيل المثال, شهدت الولايات المتحدة استنزافًا ثلاثيًا واسع النطاق لمياهها الجوفية بين الخمسينيات والتسعينيات. علاوة على ذلك, استنزاف الموارد يساهم بشكل كبير في التغيرات المناخية, خطر متزايد يتطلب تقنيات أكثر استدامة للزراعة الذكية.

قلة الأراضي الصالحة للزراعة

في العقود الأربعة الماضية, انخفض حجم الأراضي الصالحة للزراعة حول العالم بشكل كبير. يساهم التلوث البيئي والتعرية بشكل أكبر في ذلك. يمكن أن تتفاقم العواقب ما لم يضع المزارعون استراتيجيات لتقليل المزيد من الأضرار وتنفيذ طرق جديدة للاستفادة من الأراضي المتاحة للزراعة.

نقص العمالة

تواجه بلدان مثل الولايات المتحدة ذات التطورات التكنولوجية المتقدمة نقصًا في العمالة البشرية حيث يستمر عدد القوى العاملة المهاجرة في الانخفاض يومًا بعد يوم. يمكن للزراعة الذكية أن تأخذ مسارًا جديدًا في تقليل العمالة البشرية في هذا المجال. تعوض أتمتة المهام الزراعية مشكلة نقص العمالة.

زيادة الطلب العالمي

بواسطة 2050, من المتوقع أن يصل عدد سكان العالم 9.1 مليار. سيتطلب ذلك زيادة إنتاج الغذاء بمقدار 50 نسبه مئويه. يصبح هذا تحديًا كبيرًا لمواكبة هذا الطلب حيث ستكون الأساليب الجديدة للزراعة ضرورية.

أشياء يجب مراعاتها قبل تطوير حل الزراعة الذكي الخاص بك

الأجهزة

سيساعد بناء حل إنترنت الأشياء للزراعة في تثبيت أو إنشاء أجهزة استشعار جمركية لجهازك. يلعب نوع البيانات التي تنوي جمعها والدافع العام للحل الخاص بك دورًا مهمًا في تحديد اختيارك. الى جانب, يعود نجاح منتجاتك بشكل أساسي إلى دقة البيانات المسجلة وجودة وموثوقية أجهزة الاستشعار الخاصة بك.

الدماغ

يجب أن يحتوي كل حل زراعي ذكي على تحليلات البيانات في جوهره. البيانات التي يتم جمعها تكون ذات قيمة عندما لا تفهمها. بالتالي, يعد تطبيق الخوارزميات التنبؤية وتحليلات بيانات الطاقة أمرًا ضروريًا لمساعدتك في الحصول على رؤى موثوقة فيما يتعلق بالبيانات التي تم جمعها.

الصيانة

على الرغم من صعوبة الحفاظ على أجهزة إنترنت الأشياء الزراعية الخاصة بك, لا يزال من الضروري. نظرًا لأن أجهزة الاستشعار يمكن أن تتلف بسهولة لأنها تستخدم عادةً في الميدان, من الضروري الاعتناء بهم. تأكد دائمًا من أن أجهزة الاستشعار لديك قوية وسهلة الصيانة, وإلا فسوف يتعين عليك في كثير من الأحيان الاستمرار في استبدالها.

التنقل

يجب أن تكون تطبيقات الزراعة الذكية مخصصة للاستخدام في المجال فقط. يلعب إنترنت الأشياء دورًا مهمًا في الوصول عن بُعد إلى أي مجموعة بيانات باستخدام هاتف ذكي أو جهاز كمبيوتر. علاوة على ذلك, يجب أن تكون كل أداة متصلة مستقلة ولها نطاق لاسلكي ممتاز يمكنه إرسال البيانات إلى الخادم المركزي والارتباط بسهولة بالأدوات الأخرى.

البنية التحتية

من أجل الزراعة الذكية الخاصة بك للقيام بعمل جيد, من الضروري أن يكون لديك بنية تحتية داخلية قوية. علاوة على ذلك, يمكن الحصول عليها إذا كانت أنظمتك الداخلية أكثر أمانًا. إذا كان نظامك أقل أمانًا, من المرجح أن يقوم شخص ما باقتحامها والتحكم في بياناتك.

الاتصال

حاليا, تطبق أجهزة إنترنت الأشياء بروتوكولات اتصال مختلفة, على الرغم من أن معايير البناء المتكاملة في هذا الجزء لا تزال جارية. مع اختراع شبكة 5G وتقنيات الإنترنت الأخرى, والأكثر أملا في حل هذه المشكلة.

تكرار جمع البيانات

نظرًا لأن الصناعة الزراعية تشهد مجموعة متنوعة من أنواع البيانات, من الصعب جمع بيانات التردد المثلى. يمكن أن تكون البيانات المجمعة موضوع قيود ومبادئ توجيهية.

أمن البيانات

تحدد إنترنت الأشياء في الزراعة استخدام مجموعات كبيرة من البيانات. يؤدي هذا إلى زيادة عدد الثغرات الأمنية المحتملة التي يمكن للجناة استخدامها لسرقة المعلومات واختراقها.

غاية

عند إنشاء التطبيق, يجب على المطورين مراعاة نوايا المستخدم النهائي لتطبيق تقنية إنترنت الأشياء. هذا يعني أن الغرض من حل إنترنت الأشياء يتم تحديده حسب نوع المستشعرات المطورة.

تقنية

تلعب المسافة دورًا مهمًا في اختيار التكنولوجيا المستخدمة في حلول الزراعة. تعتبر المستشعرات في الزراعة ضرورية لأنها تساعد في جمع البيانات وإرسالها إلى الخادم. لا يمكن استخدام نفس التكنولوجيا لجمع البيانات على مسافة من كليهما 10 متر و 1000 أمتار.

متطلبات الطاقة

من المهم إنشاء تطبيق منخفض الطاقة في الزراعة الذكية نظرًا لأن معظم حلول إنترنت الأشياء الزراعية منتشرة على نطاق واسع في المزرعة. عندما يتم إرسال كميات كبيرة من البيانات, وهذا يترجم إلى ارتفاع معدلات استهلاك الطاقة وزيادة تكاليف البيانات. يحتاج المطورون إلى التفكير في ذلك قبل بناء حلول إنترنت الأشياء الرخيصة للمزارعين.

وضع المستشعرات

يعد وضع المستشعرات بطريقة توفر أداءً مثاليًا تحديًا لمعظم المهندسين. يعد وضع المستشعرات بشكل صحيح أمرًا حيويًا للحصول على المزيد من الفوائد حتى عندما يحتوي الحل الزراعي على جميع أجهزة الاستشعار اللازمة.

ما مقدار النطاق اللاسلكي الضروري?

تتأثر التكنولوجيا المستخدمة بشكل أساسي بالمسافة المطلوبة لنقل البيانات. التكنولوجيا المستخدمة لجمع البيانات عبر مسافة 10 أمتار لا يمكن استخدامها لشيء ما 1,500 على بعد أمتار. في نطاقات المسافات القصيرة, من المناسب تطبيق تحديد الترددات الراديوية (تتفاعل) أو الاتصال قريب المدى (NFC).

عند إرسال البيانات إلى كائنات لا يزيد عن 10 على بعد أمتار, الخيار الأكثر ملاءمة للاستخدام هو Bluetooth أو Bluetooth Low Energy (أصبح). على سبيل المثال, يمكن تركيب مستشعر Bluetooth على خنزير كعلامة أذن لمساعدة المستخدم النهائي على تحديد عمره بسهولة والبيانات الحيوية الأخرى المتعلقة به.

علاوة على ذلك, طاقة منخفضة, شبكة منطقة واسعة (LPWAN) يمكن أن يكون خيارًا جيدًا إذا كان تطبيقك مطلوبًا لنقل البيانات في نطاق ممتد يزيد عن مئات أو حتى آلاف الأمتار. يمكن تطبيق شبكة LPWAN لتحليل كمية الرطوبة في التربة وتتبع المواشي. بالإضافة إلى, هذه الشبكة هي الحل الأمثل لمراقبة المزارع الكبيرة التي يصعب الوصول إليها.

مصدر الطاقة في أجهزة إنترنت الأشياء

هناك علاقة وثيقة للغاية بين نطاق وعمر البطاريات. تحتاج مستشعرات إنترنت الأشياء المستخدمة في تجميع المعلومات ونقلها عبر مسافات طويلة إلى قدر كبير من الطاقة. للتغلب على هذا, يفضل مطورو إنترنت الأشياء إنشاء تطبيق يرسل بيانات أقل كثيرًا لتوفير الطاقة والتكلفة.

عند تثبيت تطبيق استشعار في مزرعتك, تعرف أولاً من أين ستأتي القوة. ضع في اعتبارك تطبيقًا منخفض الطاقة نظرًا لأن معظم الزراعة الذكية لإنترنت الأشياء تنتشر في الهواء الطلق على مساحة كبيرة. إن صيانة وخدمة معظم أجهزة الاستشعار البعيدة مدمرة بشكل كبير للمستخدم النهائي.

كم مرة يجب على المستخدمين النهائيين جمع البيانات?

يعتقد معظم الأفراد أن جهاز الاستشعار يجب أن يرسل المزيد من حزم البيانات, ولكن هذا ليس صحيحا بالضرورة. تحدد عوامل مثل البيئة المحلية وتطبيقات المستخدم النهائي عدد حزم البيانات اللازمة لإرسال المعلومات.

على سبيل المثال, لا يحتاج المزارع الذي لديه جهاز استشعار الرطوبة في مزرعته إلى جمع البيانات بعد كل ثانيتين. غير ذلك, ربما يكفي أن يجمع البيانات مرة أو مرتين في اليوم, مما يعني أن عمر بطارية جهاز الاستشعار الخاص به سيكون أفضل.

بالعكس, تطبيق يستخدم لنقل إحداثيات GPS, وغيرها من البيانات التي يلتقطها الجرار يمكن أن تنقل بشكل ملائم حزم البيانات شبه الثابتة إلى البوابة. الى جانب, يوفر الجرار مصدر طاقة مثاليًا. ومن ثم يمكن مشاركة كميات كبيرة من البيانات دون إنشاء انسداد في الشبكة.

المقارنة بين الري وتسوية الخزان مثال رائع آخر. تستخدم معظم المزارع خزانات كبيرة لتخزين علف الماشية, سماد, الوقود, وغيرها من المنتجات. حيث أنهم لا يرصدون ارتفاعات هذه الدبابات بشكل يومي, يستخدمون تقنية إنترنت الأشياء. بدلا من ذلك, يمكن أن تضمن التحديثات المستمرة استخدام الكميات الصحيحة يوميًا وعدم وجود تسرب عند تشغيل الري.

تحديات إنترنت الأشياء في الزراعة

يمكن لتقنية البيانات الضخمة وإنترنت الأشياء في أنظمة الزراعة الذكية أن تنقذ الصناعة الزراعية. ومع ذلك, بعض التحديات التي تأتي مع دمج إنترنت الأشياء في الزراعة في العمليات الزراعية التقليدية هي;

الاتصال

من أجل جعل نظام إنترنت الأشياء أكثر ملاءمة, من الضروري توفير الاتصال من خلال البيئة الزراعية. يوفر اتصال النظام المثالي اتصالاً مستمرًا أكثر اتساقًا لتحمل الظروف الجوية القاسية وأحداث الفضاء المفتوحة.

للأسف, لا تزال مشكلة الاتصال شائعة في إنترنت الأشياء نظرًا لأن الأنظمة المختلفة تطبق بروتوكولات مختلفة لنقل البيانات. أملاً, يمكن حل هذه المشكلة عن طريق إدخال المعايير وتطوير تقنية 5G وغيرها من المساحات القائمة على الإنترنت. سيوفر ذلك اتصال إنترنت أكثر موثوقية وأسرع لكل مساحة إنترنت الأشياء بغض النظر عن حجمها وظروفها.

التصميم والمتانة

بخلاف الاتصال, يجب أن يكون أي نظام إنترنت الأشياء الزراعي قادرًا أيضًا على التعامل مع ظروف المساحات الخارجية. لكي تعمل الطائرات بدون طيار وأجهزة الاستشعار المحمولة بكفاءة في المزرعة, يجب أن يتم بناؤها بتصميم بسيط وعملي بمستوى معين من القوة.

محدودية الموارد والوقت

تلعب إنترنت الأشياء دورًا مهمًا للغاية في الزراعة الذكية, على الرغم من أن تكاملها يحدث في بيئة متغيرة باستمرار. تحتاج جميع الشركات التي تطور إنترنت الأشياء للزراعة إلى مراعاة التغيرات المناخية السريعة, تطور الأحوال الجوية والعمل مع الموارد المحدودة المتاحة.

السوق المجزأ للاعبين الفرديين الصغار

أدت التطورات التكنولوجية إلى المزيد والمزيد من الحلول البرمجية المستخدمة لربط البائعين بالمشترين, تقديم إرشادات الزراعة, تعليم صغار المزارعين, وتمكين المزارعين من الوصول إلى المعرفة على مستوى المؤسسة بسهولة. هذا العمل هو حاليا قيد التنفيذ, وبالتالي يجلب الأمل إلى مستقبل أفضل وأكثر ارتباطًا.

خروقات أمن البيانات

منطقيا, تتطلب جميع الشركات حماية البيانات. على الرغم من أن النظام البيئي الزراعي يستفيد بشكل مدمر من وفرة البيانات المفتوحة المشتركة, يرتبط ببيانات حساسة مختلفة. يعد القضاء على مثل هذا التعرض المحتمل أحد العوامل الرئيسية التي تضعها شركات تطوير البرامج في الاعتبار عند إنشاء مشاريع زراعية لإنترنت الأشياء.

الاتصال محروم في المناطق النائية في جميع أنحاء العالم

من أواخر عام 2010, تحسنت تغطية الإنترنت عبر الأقمار الصناعية وشبكات الهاتف المحمول بشكل كبير. في الزراعة الذكية, يظل الاتصال مشكلة شائعة تؤثر على تطوير إنترنت الأشياء, خاصة في آسيا وأفريقيا. تفتقر معظم هذه المناطق إلى اتصال إنترنت قوي لنقل حزم البيانات من الميدان إلى تطبيق الهاتف المحمول.

يعد الاستثمار الرأسمالي ضروريًا عند تنفيذ أنظمة إنترنت الأشياء وصيانتها

الأجزاء الأساسية لسلسلة القيمة المطلوبة لنشر إنترنت الأشياء في الزراعة متباينة ومكلفة. في الزراعة الدقيقة, من الضروري استخدام العديد من أجهزة الاستشعار في جميع أنحاء المزرعة. علاوة على ذلك, بعض المكونات مثل شبكة المحمول, العناصر التحليلية, تطبيق, ومنصة الاتصال بحاجة إلى استثمار كبير مقدمًا.

تحديات الأمن السيبراني في الزراعة الذكية: كيفية التعامل معها بكفاءة

عند الاستثمار في الأنظمة البيئية الذكية لإنترنت الأشياء, يواجه المزارعون الكثير من التحديات. تشمل بعض تحديات الزراعة الذكية الأجهزة’ أداء ضعيف, مخاطر تسرب البيانات, معدلات نقاط الضعف العالية لأضرار الأجهزة, والتواصل غير المتوازن في مرافق الزراعة الذكية.

مع المخاطر المحتملة للأجهزة غير الموثوقة التي يمكن التنبؤ بها, ليس من السهل اكتشاف تهديدات الأمن السيبراني على بياناتك. فيما يلي المبادئ التوجيهية الأربعة الأساسية التي تقدم الاستراتيجيات ذات الصلة لمعالجة قضايا الأمن السيبراني باستخدام تقنيات الزراعة الذكية لإنترنت الأشياء:

  1. لا تقم أبدًا بتخطي تحديثات البرامج العادية - غالبًا ما يتم إصلاح تحديثات البرامج الحديثة مع وجود عيوب أمنية.
  2. تقييم أحدث التقنيات لحماية البيانات الحساسة - غزت تقنية blockchain الأسواق العالمية, بما في ذلك تقنيات إنترنت الأشياء. يساعد هذا في حماية سلامة البيانات ويوفر تخزينًا موثوقًا به.
  3. تعيين قيود الاتصال بالإنترنت لجهاز إنترنت الأشياء - يزداد أمان النظام بأكمله عندما لا تكون وظيفة جهاز إنترنت الأشياء مطلوبة.
  4. تحسين أمان جميع الأجهزة - يمكن تحقيق ذلك بشكل أفضل باستخدام خوارزميات تشفير النقل لتأمين بروتوكولات الاتصال.

المعلومات ذات أهمية قصوى عند تقييم المخاطر المرتبطة بالزراعة الذكية. على الرغم من أنه لا يزال من الممكن التخفيف من الانتهاكات والتهديدات المحتملة للأمن السيبراني, المعايير المتكاملة لم يتم وضعها بعد.

التقنيات المتاحة للمزارعين في الوقت الحاضر

يشير إنترنت الأشياء إلى أحدث التقنيات التي تحدد الترابط بين البشر, البشر إلى الأشياء, وأشياء للأشياء. تُعد تقنية LoT مهارة عالمية محطمة تُظهر التبادل المستقبلي للبيانات والحوسبة. يعتمد إنترنت الأشياء على الاتصال بين أجهزة الاستشعار الذكية وأجهزة الاستشعار التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء, الاستشعار عن بعد, GPS, تتفاعل, الاتصالات المتنقلة, وأنظمة الاتصالات الأخرى. علاوة على ذلك, يشير إنترنت الأشياء أيضًا إلى نظام من المواد وهو نظام لاسلكي ذاتي التكوين بشكل منتظم.

المحرك الأساسي لـ loT هو إنشاء شبكة واسعة من خلال الجمع بين أجهزة الاستشعار المختلفة مثل RFID, GPS, الاستشعار عن بعد, ماسحات ليزر, والشبكات الأخرى لفهم توزيع البيانات للأشياء العالمية. علاوة على ذلك, يحتوي موقع loT على آلاف الأجهزة الذكية المتصلة بالشبكة والمعروفة باسم الأشياء الذكية. كل الأشياء الذكية لديها القدرة على جمع البيانات عن نفسها, محيطهم, والأجهزة الذكية الحليفة. تعمل الأشياء الذكية أيضًا على توصيل البيانات التي تم جمعها إلى الشبكات والأجهزة الذكية الأخرى من خلال اتصال الإنترنت.

تتضمن بعض تقنيات إنترنت الأشياء المتاحة للمزارعين في الوقت الحاضر;

  • أجهزة الاستشعار - تستخدم في إدارة الضوء, تربة, درجة الحرارة, ماء, والرطوبة
  • الموقع - GPS, الأقمار الصناعية, إلخ.
  • الاتصال - لورا. الخلوية وما إلى ذلك.
  • الروبوتات - مرافق المعالجة, جرارات مستقلة, و اكثر
  • البرمجيات - حلول إنترنت الأشياء المشككة في التطبيقات والحلول البرمجية المتخصصة التي تستهدف أنواعًا معينة من المزارع
  • تحليلات البيانات - حلول تحليلات منفصلة, قنوات البيانات لحلول المصب, إلخ.
عندما يكون المزارع مسلحا بهذه الأدوات, يصبح من السهل مراقبة الظروف الميدانية دون زيارة الميدان عن بعد. أيضا, أنها تمكن المزارع من التوصل إلى قرارات استراتيجية بشأن المدخلات في مزرعة كاملة أو لمصنع منفرد. إنترنت الأشياء هو القوة التي تدفع بشكل فعال الزراعة الذكية. من خلال ربط أجهزة الاستشعار الذكية والآلات بالمزارع, عمليات الزراعة قائمة على البيانات وقائمة على البيانات.

دورة الزراعة الذكية لإنترنت الأشياء

تتكون الزراعة الذكية من أربع مراحل. هم انهم;

جمع البيانات / استشعار البيانات

يتم جمع البيانات بواسطة أجهزة استشعار مختلفة مثبتة على طائرات بدون طيار, الأدوات الزراعية, والحقول خلال هذه المرحلة. على سبيل المثال, يمكن استخدام طائرة بدون طيار لالتقاط الصور في مزرعة, وبالتالي مساعدة المزارع على جمع البيانات حول صحة المحاصيل وظروف التربة وإدارة المزرعة بكفاءة.

اتصالات البيانات

في هذه المرحلة, البيانات التي تم جمعها في المرحلة 1 يتم إرسالها إلى السحابة أو تطبيق للتخزين والمعالجة بواسطة أنظمة مختلفة من ترتيبات إنترنت الأشياء المختلفة. الاتصال عنصر أساسي في الزراعة الذكية. يتم إجراء طرق نقل البيانات إلى السحابة أو تطبيق ما عن بُعد عبر Wi-Fi, بلوتوث, NFC, تتفاعل, أو شبكات LPWAN.

مخزن البيانات

يجب تخزين البيانات المعالجة في مكان ما لتحليلها. تقدم معظم تقنيات إنترنت الأشياء إما للجمهور, نشر, خوادم هجينة, أو سحابة لتخزين البيانات.

معالجة البيانات

في هذه المرحلة, يتم تحليل البيانات التي تم جمعها وجمعها باستخدام خوارزميات ML و AI لتقديم تصورات قابلة للتنفيذ يمكن أن تساعد المزارعين في اتخاذ القرارات المناسبة في إدارة محاصيلهم وعوائدهم. تحدث هذه المرحلة عادةً في منصة تكنولوجية محددة أو داخل تطبيقات البرامج المثبتة في سياق نظام زراعي معين متصل.

سلسلة قيمة الزراعة الذكية

إنترنت الأشياء هو نظام من عدة أجهزة تعمل بشكل مشترك مع الأخرى للقيام بوظيفة معينة. مع إنترنت الأشياء في الزراعة, تتكون هذه الشبكة بانتظام من جهاز استشعار يستخدم لجمع البيانات: أداة فيزيائية لقياس محتوى الرطوبة في التربة, كاميرا تلتقط الصور, وتطبيق رسم الخرائط الميدانية الذي يستقبل البيانات المرسلة من جهاز الاستشعار. تشارك العديد من التقنيات والمزودون في نقل وتحويل البيانات التي تجمعها أجهزة الاستشعار حتى تصل إلى المستخدم النهائي في شكل تصورات قابلة للتنفيذ.

غالبًا ما تشتمل سلسلة قيمة الزراعة الذكية على مزود التطبيق, مجسات, محلل بيانات, شبكات المحمول, موحد النظام, وبائع الاتصال. إن وجود أطراف متعددة وصعوبات في الشبكة هي الأسباب الرئيسية وراء قيام اللاعبين البارزين فقط بنشر حلول إنترنت الأشياء. في المقابل, يجد اللاعبون الصغار أحيانًا أن التكنولوجيا معقدة للغاية.

يوضح الجدول أدناه التقنيات المستخدمة في الزراعة لأغراض التصور في كل مرحلة من مراحل تدفق البيانات في إنترنت الأشياء.

تأثير COVID-19 على سوق إنترنت الأشياء الزراعي العالمي

بعض الشركات الكبرى الموجودة في سوق إنترنت الأشياء الزراعي هي; دير & شركة (نحن), مجموعة أكفا (النرويج), شركة تريمبل. (نحن), صناعات الغراب (نحن), إنوفاسي سيستمز (نحن), ديلافال (السويد), توبكون لتحديد المواقع (نحن), DJI (نحن), ديكي جون (نحن), تقنيات TeeJet (نحن), AgJunction (نحن), AgEagle (نحن), اولفلكس (شركة تابعة لشركة ميرك & شركة, شركة), AG Leader Technology (نحن), بونسي (فنلندا), PrecisionHawk (نحن), كوماتسو فورست AB (السويد), ستينسفيك (السلالم) (النرويج), أفيميلك (إسرائيل), و Eruvaka تكنولوجيز (الهند). تمتلك شركات زراعة إنترنت الأشياء هذه مرافق ومكاتب صناعية منتشرة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية, أوروبا, آسيا والمحيط الهادئ, و RoW.

تقوم هذه الشركات بتصنيع منتجات أجهزة إنترنت الأشياء الزراعية التي يشتريها العديد من أصحاب المصلحة لتطبيقات متعددة. أثر جائحة COVID-19 بشكل أساسي على منتجي أجهزة إنترنت الأشياء الزراعية, التجار, والموردين. علاوة على ذلك, من المتوقع أن يكون الطلب قصير الأجل على أجهزة إنترنت الأشياء الزراعية راكدًا قليلاً وأن يتأثر سلبًا بانخفاض شحنات التصدير والحاجة المحلية البطيئة لأجهزة إنترنت الأشياء الزراعية مقارنة بمستويات ما قبل COVID-19.