IoT na agricultura

Agricultura Inteligente: Principal 7 Use casos para saber em 2024

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A agricultura sempre foi uma tarefa difícil. Se você comprou uma fazenda hoje, você enfrentaria alguns desafios sérios que os agricultores têm enfrentado há séculos – baixa fertilidade do solo, escassez de água, doença da colheita, escassez de mão de obra…A lista continua. As técnicas agrícolas tradicionais que antes eram confiáveis não funcionam mais. Com a população mundial crescendo, essas técnicas da velha escola não são páreo para atender à crescente demanda por alimentos. É aí que a IoT e a agricultura inteligente entram para salvar o dia. Neste artigo, vamos mergulhar nas principais aplicações da IoT na agricultura. assim, vamos mergulhar nisso.

O que é agricultura inteligente

Agricultura inteligente ou “agricultura inteligente” refere-se principalmente ao aproveitamento da tecnologia moderna na agricultura. Ao implantar sensores e dispositivos IoT para coletar vários dados, os agricultores podem tomar decisões informadas para melhorar todos os aspectos das suas operações – pecuária e agricultura.

Os princípios-chave da agricultura inteligente incluem:
– Monitoramento e tomada de decisão baseada em dados
– Gerenciamento preciso de entradas (água, fertilizante, pesticidas, etc.)
– Automação e controle remoto de atividades agrícolas
– Integração de múltiplas tecnologias emergentes (sensores, conectividade, AI, drones, etc.)

Embora ainda não seja tão popular quanto os dispositivos IoT de consumo, o mercado de IoT para agricultura inteligente é muito dinâmico, com adoção cada vez maior. COVID-19 realmente impulsionou o crescimento deste mercado, com problemas da cadeia de abastecimento e escassez de trabalhadores levando o CAGR a 9.9%. Relatórios recentes avaliam o mercado de agricultura inteligente em $12.5 bilhões em 2022, definido para alcançar $71.753 bilhões por 2032. Como o mercado ainda está em fase de desenvolvimento, ainda restam muitas oportunidades para empresas dispostas a se envolver.

Arquitetura IoT para agricultura inteligente

A arquitetura IoT para agricultura inteligente é composta por quatro camadas integradas: percepção, rede, nuvem, e aplicação. Essas camadas permitem a coleta eficiente de dados, transmissão segura, armazenamento confiável.

Camada de Percepção ou Detecção e Atuador: Sensores e atuadores implantados em campo para coletar dados (umidade do solo, temperatura, luz, pH, etc.) e operações de controle (irrigação, fertilização).
Camada de rede: Facilita a transferência de dados entre sensores/atuadores e camadas de nuvem usando LoRaWAN, celular, etc.
Camada de nuvem: Plataforma em nuvem para processamento, armazenar, e analisando dados de sensores, fornecendo insights para tomada de decisão baseada em dados.
Camada de aplicação: Aplicativos e interfaces fáceis de usar que permitem aos agricultores monitorar as condições agrícolas e tomar decisões informadas para otimizar o rendimento das colheitas e a utilização de recursos.

7 aplicações práticas da IoT na agricultura

A agricultura inteligente evoluiu muito além de apenas um conceito. Através do mundo, As tecnologias IoT criaram raízes em praticamente todas as áreas da agricultura:

Monitoramento de Solo e Cultura

Através de sensores monitorando a umidade do solo, nutrientes, temperatura e muito mais, os agricultores ganham visibilidade profunda das condições do solo e das culturas. Além de identificar problemas com mais rapidez, os produtores podem usar os dados para prever problemas potenciais e aplicar tratamento preventivo.

Agricultura de Precisão e Gestão de Insumos

Em vez de aplicar insumos uniformes (água, fertilizantes, pesticidas) em campos inteiros, agricultura de precisão e tecnologia de taxa variável adaptam insumos com base em dados granulares e condições específicas de uma planta, nível de linha ou zona. Isto reduz radicalmente o desperdício.

Monitoramento e Gestão de Pecuária

Do rastreamento de gado e laticínios ao monitoramento de aves, A tecnologia IoT otimiza e simplifica a gestão do gado. Etiquetas auriculares inteligentes, wearables biométricos, câmeras de vídeo e sensores ambientais fornecem informações profundas sobre o bem-estar animal, nutrição e desenvolvimento.

Uma fazenda no Paraguai implantada rastreadores de gado com sensores de movimento para monitorar seu gado caipira’ locais e comportamentos para detectar problemas anormais, como lesões, caindo, ou roubo.

Estufa e automação agrícola interna

Estufas tradicionais e fazendas verticais internas emergentes estão se tornando ambientes controlados e automatizados pela IoT. Cada fator pode ser detectado e otimizado – do controle climático, iluminação suplementar, nutrientes hidropônicos e muito mais.

Em uma estufa holandesa, a instalação de sensores HVAC e plugues de medidores inteligentes reduziu os custos de energia 50%.

Monitoramento Meteorológico e Ambiental

Estações meteorológicas repletas de sensores inteligentes e conectividade permitem monitoramento microclimático atualizado ao minuto para as culturas. Fluxos de dados para plataformas que analisam riscos potenciais como geada, seca, chuva e pressão de pragas para acionar alertas em tempo real para intervenção.

Irrigação Inteligente e Gestão de Água

Com monitoramento de água IoT e sistemas de irrigação inteligentes, os agricultores podem manter os níveis de umidade ideais enquanto otimizam o uso. Dados meteorológicos integrados e sensores de solo conduzem cronogramas automatizados de irrigação por gotejamento personalizados por zona, ciclo de colheita e crescimento.

Rastreabilidade e Visibilidade da Cadeia de Fornecimento

Usando as identidades exclusivas de sensores e dispositivos IoT conectados, empresas agrícolas podem registrar automaticamente uma trilha digital que rastreia as colheitas desde o campo até o transporte, em processamento, distribuição e varejo. Isto aumenta a visibilidade e a responsabilização em toda a cadeia de fornecimento.

Tecnologias IoT que impulsionam a agricultura inteligente

Embora a agricultura inteligente envolva muitas tecnologias emergentes, IoT serve como base central, incorporando e interconectando ferramentas como:

Sensores e dispositivos IoT

Um vasto ecossistema de sensores conectados implantados em campos medem e monitoram pontos de dados importantes, como umidade, temperatura, chuva, nutrientes do solo, saúde das folhas, operações de equipamentos e muito mais. Os tipos de sensores avançados incluem:

Umidade do solo, temperatura, Nitrato, pH, e sensores de condutividade elétrica
Sensores ambientais para vento, umidade, luz, CO2, nível de água, detecção de fogo
Sensores de movimento e câmeras para rastrear biometria e comportamento do gado

Tecnologias de conectividade

Os dados capturados por sensores precisam de mecanismos confiáveis para serem transmitidos a plataformas em nuvem e aplicativos de software para análise e ação. Dependendo das necessidades de conectividade, requisitos de largura de banda e energia, soluções agrícolas inteligentes integram tecnologias como:

Redes de área ampla de baixa potência (LPWAN) Como LoRaWAN, SigFox e LTE-M
Conectividade celular (NB-IoT para remoto, 4G/5G para vídeo)
Conectividade via satélite para cobertura total de áreas remotas
Wi-fi, Bluetooth e outros dispositivos sem fio de curto alcance

Computação em nuvem e análise de dados

Com milhões de pontos de dados transmitidos a partir de sensores IoT em toda a fazenda, plataformas ultraescaláveis de computação em nuvem e análise de big data são essenciais para a agricultura inteligente. Ecossistemas de nuvem como AWS IoT e Microsoft Azure IoT fornecem a infraestrutura para ingestão, processamento e visualização de dados de sensores em grande escala.

Drones e imagens aéreas

Veículos aéreos não tripulados (UAV ou drones) com câmeras de alta resolução fornecem uma visão aérea de campos inteiros de cultivo. Quando as imagens são combinadas com aprendizado de máquina, levantamentos aéreos podem avaliar a saúde geral da colheita, detectar lacunas em sistemas de irrigação, identificar infestações de pragas/ervas daninhas, e mais. Drones também podem pulverizar tratamentos direcionados.

Robótica e Veículos Autônomos

Máquinas inteligentes, como tratores autônomos e enxames de robôs, podem automatizar tarefas de campo que exigem muita mão-de-obra, como o plantio, poda, capina e colheita usando uma combinação de GPS, visão computacional, sensores e navegação autônoma.

Os benefícios da IoT na agricultura inteligente

IoT na agricultura, como em outros setores, oferece inúmeras vantagens.

Maior eficiência: A IoT na agricultura permite que os agricultores monitorem suas safras facilmente produzidas em tempo real. Eles adquirem insights que os ajudam a prever problemas mais rapidamente antes que eles aconteçam. É mais provável que o produto chegue ao mercado de forma mais rápida e fácil quando se conhece as culturas.
Conservação de Recursos: Com agricultura de precisão baseada em IoT, recursos como água, energia, e a terra pode ser otimizada distribuindo com precisão as quantidades corretas com base nos dados dos sensores de campo.
Práticas Sustentáveis: A agricultura inteligente apoiada pela IoT minimiza o uso de pesticidas e fertilizantes, levando a produtos mais limpos e a uma pegada ambiental menor do que os métodos tradicionais.
Agilidade: Os sistemas de monitoramento e previsão em tempo real permitem que os agricultores respondam rapidamente às mudanças climáticas, condições de colheita, e ameaças potenciais, minimizando perdas e protegendo rendimentos.
Baixo custo de operação: O consumo de recursos, custos de operações, e os erros humanos podem ser reduzidos significativamente através da automatização dos processos de plantio, tratamento, e colheita.
Melhor qualidade do produto: A IoT na agricultura contribui amplamente para uma melhor produção. Usando sistemas conectados, um agricultor agora pode maximizar o valor nutricional e recriar melhores condições dos produtos.

Coisas a considerar antes de desenvolver uma solução agrícola inteligente

Embora os benefícios da IoT na agricultura sejam imensos, desenvolver e implementar soluções agrícolas inteligentes requer um planejamento cuidadoso e consideração de fatores-chave:

Privacidade e segurança de dados: As operações agrícolas criam uma grande quantidade de dados e registros proprietários que devem ser protegidos contra ameaças como hackers mal-intencionados ou espionagem corporativa.. Criptografia, controles de acesso, redes isoladas e outras medidas de segurança cibernética devem ser implementadas para qualquer plataforma agrícola inteligente.

Interoperabilidade e padronização: Com a proliferação de dispositivos IoT e software agrícola de vários fornecedores, a interoperabilidade e a padronização entre sistemas são cruciais para facilitar a integração e o compartilhamento de dados.

Análise de custo e ROI: Antes da adoção, uma análise completa de custo-benefício deve ser conduzida para entender despesas como aquisição de equipamentos, instalação, serviços de conectividade/nuvem, manutenção, etc. Projeções realistas de ROI baseadas em ganhos de eficiência e melhorias de rendimento justificarão o investimento.

Escalabilidade e integração de sistemas: As soluções agrícolas inteligentes devem ser capazes de crescer à medida que as implantações de dispositivos IoT e os volumes de dados aumentam ano após ano. A infraestrutura em nuvem deve suportar necessidades crescentes de computação e armazenamento. Integração com equipamentos existentes, sensores e sistemas de software também são críticos.

Requisitos regulatórios e de conformidade: Dependendo da região, pode haver requisitos regulatórios e conformidades a serem cumpridos envolvendo áreas como privacidade de dados, insumos agrícolas, dispersão química e outros processos que as tecnologias IoT devem permitir.

Treinamento e gerenciamento de mudanças: A implementação de novos processos baseados em IoT geralmente requer treinamento de equipes na instalação, manutenção e interpretação de dados para maximizar a eficácia da solução.

Por que escolher MOKO para hardware IoT na agricultura inteligente

O futuro da agricultura é inegavelmente impulsionado por tecnologias digitais inteligentes – com a IoT servindo como a estrutura central que detecta, conecta e automatiza operações agrícolas. O futuro fértil da agricultura é digitalizado, otimizado e maduro para reinvenção. Pronto para descobrir como a IoT pode gerar um grande crescimento para sua organização agrícola? Entre em contato com nosso especialista em IoT para começar a mapear seu caminho para a inteligência, operações agrícolas conectadas.

Perguntas frequentes

Que tipos de sensores são comumente usados na agricultura inteligente?

Sensores IoT comuns usados incluem umidade do solo, sensores de nutrientes e temperatura do solo, monitoramento ambiental de fatores como chuva e vento, e sensores de movimento e câmeras para rastrear localização e comportamento do gado.

Como os dados dos dispositivos IoT agrícolas são coletados e analisados?

Os dados do sensor IoT são transmitidos sem fio usando conectividade como LoRaWAN, celular, Wi-Fi ou satélite, dependendo da infraestrutura local. Ele alimenta plataformas de computação em nuvem para extrair insights, detectar problemas e acionar fluxos de trabalho automatizados.

Que nível de conectividade é necessário para áreas agrícolas remotas?

Para fazendas e campos localizados em áreas rurais ou remotas com cobertura limitada de internet/celular, rede de área ampla de baixo consumo de energia (LPWAN) tecnologias como LoRaWAN juntamente com a conectividade por satélite oferecem uma maneira eficiente de transmitir dados IoT em longas distâncias usando o mínimo de energia.

Como a IoT pode melhorar a segurança alimentar e a rastreabilidade?

Sensores IoT conectados geram um ambiente permanente, registo imutável que liga culturas e gado a dados de espaço/tempo específicos ao longo de toda a jornada da cadeia de abastecimento. Essa trilha de dados permite rastreabilidade abrangente e análise de causa raiz em caso de contaminação de alimentos ou problemas de segurança.

Que outras tecnologias emergentes funcionam com a IoT na agricultura?

Enquanto a IoT forma o sistema nervoso digital, a agricultura inteligente frequentemente integra outras inovações, como imagens aéreas de drones, robótica autônoma, visão computacional e aprendizado de máquina, rastreabilidade baseada em blockchain, HVAC e controles climáticos, e sistemas de irrigação automatizados.

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