IoT i landbruket

Tingenes internett (IoT) har gjennomsyret nesten alle bransjer, og har økt effektiviteten, produktiviteten og kapasiteten i hjem, industribygninger og lokalsamfunn. Fordelene med IoT finner også grobunn i landbruksmiljøer. Den globale landbrukssektoren er massiv – sysselsetter over en fjerdedel av verdens befolkning – og dens voksende IoT-adopsjon har potensial til å forbedre industriens bærekraft og effektivitet betydelig, samtidig som den tar tak i globale utfordringer forårsaket av klima og sosioøkonomiske endringer.

Sløsing

Hvert år forårsaker landbrukets overproduksjon, overforbruk og forsyningskjedeproblemer en betydelig mengde sløsing med vann, energi og arbeidsressurser, ifølge Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Landbruksnæringen bidrar også til vårt økte karbonavtrykk, høye nivåer av avskoging og landforringelse.

Nye muligheter

Teknologisk utvikling i området «smart landbruk» bekjemper noen av disse problemene, i tillegg til å øke matsikkerheten, redusere utslipp, øke avlingene og oppnå bedre ressursutnyttelse. Trådløs tilkobling og IoT- teknologi tilbyr nye løsninger for landbruksindustrien og genererer allerede merkbare økonomiske fordeler fra første høsting.

Trådløse anvendelser i landbruks-IoT

Så, hva er egentlig smart landbruk? Til dags dato har trådløs tilkobling bidratt til omfattende restrukturering i landbruket via teknologisk innovasjon og digital transformasjon. Bønder kan bruke prosesser som klimastyring og overvåking i driften for å automatisere arbeidskrevende, kostbare oppgaver, og forbedre beslutningsevnen. Med denne teknologien og dataene som er hentet fra den, er det lettere å identifisere store mønstre og småskalaproblemer akkurat når de oppstår. Smarte landbruksinnovasjoner tar sikte på å øke kvantiteten og kvaliteten på produktene og samtidig optimalisere den menneskelige arbeidskraften som er involvert. Dagens bønder har mange teknologier tilgjengelig for dem, inkludert:

Overvåking av klimaforhold: Sensorer plassert utover jordene samler inn data fra miljøet for å kartlegge klimaforhold. Denne informasjonen brukes til å velge passende avlinger og bedre forstå avlingsutbyttet et bestemt stykke land kan støtte.

Drivhusautomatisering: IoT-sensorer tilbyr nøyaktig sanntidsinformasjon om forhold som jordforhold, belysning, temperatur og fuktighet.

Avlingshåndtering: Sensorer i felten samler temperatur-, fuktighets- og lysdata som brukes til å oppdage anomalier og effektivt forhindre sykdommer eller angrep som kan skade avlingen.

Overvåking og administrasjon av buskap: IoT-sensorer er festet til storfe for å overvåke deres plassering og helse, slik at bøndene kan holde øye med dyrene sine og skille syke dyr fra flokken for å unngå forurensning.

Presisjonslandbruk: Presisjonslandbruk forbedrer effektiviteten med datadrevne beslutninger og er en av de mest utbredte og effektive applikasjonene for IoT i landbruket. Bønder implementerer sensorer for å samle inn et stort utvalg data om belysning, temperatur, jordtilstand, fuktighet, CO2-nivåer og skadedyrangrep. Disse dataene gjør det mulig for bønder å beregne de optimale mengder vann, gjødsel og plantevernmidler som avlingene deres trenger. Til syvende og sist reduserer denne tilnærmingen utgifter og resulterer i sunnere avlinger.

Prediktive analyser: Presisjonslandbruk og prediktiv dataanalyse går hånd i hånd. Mens IoT og smarte sensorteknologier er en gullgruve for svært relevante sanntidsdata, hjelper bruken av dataanalyse bøndene til å forstå disse og komme med viktige prognoser rundt innhøsting av avlinger, risikoen for sykdommer og angrep, avlingsvolum, og mer. Mens landbruk av natur (sic) er svært avhengig av værforhold, hjelper dataanalyseverktøy å gjøre landbruket mer håndterlig og forutsigbart.

Wi-SUN teknologien: En løsning for moderne landbruk basert på åpen kildekode.

Avlinger trenger vann og sol for å vokse – og de kan også trenge Wi-SUN. Wi-SUN er en ledende, åpen kildekodebasert, åpen standardprotokoll for smartby- og smart utilityapplikasjoner, og er også tilpasset smart landbruk. Wi-SUN bygger på åpne standard internettprotokoller (IP) og APIer, som gjør det mulig for utviklere å utvide eksisterende infrastrukturplattformer for å legge til nye funksjoner. Bygget for å skalere med lang rekkevidde, høy datagjennomstrømning og IPv6-støtte, forenkler Wi-SUN trådløs infrastruktur for industrielle applikasjoner, slik som smart landbruk. Wi-SUN field area networks (FAN)-teknologi er ideell for utendørs IoT-nettverk – og smart landbruk – siden den tilbyr god rekke- vidde og pålitelighet i utendørsmiljøer.

Tangfarm

På en tangfarm i Okinawa, Japan, ble lavenergi-, batteridrevne Wi-SUN- enheter festet til bøyer for å måle vanntemperatur og saltholdighet, mens tilleggsenheter – alle bygget etter strenge IEEE-standarder – var i et anlegg på land og overførte verdifulle data til skyen for ekstern tilgang og analyse. De samme IoT-fordelene kan enkelt utvides til drivhusproduksjon og vertikalt jordbruk. Faktisk brukes Wi-SUN-teknologi allerede i Japan til produksjon av grønnsaker og mango.

Åpen kildekodebasert og proprietært smart landbruk

Som i mange IoT-applikasjoner finnes det både proprietære og ikke- proprietære løsninger som brukes i smart landbruk med unike fordeler. Proprietære løsninger tillater bønder å ta en "inngjerdet hage"-tilnærming med full kontroll over deres økosystem og implementering. Mens åpen kildekode-løsninger sikrer interoperabilitet på tvers av flere enhetstyper og leverandører. Avhengig av applikasjonskravene dine kan du velge tilnærmingen som er skreddersydd for dine behov.

Banebrytende maskinvare

IoT-leverandører som Silicon Labs tilbyr allerede banebrytende maskinvare sertifisert av Wi-SUN Alliance. Silicon Labs EFR32FG25 System-on-Chip (SoC) har støtte for Wi-SUN FAN1.1 spesifikasjonen, som består av flere radioer og en 32-biters ARM Cortex-M33-kjerne med 97,5 MHz-plattform. Med støtte for multi-rate OFDM, FSK og multi-rate OQPSK-modulasjoner, gir FG25 ultimat fleksibilitet uansett hvilket modulasjonsskjema som passer best til din applikasjon. Med tillegg av USB, opptil 37 GPIO og verdensomspennende frekvensstøtte er FG25 en flott løsning for Wi-SUN eller andre store proprietære nettverk.

Proprietære løsninger

Mens Wi-SUN passer utmerket for noen IoT-landbruksapplikasjoner, er andre bedre egnet for en proprietær tilnærming. Disse applikasjonene trenger ikke kompleksiteten og overheaden som følger med en standardisert mesh-tilnærming, eller kan ha mobile eiendeler som ikke lett støttes av standardiserte tilnærminger. Med strømsparende SoC-er som Silicon Labs EFR32FG23, kan kundene utvikle sine egne lavstrøms-, punkt-til-punkt- eller stjernenettverk tilpasset deres behov. FG23 støtter verdensomspennende frekvensbånd FSK, O-QPSK og OOK-modulasjoner – noe som gir den fleksibiliteten som er nødvendig for proprietære implementeringer. Den har også konfigurerbar utgangseffekt på opptil +20 dBm, noe som gjør den til en ideell tilkoblingsløsning med lang rekkevidde for enkelte IoT-applikasjoner i landbruket.

Fremvekst av fremtidens landbruksindustri

Med en stadig voksende verdensbefolkning og økende virkninger av klimaendringer, er det avgjørende at landbruksnæringen bruker alle tilgjengelige midler for å optimalisere produksjonen og øke bærekraften. Smart landbruk og dets utallige brukstilfeller gir løsninger for bønder i hvert trinn i landbrukets forsyningskjede – noe som muliggjør nye nivåer av innsikt og dataanalyse fra jord til luft. IoT-utviklere har allerede smarte landbruksløsninger klare for kunder på tvers av sektoren, med systembrikker egnet for både proprietære og åpen kildekode-applikasjoner. Ettersom protokoller som Wi-SUN muliggjør sterkere utendørsnettverk, kan bønder se frem til å høste fruktene av deres IoT-reise.