Pandangan Mendalam IoT Dalam Solusi Pertanian &Pertanian Cerdas

Industri pertanian dan pertanian bergantung pada ide-ide inovatif dan kemajuan teknologi untuk membantu meningkatkan hasil panen dan mengalokasikan sumber daya dengan lebih baik. Akhir abad ke-19 dan abad ke-20 membawa sejumlah inovasi mekanis, seperti traktor dan pemanen. Saat ini, kekuatan pendorong di balik peningkatan produksi pertanian dengan biaya lebih rendah adalah Internet of Things (IoT) , yang membuka pintu lebar-lebar bagi para insinyur yang ingin menghadirkan solusi pertanian cerdas atau sensor pertanian IoT ke pasar.

Aplikasi Internet of Things di bidang pertanian mencakup pelacakan aset seperti kendaraan pertanian, pemantauan ternak, pemantauan penyimpanan, dan banyak lagi. Misalnya:

• Sensor ternak dapat memberi tahu peternak saat hewan telah keluar dari kawanan sehingga petugas peternakan dapat menangkapnya.
• Sensor tanah dapat mengingatkan petani akan kondisi yang tidak teratur seperti keasaman tinggi, memberikan waktu bagi petani untuk mengatasi masalah tersebut dan menghasilkan tanaman yang lebih baik.
• Traktor swakemudi dapat dikendalikan dari jarak jauh, sehingga menghemat biaya tenaga kerja secara signifikan.

Beberapa tahun ke depan akan melihat peningkatan penggunaan ini dan teknologi pertanian pintar lainnya. Bahkan, instalasi perangkat IoT di dunia pertanian diproyeksikan mengalami tingkat pertumbuhan majemuk tahunan sebesar 20 persen. Dan menurut laporan Machina Research Januari 2016, jumlah perangkat pertanian yang terhubung diperkirakan akan tumbuh dari 13 juta pada akhir tahun 2014 menjadi 225 juta pada tahun 2024.

Mencari ikhtisar tentang cara menerapkan teknologi yang Anda butuhkan untuk solusi pertanian cerdas Anda?

Di bawah ini, kami telah menguraikan tiga kasus penggunaan pertanian IoT generik dan tujuh aplikasi pertanian IoT yang sudah ada di pasaran yang memungkinkan petani dan peternak mengumpulkan data yang berarti. Selain itu, kami akan memandu Anda melalui lima pertanyaan teknis yang harus Anda pertimbangkan sebelum menyelesaikan solusi pertanian cerdas Anda.

IoT Dalam Pertanian—Kasus Penggunaan

Pemantauan Ternak

Berkat pemantauan ternak, peternak dapat menggunakan aplikasi IoT nirkabel untuk mengumpulkan data mengenai kesehatan, kesejahteraan, dan lokasi ternak mereka. Informasi ini menghemat uang mereka dengan dua cara:

1. Ini membantu mengidentifikasi hewan yang sakit sehingga mereka dapat ditarik dari kawanan, mencegah penyebaran penyakit.
2. Ini menurunkan biaya tenaga kerja karena peternak dapat mengidentifikasi di mana ternak mereka berada.

Ada beberapa tantangan khusus saat melengkapi ternak dengan sensor. Secara khusus, cukup sulit untuk mendandani ternak dengan kerah. Opsi alternatif adalah menggunakan bolus nirkabel yang dipasang di perut sapi, yang dapat berkomunikasi melalui Bluetooth ke ear tag.

Tantangan potensial lain yang dihadapi peternak dalam menerapkan solusi IoT adalah memilih teknologi nirkabel dengan daya baterai yang cukup untuk mempertahankan umur hewan. Seekor sapi potong, misalnya, hidup 15 bulan atau lebih lama—dan sementara beberapa teknologi yang menggunakan jaringan mesh kemungkinan tidak akan mengelola masa pakai baterai seperti itu, Symphony Link dapat dengan mudah terhubung untuk jangka waktu tersebut tanpa banyak infrastruktur di sekitar peternakan untuk hubungkan semua perangkat.

Pemantauan Konservasi

Meskipun tidak sepenuhnya berada di bawah judul "pertanian", pemantauan badak yang terancam punah adalah salah satu kasus penggunaan IoT hewan yang lebih menarik di luar sana. Mengetahui di mana badak berada di fasilitas permainan besar dapat membantu konservasionis melindungi mereka dari pemburu liar.

Seperti yang bisa dibayangkan, menangkap badak bukanlah hal yang mudah—dan kami sering mendapati bahwa hal itu tidak berhasil. Kerahnya robek selama pertarungan, dan diketahui menyebabkan perubahan perilaku pada badak. Untuk mengatasi hambatan ini, kami sedang mengkaji gagasan untuk menempatkan perangkat Symphony Link di dalam cula badak.

Pemantauan Tanaman &Tanah Untuk Pertanian Presisi

Memantau kondisi tanaman dan tanah adalah kasus penggunaan yang sederhana—tetapi dapat menghasilkan laba atas investasi yang fantastis bagi petani. Kami telah melihat beberapa kegunaan hebat IoT pertanian di bidang ini:

1. Penginderaan kelembaban dan nutrisi tanah.
2. Mengontrol penggunaan air untuk pertumbuhan tanaman yang optimal.
3. Menentukan profil pupuk khusus berdasarkan kimia tanah.
4. Menentukan waktu yang optimal untuk menanam dan memanen.
5. Melaporkan kondisi cuaca.

Karena sensor dalam semua kasus penggunaan di atas dekat dengan tanah, menggunakan jaringan mesh bisa jadi sulit. Anggaran tautan tidak cukup. Tetapi topologi bintang seperti Symphony Link sangat cocok, karena satu titik akses dapat berbicara dengan sejumlah sensor yang berjarak 20-100 kilometer persegi.

Meskipun studi kasus umum ini memberikan wawasan tentang bagaimana IoT di bidang pertanian dapat bermanfaat bagi komunitas petani, penting juga untuk memahami proyek dan aplikasi pertanian IoT yang telah dikembangkan:

7 Proyek &Aplikasi Pertanian IoT yang Menarik

1. Sistem Pemantauan Tanah Cropx

Cropx menghasilkan sistem perangkat keras dan perangkat lunak yang mengukur kelembaban, suhu, dan konduktivitas listrik di dalam tanah. Sistem mereka memberi tahu petani kapan dan berapa banyak yang harus diairi.

2. Pemantauan Sensor Nirkabel TempuTech

TempuTech melihat kebutuhan untuk meningkatkan keamanan dalam penyimpanan pertanian. Silo dan elevator biji-bijian dapat menjadi tempat yang berbahaya, dengan ban berjalan yang dapat terbakar dan penumpukan debu yang dapat meledak. Menggunakan sensor untuk melacak bahaya sangat berharga. Dengan Equipment Insight GE, TempuTech menciptakan cara untuk menghubungkan sensor nirkabel dan membantu petani memahami data dari silo dan elevator biji-bijian mereka. Dengan menggunakan platform ini, produsen dapat menetapkan norma kinerja dasar dan menyetel kondisi peringatan dan alarm terkait suhu, getaran, kelembapan, dan kondisi lainnya.

3. Peralatan Cerdas CLAAS

CLAAS adalah salah satu produsen peralatan teknik pertanian terkemuka di dunia. Petani dapat mengoperasikan peralatan CLAAS dengan autopilot, menerima saran tentang cara meningkatkan aliran panen dan meminimalkan kehilangan biji-bijian, atau mengoptimalkan kinerja peralatan secara otomatis. Perusahaan ini bermitra dengan 365FarmNet, sebuah program yang memungkinkan petani mengelola seluruh lahan pertanian mereka di komputer atau perangkat seluler. Sistem mengumpulkan data dan memanfaatkannya secara bermakna melalui pemetaan lapangan, perencanaan pemupukan, keseimbangan nutrisi, serta program kalender dan perencanaan.

4. Platform Data Drone PrecisionHawk

PrecisionHawk telah menciptakan UAV otonom yang mengumpulkan data berkualitas tinggi melalui serangkaian sensor yang digunakan untuk survei, pemetaan, dan pencitraan lahan pertanian. Ini pada dasarnya adalah drone yang melakukan pengamatan dan pemantauan dalam penerbangan. Sebelum mengirim drone ke udara, petani memberi tahu bidang apa yang akan disurvei dan memilih resolusi atau ketinggian tanah. Setiap drone dapat mendeteksi kondisi cuaca menggunakan kecerdasan buatan, sehingga ia memilih jalur penerbangan terbaik untuk diambil berdasarkan hal-hal seperti kecepatan angin atau tekanan udara. Selama penerbangan, drone mengumpulkan citra visual, termal, dan multispektral; kemudian mendarat di tempat yang sama saat ia lepas landas. (Nah, itu adalah alat pertanian Internet of Things yang keren dan berguna!)

5. Labirin Jagung Penanaman Presisi

Radar Family Farms dimulai sebagai pertanian labu pada 1990-an, dan hari ini menawarkan labirin jagung seluas 10 hektar kepada pengunjung setiap musim gugur. Pada hari-hari awal, keluarga menciptakan labirin dengan menanam semua 10 hektar jagung dan kemudian menyewa sebuah perusahaan untuk memotong bentuk labirin. Ini adalah pemborosan benih—dan pemborosan uang. Dengan menggunakan teknologi Penanaman Presisi, mereka sekarang dapat menanam dalam bentuk peta—sesuatu yang mereka yakini tidak dilakukan oleh pertanian lain di AS.

6. Jaringan Libelium TeamDev Untuk Kualitas Tanaman Tembakau

Tembakau adalah industri besar di Italia dan membutuhkan persyaratan lingkungan dan iklim tertentu untuk pertumbuhan yang optimal. Menanggapi masalah ini, perusahaan perangkat lunak Italia—TeamDev—mengerahkan platform Waspmote Plug &Sense Libelium untuk mengumpulkan data tentang kondisi cuaca yang dapat memengaruhi tanaman tembakau. Teknik ini dapat digunakan oleh petani tembakau untuk mengoptimalkan tanaman mereka dalam kondisi yang biasanya tidak sesuai untuk pertumbuhan tembakau.

7. Sapi Terhubung JMB Amerika Utara

JMB Amerika Utara telah menghadirkan solusi IoT yang membantu peternak memantau sapi bunting yang bersiap untuk melahirkan ke pasar. Sensor bertenaga baterai dikeluarkan dari sapi ketika airnya pecah, yang mengirimkan pemberitahuan ke peternak atau pengelola ternak. Sensor ini memungkinkan peternak untuk lebih fokus dalam menghabiskan waktu bersama sapi dara bunting.

5 Pertanyaan Teknis yang Perlu Dipertimbangkan Sebelum Merancang Solusi Bertani Cerdas Anda

Seperti yang ditunjukkan pada contoh di atas, ada berbagai macam kasus penggunaan pertanian IoT untuk mencakup berbagai masalah pertanian dan peternakan. Jika Anda merancang solusi pertanian cerdas, ada area fokus khusus yang perlu diingat saat Anda membuat produk.

1. Apa yang akan dipantau aplikasi Anda?

Petani, ahli pertanian, dan produsen makanan industri sama-sama mencari solusi IoT untuk meningkatkan efisiensi dan hasil serta mengurangi kehilangan dan pencurian. Dengan kata lain, mereka ingin mengoptimalkan sumber daya dan menurunkan biaya. Apa pun yang akan dipantau oleh pengguna akhir harus berada di depan dan di tengah saat Anda mendesain aplikasi.

Sebagai contoh, seorang petani jagung mungkin sangat memperhatikan penggunaan air. Dia tidak ingin menggunakan terlalu banyak air, tetapi dia juga perlu memastikan bahwa air yang cukup mengalir ke tempat yang dibutuhkan. Pemantauan waktu nyata, di sisi lain, dapat membantu peternak menemukan sapi yang sakit di dalam kawanan sebelum mencemari hewan lainnya. Melakukan hal ini akan secara dramatis mengurangi kerugian ternak, dan mengurangi biaya yang terkait dengan pembelian antibiotik yang diperlukan untuk mengobati kelompok besar.

2. Berapa jangkauan nirkabel yang diperlukan?

Jarak yang perlu ditempuh data membuat dampak besar pada jenis teknologi apa yang harus digunakan. Jika Anda mengukur sesuatu yang berjarak 10 meter, Anda tidak akan menggunakan teknologi yang sama dengan yang Anda gunakan untuk sesuatu yang jauhnya 1.500 meter.

Untuk jarak pendek, Anda dapat menggunakan identifikasi frekuensi radio (RFID) atau komunikasi jarak dekat (NFC), yang umum di telepon seluler. NFC atau RFID dapat digunakan jika Anda menandai kantong makanan dan perlu mengetahui berapa pon kedelai di setiap kantong.

Jika Anda mengirim data ke objek 10 meter atau lebih dekat, Bluetooth atau Bluetooth Low Energy (BLE) mungkin merupakan pilihan yang baik. Contoh yang baik untuk itu adalah merekayasa tag telinga Bluetooth untuk babi yang tinggal di area kecil, yang akan memberi tahu pengguna akhir usia babi dan informasi penting tentang mereka.

Jika aplikasi Anda perlu mengirim data lebih dari ratusan atau bahkan ribuan meter, Anda mungkin melihat opsi jaringan area luas (LPWAN) berdaya rendah. Beberapa contoh termasuk Symphony Link atau teknologi sub-GHz lainnya. Aplikasi melalui jenis jaringan ini dapat digunakan untuk mengukur kelembaban tanah di ladang atau untuk menemukan dan melacak ternak saat mereka merumput. Jenis aplikasi ini juga ideal untuk memantau tambak ikan yang memiliki area budidaya yang luas dan berpagar, serta sulit diakses.

3. Dari mana sumber listriknya?

Ada korelasi yang sangat erat antara masa pakai baterai dan jangkauan. Sebuah sensor yang sangat jauh membutuhkan lebih banyak energi untuk mendapatkan informasi dari satu titik ke titik lainnya. Untuk menyiasatinya, pembuat produk IoT sering kali merekayasa aplikasi untuk mengirim lebih sedikit data (atau lebih jarang mengirim data) untuk menghemat biaya dan daya.

Jadi, Anda harus menentukan dari mana aplikasi sensor Anda akan menarik daya. Mengingat bahwa sebagian besar pertanian IoT biasanya berada di luar atau tersebar di area yang luas, Anda harus mempertimbangkan aplikasi berdaya rendah. Jika tidak, layanan dan pemeliharaan banyak sensor jarak jauh akan membebani pengguna akhir.

4. Seberapa sering pengguna akhir perlu mengumpulkan data?

Anda mungkin berpikir bahwa semakin banyak paket data yang dapat dikirim oleh sensor, semakin baik, tetapi ini belum tentu demikian. Berapa banyak paket data yang diperlukan tergantung pada banyak faktor yang berbeda, termasuk aplikasi pengguna akhir dan lingkungan lokal.

Misalnya, jika seorang petani memiliki sensor kelembaban di ladang kentang yang jauh, dia mungkin tidak perlu mengumpulkan informasi setiap dua detik. Sekali atau dua kali sehari mungkin cukup, yang berarti masa pakai baterai akan jauh lebih lama.

Di sisi lain, aplikasi yang digunakan untuk mengirim koordinat GPS dan informasi lain yang dikumpulkan oleh traktor dapat dengan mudah mengirim kembali paket data yang hampir konstan ke gateway. Bagaimanapun, sebuah traktor menawarkan sumber daya yang sempurna (dan hampir tidak terbatas), sehingga sejumlah besar data atau aliran video dapat dikirim tanpa menyumbat jaringan. Anda dapat melihat bagaimana ini jauh berbeda dari contoh sensor kelembaban kami, yang tidak memiliki sumber daya konstan.

Contoh lain adalah perbandingan level tangki dan irigasi. Banyak peternakan memiliki tangki besar yang menampung pupuk, bahan bakar, atau pakan ternak. Memantau level tangki ini lebih dari sekali sehari mungkin tidak diperlukan. Di sisi lain, saat irigasi aktif, pembaruan terus-menerus dapat memastikan jumlah air yang dikeluarkan tepat dan tidak ada kebocoran.

Semua ini untuk mengatakan:Sebelum Anda membuat aplikasi pertanian M2M, pastikan Anda mempertimbangkan berapa banyak data yang terlalu banyak.

5. Jenis sensor apa yang diperlukan, dan bagaimana cara menghubungkannya?

Setiap teknologi penginderaan nirkabel berbeda, jadi Anda harus mempertimbangkan mana yang akan Anda gunakan dan bagaimana Anda akan berinteraksi dengannya sebelum memulai. Beberapa sensor—seperti sensor kelembapan—disematkan, dan memerlukan mikrokontroler untuk berinteraksi. Membuat sensor dan membuatnya tahan cuaca merupakan tantangan teknis yang harus dipenuhi.

Memposisikan sensor untuk jalur komunikasi yang optimal merupakan tantangan teknis lainnya. Jika sensor ditempatkan di kebun jeruk, pohon dapat mengganggu jika antena tidak dipasang dengan benar. Ini jelas bukan tantangan besar jika antena dipasang di ladang stroberi.

Sebagai kesimpulan, ingat ini:Teknologi yang Anda rekayasa ke dalam aplikasi pertanian IoT Anda seharusnya tidak menjadi penghalang untuk apa yang coba diukur oleh pengguna akhir. Jadi, pastikan Anda memahami apa yang perlu diukur oleh pengguna akhir Anda, lalu pilih teknologi yang solid untuk dikembangkan guna mengeluarkan informasi tersebut.

Ayo luncurkan aplikasi pertanian IoT Anda.

Karena tidak bergantung pada koneksi WiFi atau 3G pihak ketiga, opsi konektivitas area luas (LPWA) berdaya rendah seperti Symphony Link menikmati keandalan dan skalabilitas jaringan yang lebih besar bahkan di seluruh perusahaan pertanian yang luas. Unduh brosur di bawah ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana Symphony Link dapat membantu menghubungkan aplikasi pertanian IoT Anda. Jika Anda memiliki pertanyaan, mari kita bicara.