IoT in agricoltura

Agricoltura intelligente: Superiore 7 Usa i casi da conoscere 2024

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L’agricoltura è sempre stata un compito difficile. Se comprassi una fattoria oggi, ti troveresti ad affrontare alcune gravi sfide che gli agricoltori combattono da secoli – scarsa fertilità del suolo, scarsità d'acqua, malattia del raccolto, carenze di manodopera…l'elenco potrebbe continuare. Le tecniche agricole tradizionali, un tempo affidabili, non sono più sufficienti. Con la popolazione mondiale in forte espansione, quelle tecniche della vecchia scuola non sono in grado di soddisfare la domanda di cibo in rapida crescita. È qui che l’IoT e l’agricoltura intelligente entrano in gioco per salvare la situazione. In questo articolo, ci immergeremo nelle principali applicazioni dell'IoT in agricoltura. Così, tuffiamoci dentro.

Cos’è l’agricoltura intelligente

Agricoltura intelligente o “agricoltura intelligente” si riferisce principalmente allo sfruttamento della tecnologia moderna in agricoltura. Distribuendo sensori e dispositivi IoT per raccogliere vari dati, gli agricoltori possono prendere decisioni informate per migliorare tutti gli aspetti delle loro attività – sia l'allevamento che l'agricoltura.

I principi chiave dell’agricoltura intelligente includono:
– Monitoraggio e processo decisionale basato sui dati
– Gestione precisa degli input (acqua, fertilizzante, pesticidi, eccetera.)
– Automazione e controllo remoto delle attività agricole
– Integrazione di molteplici tecnologie emergenti (sensori, connettività, AI, droni, eccetera.)

Sebbene non siano ancora così popolari come i dispositivi IoT consumer, il mercato dell’IoT per l’agricoltura intelligente è molto dinamico con un’adozione in costante crescita. Il COVID-19 ha effettivamente stimolato la crescita di questo mercato, con problemi della catena di fornitura e carenza di lavoratori che portano il CAGR fino a 9.9%. Rapporti recenti fissano il mercato dell’agricoltura intelligente $12.5 miliardi in 2022, impostato per raggiungere $71.753 miliardi di 2032. Poiché il mercato è ancora nella sua fase di sviluppo, rimangono molte opportunità per le imprese pronte a mettersi in gioco.

Architettura IoT per l'agricoltura intelligente

L’architettura IoT per l’agricoltura intelligente è composta da quattro livelli integrati: percezione, Rete, nube, e applicazione. Questi livelli consentono una raccolta dati efficiente, trasmissione sicura, archiviazione affidabile.

Strato di percezione o rilevamento e attuazione: Sensori e attuatori distribuiti sul campo per raccogliere dati (umidità del suolo, temperatura, luce, pH, eccetera.) e operazioni di controllo (irrigazione, fecondazione).
Livello di rete: Facilita il trasferimento dei dati tra sensore/attuatore e strati cloud utilizzando LoRaWAN, cellulare, eccetera.
Strato di nuvole: Piattaforma cloud per l'elaborazione, memorizzazione, e analizzare i dati provenienti dai sensori, fornire approfondimenti per il processo decisionale basato sui dati.
Livello di applicazione: App e interfacce intuitive che consentono agli agricoltori di monitorare le condizioni dell'azienda agricola e prendere decisioni informate per ottimizzare la resa dei raccolti e l'utilizzo delle risorse.

7 applicazioni pratiche dell’IoT in agricoltura

L’agricoltura intelligente si è evoluta ben oltre un semplice concetto. Attraverso il mondo, Le tecnologie IoT hanno messo radici praticamente in ogni settore dell’agricoltura:

Monitoraggio del suolo e delle colture

Attraverso sensori che monitorano l'umidità del suolo, nutrienti, temperatura e altro ancora, gli agricoltori ottengono una visibilità approfondita delle condizioni del suolo e delle colture. Oltre a individuare i problemi più rapidamente, i coltivatori possono utilizzare i dati per prevedere potenziali problemi e applicare trattamenti preventivi.

Agricoltura di precisione e gestione degli input

Piuttosto che applicare input uniformi (acqua, fertilizzanti, pesticidi) attraverso interi campi, l’agricoltura di precisione e la tecnologia a tasso variabile adattano gli input in base a dati granulari e condizioni specifiche su una pianta, livello di riga o di zona. Ciò riduce radicalmente gli sprechi.

Monitoraggio e gestione del bestiame

Dal monitoraggio del bestiame e dei latticini al monitoraggio del pollame, La tecnologia IoT ottimizza e semplifica la gestione del bestiame. Marche auricolari intelligenti, indossabili biometrici, videocamere e sensori ambientali forniscono informazioni approfondite sul benessere degli animali, nutrizione e sviluppo.

Un ranch del Paraguay schierato inseguitori di bestiame con sensori di movimento per monitorare il bestiame all'aperto’ posizioni e comportamenti per rilevare problemi anomali come lesioni, cadente, o furto.

Automazione agricola per serre e interni

Le serre tradizionali e le emergenti fattorie verticali indoor stanno diventando ambienti controllati e automatizzati dall’IoT. Ogni fattore può essere percepito e ottimizzato – dal controllo del clima, illuminazione supplementare, nutrienti idroponici e oltre.

In una serra olandese, l'installazione di sensori HVAC e prese per contatori intelligenti ha ridotto i costi energetici di 50%.

Monitoraggio meteorologico e ambientale

Le stazioni meteorologiche dotate di sensori intelligenti e connettività consentono il monitoraggio aggiornato del microclima delle colture. I dati confluiscono in piattaforme che analizzano potenziali rischi come il gelo, siccità, precipitazioni e pressione dei parassiti per attivare avvisi in tempo reale per l’intervento.

Irrigazione intelligente e gestione dell'acqua

Con il monitoraggio dell’acqua IoT e i sistemi di irrigazione intelligenti, gli agricoltori possono mantenere livelli di umidità ideali ottimizzando l'utilizzo. I dati meteorologici integrati e i sensori del suolo guidano programmi di irrigazione a goccia automatizzati personalizzati per zona, ciclo della coltura e della crescita.

Tracciabilità e visibilità della catena di fornitura

Utilizzando le identità univoche dei sensori e dei dispositivi IoT connessi, le aziende agricole possono registrare automaticamente un percorso digitale che traccia i raccolti dal campo al trasporto, in lavorazione, distribuzione e vendita al dettaglio. Ciò aumenta la visibilità e la responsabilità lungo tutta la catena di fornitura.

Le tecnologie IoT alimentano l’agricoltura intelligente

Mentre l’agricoltura intelligente coinvolge molte tecnologie emergenti, L’IoT costituisce la base fondamentale, incorporando e interconnettendo strumenti come:

Sensori e dispositivi IoT

Un vasto ecosistema di sensori connessi distribuiti in tutti i campi misura e monitora dati chiave come l’umidità, temperatura, pioggia, nutrienti del suolo, salute delle foglie, operazioni sulle attrezzature e altro ancora. I tipi di sensori avanzati includono:

Umidità del suolo, temperatura, Nitrato, pH, e sensori di conducibilità elettrica
Sensori ambientali per il vento, umidità, luce, CO2, livello dell'acqua, rilevazione incendi
Sensori di movimento e telecamere per il monitoraggio della biometria e dei comportamenti del bestiame

Tecnologie di connettività

I dati catturati dai sensori necessitano di meccanismi affidabili da trasmettere a piattaforme cloud e applicazioni software per l'analisi e l'azione. A seconda delle esigenze di connettività, requisiti di larghezza di banda e di energia, Le soluzioni di agricoltura intelligente integrano tecnologie come:

Reti geografiche a bassa potenza (LPWAN) piace LoRaWAN, SigFox e LTE-M
Connettività cellulare (NB-IoT per remoto, 4G/5G per i video)
Connettività satellitare per una copertura totale delle aree remote
Wi-Fi, Bluetooth e altri dispositivi wireless a corto raggio

Cloud computing e analisi dei dati

Con milioni di punti dati trasmessi in streaming dai sensori IoT in tutta l'azienda agricola, Il cloud computing ultra-scalabile e le piattaforme di analisi dei big data sono fondamentali per l’agricoltura intelligente. Gli ecosistemi cloud come AWS IoT e Microsoft Azure IoT forniscono l'infrastruttura per l'acquisizione, elaborazione e visualizzazione dei dati dei sensori su larga scala.

Droni e immagini aeree

Veicoli aerei senza equipaggio (UAV o droni) con telecamere ad alta risoluzione forniscono una visione aerea di interi campi coltivati. Quando le immagini si uniscono al machine learning, le indagini aeree possono valutare la salute generale del raccolto, individuare le lacune nei sistemi di irrigazione, identificare le infestazioni di parassiti/erbacce, e altro ancora. I droni possono anche spruzzare trattamenti mirati.

Robotica e veicoli autonomi

Macchine intelligenti come trattori autonomi e sciami di robot possono automatizzare attività sul campo ad alta intensità di manodopera come la semina, potatura, diserbo e raccolta utilizzando una combinazione di GPS, visione computerizzata, sensori e navigazione autonoma.

I vantaggi dell’IoT nell’agricoltura intelligente

IoT in agricoltura, come in altri settori, offre numerosi vantaggi.

Maggiore efficienza: L'IoT in agricoltura consente agli agricoltori di monitorare le loro colture facilmente prodotte in tempo reale. Acquisiscono informazioni che li aiutano a prevedere i problemi più velocemente prima che si verifichino. È più probabile che il prodotto entri sul mercato più velocemente e più facilmente quando si ha familiarità con le colture.
Conservazione delle risorse: Con l’agricoltura di precisione basata sull’IoT, risorse come l’acqua, energia, e il terreno può essere ottimizzato distribuendo accuratamente le giuste quantità in base ai dati provenienti dai sensori sul campo.
Pratiche sostenibili: L’agricoltura intelligente supportata dall’IoT riduce al minimo l’uso di pesticidi e fertilizzanti, portando a prodotti più puliti e ad un impatto ambientale minore rispetto ai metodi tradizionali.
Agilità: I sistemi di monitoraggio e previsione in tempo reale consentono agli agricoltori di rispondere rapidamente ai cambiamenti meteorologici, condizioni del raccolto, e potenziali minacce, minimizzare le perdite e proteggere i rendimenti.
Bassi costi di esercizio: Il consumo di risorse, costi delle operazioni, e gli errori umani possono essere ridotti in modo significativo automatizzando i processi di semina delle colture, trattamento, e la raccolta.
Qualità del prodotto migliorata: L’IoT in agricoltura contribuisce ampiamente a una migliore produzione. Utilizzando sistemi connessi, un agricoltore può ora massimizzare il valore nutritivo e ricreare condizioni migliori dei prodotti.

Cose da considerare prima di sviluppare una soluzione di agricoltura intelligente

Mentre i vantaggi dell’IoT in agricoltura sono immensi, Lo sviluppo e l’implementazione di soluzioni di agricoltura intelligente richiedono un’attenta pianificazione e considerazione dei fattori chiave:

Privacy e sicurezza dei dati: Le operazioni agricole creano tesori di dati e record proprietari che devono essere protetti da minacce come hacker malintenzionati o spionaggio aziendale. Crittografia, controlli di accesso, reti air gap e altre misure di sicurezza informatica dovrebbero essere implementate per qualsiasi piattaforma di agricoltura intelligente.

Interoperabilità e standardizzazione: Con la proliferazione di dispositivi IoT e software agricolo di vari fornitori, l’interoperabilità e la standardizzazione tra i sistemi sono fondamentali per facilitare l’integrazione e la condivisione dei dati.

Analisi dei costi e del ROI: Prima dell'adozione, dovrebbe essere condotta un’analisi costi-benefici approfondita per comprendere le spese come l’acquisizione di attrezzature, installazione, connettività/servizi cloud, Manutenzione, eccetera. Proiezioni realistiche del ROI basate su incrementi di efficienza e miglioramenti della resa giustificheranno l’investimento.

Scalabilità e integrazione dei sistemi: Le soluzioni di agricoltura intelligente devono essere in grado di crescere man mano che l’implementazione dei dispositivi IoT e i volumi di dati crescono di anno in anno. L’infrastruttura cloud dovrebbe supportare la scalabilità delle esigenze di elaborazione e archiviazione. Integrazione con apparecchiature esistenti, Anche i sensori e i sistemi software sono fondamentali.

Requisiti normativi e di conformità: A seconda della regione, potrebbero esserci requisiti normativi e conformità per aderire ad aree che coinvolgono come la privacy dei dati, input agricoli, dispersione chimica e altri processi che le tecnologie IoT devono consentire.

Formazione e gestione del cambiamento: L'implementazione di nuovi processi basati sull'IoT spesso richiede la formazione dei team sull'installazione, manutenzione e interpretazione dei dati per massimizzare l'efficacia della soluzione.

Perché scegliere MOKO per l'hardware IoT nell'agricoltura intelligente

Il futuro dell’agricoltura è innegabilmente guidato dalle tecnologie digitali intelligenti – con l’IoT che funge da struttura centrale che rileva, collega e automatizza le operazioni agricole. Il futuro fertile dell’agricoltura è digitalizzato, ottimizzato e maturo per la reinvenzione. Pronto a scoprire come l'IoT può favorire una crescita significativa per la tua organizzazione agricola? Contatta il nostro esperto IoT per iniziare a tracciare il tuo percorso verso l'intelligenza, operazioni agricole connesse.

FAQs

Quali tipi di sensori sono comunemente utilizzati nell'agricoltura intelligente?

I comuni sensori IoT utilizzati includono l’umidità del suolo, sensori di nutrienti del suolo e temperatura del suolo, monitoraggio ambientale di fattori come precipitazioni e vento, sensori di movimento e telecamere per monitorare la posizione e i comportamenti del bestiame.

Come vengono raccolti e analizzati i dati provenienti dai dispositivi IoT agricoli?

I dati dei sensori IoT vengono trasmessi in modalità wireless utilizzando la connettività come LoRaWAN, cellulare, Wi-Fi o satellitare, a seconda dell'infrastruttura in loco. Si nutre di piattaforme di cloud computing per estrarre approfondimenti, rilevare problemi e attivare flussi di lavoro automatizzati.

Quale livello di connettività è necessario per le aree agricole remote?

Per aziende agricole e campi situati in aree rurali o remote con copertura Internet/cellulare limitata, rete geografica a basso consumo (LPWAN) tecnologie come LoRaWAN insieme alla connettività satellitare offrono un modo efficiente per trasmettere dati IoT su lunghe distanze utilizzando una potenza minima.

In che modo l’IoT può migliorare la sicurezza e la tracciabilità alimentare??

I sensori IoT connessi generano un permanente, record immutabile che collega le colture e il bestiame a dati spazio/temporali specifici lungo l’intero percorso della catena di approvvigionamento. Questo percorso dati consente una tracciabilità completa e un'analisi delle cause profonde in caso di contaminazione degli alimenti o problemi di sicurezza.

Quali altre tecnologie emergenti funzionano con l’IoT in agricoltura?

Mentre l’IoT costituisce il sistema nervoso digitale, L’agricoltura intelligente spesso integra altre innovazioni come le immagini aeree dei droni, robotica autonoma, visione artificiale e apprendimento automatico, tracciabilità basata su blockchain, HVAC e controlli climatici, e sistemi di irrigazione automatizzati.

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