IoT trong Nông nghiệp: Ứng dụng đa dạng và Lợi ích to lớn

08-08-2023 9.017

Iot trong nông nghiệp hình thành để giám sát đất canh tác với sự trợ giúp của các cảm biến, cảm biến này cảm nhận các thành phần như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, độ ẩm của đất, v.v.

Mục lục
Chúng ta đang chứng kiến ​​mức độ áp dụng công nghệ chưa từng có trong Nông nghiệp. IoT đã chiếm vị trí chủ đạo nhờ được áp dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Bằng cách sử dụng cảm biến IoT để thu thập các số liệu về môi trường và máy móc, nông dân có thể đưa ra quyết định sáng suốt và cải thiện mọi khía cạnh công việc của họ, từ chăn nuôi đến trồng trọt.
 

Iot trong nông nghiệp là gì?


IoT trong nông nghiệp sử dụng rô-bốt, máy bay không người lái, cảm biến từ xa và hình ảnh máy tính kết hợp với các công cụ phân tích và học máy liên tục phát triển để theo dõi cây trồng, khảo sát và lập bản đồ đồng ruộng, đồng thời cung cấp dữ liệu cho nông dân để lập kế hoạch quản lý trang trại hợp lý nhằm tiết kiệm cả thời gian và tiền bạc .

Nông nghiệp thông minh dựa trên công nghệ IoT cho phép người trồng trọt và nông dân giảm chất thải, nâng cao năng suất và cho phép sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên như nước, điện... Giải pháp canh tác là một hệ thống được xây dựng để giám sát cánh đồng trồng trọt với sự trợ giúp của các cảm biến: ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, độ ẩm của đất, sức khỏe cây trồng,... và tự động hóa hệ thống tưới tiêu. 
 
Iot trong nông nghiệp
 

Các công nghệ IoT ứng dụng trong nông nghiệp thông minh


Các sản phẩm nông nghiệp thông minh IoT được thiết kế để giúp giám sát các cánh đồng trồng trọt bằng cảm biến và tự động hóa hệ thống tưới tiêu. Do đó, nông dân và các thương hiệu liên kết có thể dễ dàng theo dõi các điều kiện đồng ruộng từ bất cứ đâu mà không gặp bất kỳ rắc rối nào.

Hãy xem các ứng dụng khác nhau của IoT trong nông nghiệp bằng các giải pháp IoT khác nhau:
 

1 - Iot điều hướng công nghệ Robot trong nông nghiệp


Tự động hóa đã trở nên tiên tiến hơn để xử lý hiệu quả các nhiệm vụ phức tạp và tăng sản lượng. Với nhu cầu ngày càng tăng và tình trạng thiếu lao động trên toàn cầu, robot nông nghiệp  đang bắt đầu thu hút sự chú ý của nông dân. Những tiến bộ gần đây về cảm biến và công nghệ AI cho phép máy móc đào tạo về môi trường xung quanh đã khiến robot trở nên đáng chú ý hơn. Chúng ta vẫn đang ở giai đoạn đầu của cuộc cách mạng rô-bốt nông nghiệp, khai thác toàn bộ tiềm năng của Internet vạn vật trong nông nghiệp, với hầu hết các sản phẩm vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu 
 

- Robot làm cỏ


Những robot Agri thông minh này sử dụng quá trình xử lý hình ảnh kỹ thuật số để xem qua hình ảnh của cỏ dại trong cơ sở dữ liệu của chúng nhằm phát hiện những điểm tương đồng với cây trồng và loại bỏ hoặc phun trực tiếp chúng bằng cánh tay robot của chúng. Với việc ngày càng có nhiều thực vật trở nên kháng thuốc trừ sâu, chúng mang lại lợi ích cho môi trường và cả những người nông dân đã từng rải thuốc trừ sâu khắp trang trại. 
 

- Điều hướng máy


Khi điều khiển từ xa được kích hoạt bằng bộ điều khiển, máy kéo và thiết bị cày hạng nặng có thể chạy tự động thoải mái tại nhà thông qua GPS. Những cỗ máy tự động tích hợp này có độ chính xác cao và tự điều chỉnh khi phát hiện sự khác biệt về địa hình, giúp đơn giản hóa các công việc cần nhiều lao động. Di chuyển cũng như tiến độ công việc của họ có thể dễ dàng kiểm tra trên điện thoại thông minh. Với những tiến bộ trong IoT trong Nông nghiệp và học máy, những động cơ điều khiển bằng công nghệ này đang cho phép Nông nghiệp nâng cao sử dụng IoT một cách độc lập  với các tính năng như tự động phát hiện chướng ngại vật.
 

-  Robot thu hoạch


Sử dụng agribots để thu hoạch mùa màng đang giải quyết vấn đề thiếu lao động. Thực hiện quy trình hái trái cây và rau quả phức tạp, những chiếc máy cải tiến này có thể hoạt động 24/7. Những chiếc máy này sử dụng sự kết hợp giữa xử lý hình ảnh và cánh tay rô-bốt để xác định loại trái cây cần hái, từ đó kiểm soát chất lượng.

Do chi phí vận hành cao, các loại cây trồng tập trung sớm vào thu hoạch agribot là các loại trái cây trong vườn như táo. Thu hoạch trong nhà kính cũng tìm thấy các ứng dụng với các bot này cho các loại cây trồng có giá trị cao như cà chua và dâu tây. Những bot này có thể hoạt động trong nhà kính để xác định giai đoạn của cây trồng một cách khéo léo và thu hoạch chúng vào đúng thời điểm.
 

- Xử lý vật liệu


Robot có thể thực hiện các nhiệm vụ lao động thủ công đáng sợ khi làm việc cùng với người lao động. Chúng có thể nâng vật liệu nặng và thực hiện các nhiệm vụ như khoảng cách giữa các nhà máy với độ chính xác cao, do đó tối ưu hóa không gian và chất lượng nhà máy, đồng thời giảm chi phí sản xuất.
 

 2- Iot điều khiển máy bay trong nông nghiệp


Máy bay không người lái trong nông nghiệpđược sử dụng để tăng cường và tối ưu hóa các hoạt động canh tác khác nhau như giám sát cây trồng, phun thuốc cho cây trồng, phân tích đất và lập bản đồ. Trên thực tế, nông nghiệp là một trong những lĩnh vực chính để kết hợp máy bay không người lái. Máy bay không người lái được trang bị cảm biến và máy ảnh được sử dụng để chụp ảnh, lập bản đồ và khảo sát các trang trại.

Có máy bay không người lái trên mặt đất và máy bay không người lái trên không. Máy bay không người lái trên mặt đất là những bot khảo sát các cánh đồng trên bánh xe. Máy bay không người lái, chính thức được gọi là máy bay không người lái (UAV) hoặc hệ thống máy bay không người lái (UAS), là robot bay. Máy bay không người lái có thể được điều khiển từ xa hoặc chúng có thể bay tự động thông qua các kế hoạch bay được điều khiển bằng phần mềm trong hệ thống nhúng của chúng, hoạt động phối hợp với các cảm biến và GPS. Từ dữ liệu bay không người lái, có thể rút ra những hiểu biết sâu sắc về sức khỏe cây trồng, tưới tiêu, phun thuốc, trồng trọt, đất và cánh đồng, đếm cây trồng, dự đoán năng suất, v.v. 
 
Iot trong nông nghiệp
 

3 - Cảm biến từ xa trong nông nghiệp


Cảm biến trong nông nghiệp đang cách mạng hóa cách thu thập dữ liệu từ các nút khác nhau trong trang trại. Cảm biến dựa trên IoT sử dụng các cảm biến được đặt dọc theo các trang trại như trạm thời tiết để thu thập dữ liệu, được truyền đến các công cụ phân tích để phân tích. Cảm biến là thiết bị nhạy cảm với sự bất thường. Nông dân có thể theo dõi các loại cây trồng từ bảng điều khiển phân tích và thực hiện hành động dựa trên thông tin chi tiết.
 

- Giám sát cây trồng


Các cảm biến được đặt dọc theo các trang trại theo dõi cây trồng để biết những thay đổi về ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, hình dạng và kích thước. Bất kỳ sự bất thường nào được phát hiện bởi các cảm biến đều được phân tích và người nông dân được thông báo. Do đó, viễn thám có thể giúp ngăn chặn sự lây lan của bệnh tật và theo dõi sự phát triển của cây trồng.
 

- Điều kiện thời tiết


Dữ liệu được thu thập bởi các cảm biến về độ ẩm, nhiệt độ, lượng mưa ẩm và phát hiện sương giúp xác định mô hình thời tiết trong các trang trại để việc canh tác được thực hiện cho các loại cây trồng phù hợp.
 

- Chất lượng đất


Phân tích sức khỏe của đất giúp xác định giá trị dinh dưỡng và các khu vực khô hạn hơn của trang trại, khả năng thoát nước hoặc độ chua của đất, cho phép điều chỉnh lượng nước cần thiết cho việc tưới tiêu và lựa chọn hình thức canh tác có lợi nhất. Dữ liệu sức khỏe của đất cũng có thể giúp thúc đẩy nông nghiệp tái tạo bằng cách cung cấp thông tin chi tiết về cách thức và thời điểm tăng chất hữu cơ, từ đó đạt được cấu trúc đất tốt hơn và cuối cùng mở đường cho nông nghiệp thông minh với khí hậu .
 
Iot trong nông nghiệp
 

4 - Iot trong công nghệ máy ảnh cảm biến trong nông nghiệp


Máy ảnh cảm biến được lắp đặt ở các góc khác nhau của trang trại hoặc máy bay không người lái được trang bị máy ảnh để tạo ra hình ảnh trải qua quá trình xử lý hình ảnh kỹ thuật số. Xử lý ảnh kỹ thuật số là khái niệm cơ bản về xử lý ảnh đầu vào bằng thuật toán máy tính. Quá trình xử lý hình ảnh xem hình ảnh ở các cường độ quang phổ khác nhau như hồng ngoại, so sánh hình ảnh thu được trong một khoảng thời gian và phát hiện sự bất thường, do đó phân tích các yếu tố hạn chế và giúp quản lý trang trại tốt hơn.
 

- Kiểm soát chất lượng


Xử lý hình ảnh kết hợp với học máy sử dụng hình ảnh từ cơ sở dữ liệu để so sánh với hình ảnh của cây trồng để xác định kích thước, hình dạng, màu sắc và sự tăng trưởng do đó kiểm soát chất lượng.
 

- Sắp xếp và phân loại


Sau thu hoạch, hình ảnh máy tính có thể tăng độ chính xác và hiệu quả về thời gian của việc phân loại và phân loại các sản phẩm nông nghiệp và thực phẩm dựa trên kích thước, kết cấu, màu sắc và hình dạng của chúng.
 

- Giám sát thủy lợi


Giám sát thủy lợi trong một khoảng thời gian giúp lập bản đồ các vùng đất được tưới tiêu. Nó cũng cho phép lập kế hoạch tưới tiêu tối ưu dựa trên điều kiện độ ẩm của đất, các kiểu thời tiết khác nhau và điều kiện sinh lý của cây trồng.
 

Lợi ích của IoT trong nông nghiệp


Chúng ta đang ngày càng phụ thuộc vào công nghệ trong thế giới ngày nay cho hầu hết mọi việc chúng ta làm. Và khi nói đến nông nghiệp, sự phụ thuộc sẽ chỉ tăng lên trong những năm tới. Nhờ có Internet vạn vật (IoT), ngày càng có nhiều nông dân sử dụng công nghệ thông minh để tăng năng suất và hiệu quả .

Dưới đây là một số lợi ích của IoT trong các dự án nông nghiệp:
 

- Khả năng thu thập dữ liệu:


Một trong những lợi ích lớn nhất của IoT trong nông nghiệp là khả năng thu thập dữ liệu. Với các cảm biến được lắp đặt khắp trang trại, nông dân có thể theo dõi mọi thứ, từ độ ẩm của đất đến tình trạng cây trồng. Dữ liệu này có thể được sử dụng để đưa ra các quyết định sáng suốt hơn về tưới tiêu, bón phân và thuốc trừ sâu.
 

- Chất lượng được cải thiện:


Với rất nhiều dữ liệu trong tầm tay, người nông dân có thể theo dõi cây trồng của họ 24/7. Điều này cho phép họ phát hiện sớm bất kỳ vấn đề nào và thực hiện hành động khắc phục trước khi chúng trở nên nghiêm trọng. Kết quả là cây trồng khỏe mạnh hơn và cho năng suất chất lượng cao hơn.
Giảm thiểu rủi ro: IoT cũng giúp giảm thiểu rủi ro cho nông dân. Ví dụ, bằng cách theo dõi các điều kiện thời tiết, nông dân có thể đưa ra quyết định tốt hơn về thời điểm gieo trồng và thu hoạch mùa màng của họ. Điều này giúp giảm nguy cơ mất mùa do thời tiết xấu.
 

- Tự động hóa doanh nghiệp:


Với IoT, nhiều nhiệm vụ nông nghiệp có thể được tự động hóa. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc cho người nông dân. Ví dụ, hệ thống tưới tự động có thể điều chỉnh tốc độ dòng nước dựa trên độ ẩm của đất. Điều này đảm bảo rằng cây trồng nhận được lượng nước phù hợp mà không cần tưới quá nhiều hoặc quá ít.
 

- Giám sát từ xa:


Giờ đây, nông dân có thể theo dõi tiến trình thu hoạch của họ từ máy tính hoặc thậm chí là thiết bị di động. Các hệ thống canh tác thông minh có thể gửi cảnh báo đến điện thoại của nông dân nếu có vấn đề với đất, hạt giống và các khía cạnh khác của cây trồng của họ.
 

- Cải thiện ROI:


Tự động hóa có tác động trực tiếp đến chi phí hoạt động. IoT cũng có thể tăng năng suất làm cho trang trại hiệu quả hơn. Với sự trợ giúp của cảm biến và phân tích dữ liệu, nông dân có thể giảm lượng nước sử dụng, tiêu thụ năng lượng và các yếu tố đầu vào như phân bón.
 

- Giám sát hạn hán:


Một thách thức lớn đối với nhiều nông dân là đối phó với tình trạng hạn hán. Các giải pháp IoT có thể giúp nông dân phát hiện tình trạng thiếu nước trước khi chúng trở thành vấn đề. Một số hệ thống thậm chí có thể cung cấp thông tin về thời gian và địa điểm tưới để tối đa hóa lượng nước tưới cho cây trồng.
 

- Tự động hóa thu hoạch:


Robot ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các nhiệm vụ thu hoạch nông nghiệp. Điều này tiết kiệm chi phí lao động và dẫn đến chất lượng sản phẩm ổn định hơn.
 

Nhược điểm của Iot trong nông nghiệp


Khi Internet vạn vật Iot tạo điều kiện thuận lợi cho một loạt lợi ích, nó cũng tạo ra một loạt thách thức đáng kể. Một số nhược điểm IoT được đưa ra dưới đây:
 
  • Bảo mật: Vì các hệ thống IoT được kết nối với nhau và giao tiếp qua mạng. Hệ thống cung cấp ít quyền kiểm soát mặc dù có bất kỳ biện pháp bảo mật nào và nó có thể dẫn đến các loại tấn công mạng khác nhau.
  • Quyền riêng tư: Ngay cả khi không có sự tham gia tích cực của người dùng, hệ thống IoT vẫn cung cấp dữ liệu cá nhân quan trọng một cách chi tiết tối đa.
  • Độ phức tạp: Việc thiết kế, phát triển, duy trì và kích hoạt công nghệ lớn cho hệ thống IoT khá phức tạp.
 

Các câu hỏi thường gặp về Iot trong nông nghiệp


Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về Iot trong nông nghiệp
 

1. Vai trò của IoT trong nông nghiệp là gì?


Nông nghiệp chính xác triển khai IoT thông qua việc sử dụng rô-bốt, máy bay không người lái, cảm biến và hình ảnh máy tính được tích hợp với các công cụ phân tích để thu thập thông tin chuyên sâu và giám sát các trang trại. Vị trí của thiết bị vật lý trong các trang trại giám sát và ghi lại dữ liệu, sau đó được sử dụng để có được những hiểu biết có giá trị.
 

2 - Các yêu cầu về cơ sở hạ tầng để áp dụng hệ thống nông nghiệp thông minh sử dụng IoT là gì?

 
  • Các khoản đầu tư ban đầu cao vào cảm biến, máy bay không người lái, robot và thiết lập của chúng
  • Thuê nhân viên hiện trường được đào tạo tốt để điều hành và quản lý
  • Khả năng kết nối với nguồn điện để sạc và vận hành máy bay không người lái và rô-bốt
  • Chi phí bảo trì phần cứng
  • Kết nối internet liên tục
 

3 - Cách  vận hành IoT nông nghiệp như thế nào?


IoT trong nông nghiệp tích hợp phần cứng vật lý nhạy cảm với phần mềm phân tích. Bảng điều khiển phân tích chủ yếu là phần mềm xử lý dữ liệu do thiết bị ghi lại. Do đó, kiến ​​thức kỹ thuật vững chắc về người máy và trí thông minh dựa trên máy tính là điều kiện tiên quyết để vận hành, bảo trì và hiểu những thông tin chuyên sâu về thiết bị có giá trị này.
 

4 - Làm cách nào tôi có thể tích hợp IoT để quản lý nhiều trang trại?


Vì IoT yêu cầu các thiết bị vật lý nên mỗi trang trại sẽ cần cài đặt bộ cảm biến và bot riêng để chỉ ghi lại dữ liệu liên quan đến trang trại đó. Vì vậy, mỗi trang trại sẽ có bảng điều khiển riêng để xem thông tin chi tiết. Không thể tích hợp và mở rộng quy mô IoT cho một số trang trại trong một nền tảng duy nhất.
 

Lời kết


Iot hỗ trợ nông nghiêp triển khai các giải pháp công nghệ hiện đại đối với kiến ​​thức đã được kiểm chứng qua thời gian. Điều này đã giúp thu hẹp khoảng cách giữa sản xuất với chất lượng và sản lượng. Dữ liệu được nhập bằng cách lấy và nhập thông tin từ nhiều cảm biến để sử dụng hoặc lưu trữ theo thời gian thực trong cơ sở dữ liệu đảm bảo hành động nhanh chóng và ít gây thiệt hại cho cây trồng. Với các hoạt động thông minh liền mạch từ đầu đến cuối và thực hiện quy trình kinh doanh được cải thiện, sản phẩm được xử lý nhanh hơn và đến siêu thị trong thời gian nhanh nhất có thể.

Việc sử dụng IoT trong nông nghiệp đang chuyển đổi ngành này bằng những bước nhảy vọt. Nhờ có IoT, nông nghiệp thông minh không phải là một khái niệm khoa học viễn tưởng mà là một cách tiếp cận chức năng giúp tự động hóa quy trình canh tác.

Bài viết liên quan