اکوسیستم برنامه های کاربردی مزارع هوشمند با فناوری اینترنت اشیا

مزارع هوشمند موضوعی است که امروز قصد داریم در وب سایت اینترنت اشیا بهیدو به آن بپردازیم. کشاورزی هر روز هوشمندتر از روز قبل می شود. از عملیات بزرگ صنعتی گرفته تا افرادی که به صورت محلی، محصولات ارگانیک رشد و پرورش می دهند، فناوری در خط مقدم کاهش هزینه ها، بهبود نتایج و تضمین تحویل بهینه به بازار قرار دارد.  عنصر کلیدی برای داشتن یک کشاورزی هوشمند ، استفاده از داده های مفید است.

کشاورزانِ مدرن نسبت به سال های گذشته، ابزارهای زیادی برای جمع آوری داده های هوشمند دارند.داده های مرتبط با شیمی خاک نیز به افراد اجازه می دهد تصمیمات آگاهانه ای در مورد کوددهی به زمین های زارعی بگیرند. سنسورهای رطوبت سنج و کنترل کننده های دقیق آبیاری، باعث شده اند فرایندهای آبیاری بهینه شوند و در عین حال از هزینه مصرف آب کاسته شود. هواپیماهای بدون سرنشین می توانند آفت کش ها را به طور دقیق بر روی نقطه مدنظر اعمال کنند. دستگاه های برداشت خودکار، زمین های زراعی را بر اساس موقعیت و سنسورهای ظرفیت، می پیمایند. این فهرست همچنان ادامه دارد. تقریبا هر فرایندی که به کشاوری مرتبط است، می تواند از سنسورهای جمع آوری کننده داده برای بهینه سازی فرایندهای موجود و اتخاذ تصمیمات آگاهانه استفاده کند. اینترنت اشیا (IoT) در مرکز این تغییر و تحول بزرگ قرار دارد. سخت افزارهای اینترنت اشیا با سرعت زیادی رشد و توسعه پیدا کردند  تا بتوانند سنسورهای کم هزینه ای برای نیازهای افراد فراهم آورند.  این سنسورها در دستگاه های اینترنت اشیا به صورت درون ساخت و به همراه باطری گنجانده شده اند و می توانند در طول سال ها مورد ارزیابی قرار گیرند و به شبکه موبایلی با  توان پایین و مقرون به صرفه دسترسی داشته باشند. پلتفرم های مدیریت دستگاه های اینترنت اشیا نیز به سرعت تکامل پیدا کرده اند و در حال حاضر می توانند به طور امن مورد استفاده قرار گیرند و دستگاه های موجود را در مقیاس وسیع مدیریت کنند. خدمات ابری اینترنت اشیا نیز مجموعه ای از خدمات توانمندسازی اپلیکیشن ها( برنامه های کاربردی) را فراهم می کنند که می تواند به راحتی توسط توسعه دهنده ها مورد استفاده قرار گیرد و به آن ها اجازه دهد بر روی ساخت منطق تجارت(business logic) اپلیکیشن خود تمرکز کنند.  این فرایندهای توسعه ای باعث ایجاد برنامه های کاربردی قدرتمند و جدیدی در حوزه اینترنت اشیا شده است و می توان از این برنامه ها در صنایع مختلفی همچون کشاورزی و ساختن مزارع هوشمند استفاده کرد.  اما سوال اینجاست که چه چیزی باعث می شود مزارع امروزی به معنای واقعی مزارع هوشمند باشند؟  اجازه دهید این سوال را به شیوه دیگری مطرح کنیم. چه زمانی فناوری های مرتبط با مزارع هوشمند به نقطه ای می رسند که در آن دامنه هوشمندی که این موارد فراهم می کند می تواند از هوشمندی کشاورزان با تجربه و حرفه ای فراتر برود؟

برای مزارع هوشمند کسب داده به تنهایی کافی نیست

واقعیت این است که جمع آوری داده های دقیق به کشاورزان کمک می کند تصمیمات بهتری اتخاذ کنند.  شناسایی و مشاهده رطوبت خاک در عمق های مختلف، قطعا می تواند اطلاعات دقیق تری نسبت به روش های قبلی همچون وارد کردن انگشت در خاک و بررسی رطوبت آن، فراهم آورد.  ماهواره های هواشناسی می توانند پیش بینی بهتر و دقیق تری از ایستگاه های هواشناسی بارومتریکِ قدیمی فراهم می کنند. داده های مرتبط با شیمی خاک دقیق تر از گذشته هستند و به کشاورز کمک می کنند خاک را به شیوه بهتر و با هزینه های کمتری کوددهی کند و از بروز برخی از بیماری های مرتبط با خاک جلوگیری کند. هواپیماهای بدون سرنشینِ کنترل شده ممکن است بتوانند آفت کش ها را به شیوه موثرتری نسبت به روش های سنتی اعمال نمایند.  اما مشکل اینجاست که چنین داده هایی تنها کشاورز را آگاه می سازند. این تجربه کشاورز است که می تواند با این هوشمندی ادغام شود و بهترین تصمیم را برای بهینه سازی، اجرا و کسب نتایج مفید فراهم آورد. مجموعه ابزارهای فناوری موجود هنوز کافی نیستند.

کشاورزی هوشمند به دنبال یکپارچه سازی داده هاست

برنامه های کاربردی که کشاورز مورد استفاده قرار می دهد باید به گونه ای طراحی و ساخته شود که بتواند با سایر موارد موجود ارتباط برقرار کرده و با آن ها کار کند تا نتایج بهینه ای ایجاد نماید. یک کشاورز حرفه ای و با تجربه  تمامی دانش های موجود را با هم ادغام می کند.  تصمیمات مربوط به آبیاری صرفا بر اساس آب و هوا و نوع دانه ای که مورد استفاده قرار می گیرد نخواهد بود بلکه بر اساس ماهیت خاک و ترکیب شیمیایی آن اتخاذ خواهد شد.  اینکه فرد بداند چگونه می تواند به طور موثر آفت کش را بر فراز ناحیه مدنظر اعمال کند کافی نیست. کشاورز باید چرخه آبیاری را هم مدنظر قرار دهد تا موثر بودن این آفت کش ها را به حداکثر برساند.  مشکلی که در بیشتر فناوری های IoT مزارع هوشمند وجود دارد این است که این برنامه های کاربردی در سیلوها قرار دارند.  این برنامه ها حتی اگر به طور کامل خودکارسازی شده باشند باز هم نمی توانند به طور موثر با هم کار کنند.  زمانی که کود قبلا بر روی زمین اعمال شده باشد، الگوریتم های موجود برای زمانبندی ابیاری مدنظر قرار نخواهد گرفت.  یک مزرعه هوشمند به معنای واقعی کلمه مزرعه ای است که بتواند به طور کامل خودکار شود  و حتی یک کشاورز تازه کار و مبتدی هم بتواند این عملیات را بهینه سازد. اما برای انجام اینکار،باید داده های ارزشمندی از سیلوهای مختلف در طول عملیات کشاورزی خودکار و یکپارچه شود.

پلتفرم های غنی سازی و ایجاد خدمات اینترنت اشیا

در حال حاضر، دسته های جدیدی از فناوری های ساخت پلتفرم اینترنت اشیا، چنین قابلیت هایی را فراهم می کنند( پلتفرم های غنی سازی و ایجاد خدمات اینترنت اشیا(SCEP)). SCEP هایی همچون Concert IoT شرکت Accelerite می تواند مجموعه ای از خدمات تکمیلی را فراهم کند تا توسعه دهندگان از آن برای ایجاد برنامه های اینترنت اشیای مبتنی بر ابر استفاده کنند و در عین حال اکوسیستم همکاری در برنامه را ایجاد و از آن درآمدزایی کنند.  پلتفرم های اینترنت اشیا برای بازارهایی همچون مزارع هوشمند، توسعه دهندگان را قادر می سازد اکوسیستمی از اپلیکیشن های یکپارچه و هدفمند ایجاد کنند.  با اینحال یک SCEP با قابلیت های مختلف و کامل باید بتواند سه معیار زیر را برای توسعه دهندگان برنامه های اینترنت اشیا فراهم آورد:

• ابزارهایی برای مدل سازی بصری و هماهنگ کردن برنامه های اینترنت اشیا که به افراد غیر برنامه نویس اجازه می دهد در توسعه و اصلاح راه حل های IoT شرکت کنند.  به کمک پلتفرم های مزارع هوشمند، کشاورز باید بتواند برنامه را بدون تلاش برای برنامه نویسی، اصلاح کند. این موضوع هزینه توسعه و زمان مورد نیاز برای ایجاد و تکامل برنامه ها را کاهش می دهد.
• سازنده پلتفرم اینترنت اشیا که به عنوان یک سرویس ارائه می شود و می تواند به راحتی پلتفرم های جدیدی را از خودِ اپلیکیشن ایجاد نماید. اپلیکیشن ها از سازنده پلتفرم برای بهره برداری از API ها استفاده می کنند و به برنامه های همکار اجازه می دهند از این برنامه ها به نفع خود بهره ببرند. قابلیت های مدیریت برنامه های همکار و API ها که در SCEP ها ادغام می شوند به توسعه دهندگان برنامه اجازه می دهد پلتفرم به عنوان سرویس IoT جدید ایجاد کنند.
• موتورهای درآمدزایی که ایجاد رابطه تجاری با شرکایی که می خواهند از برنامه به عنوان سرویس استفاده کنند و از داده های موجود از طریق API ها بهره ببرند را ساده تر می کنند.

SCEP ها بر روی پلتفرم های ابری توانمندسازی اینترنت اشیا همچون مایکروسافت Azure و وب سرویس اینترنت اشیای آمازون ساخته شده اند و به گونه ای طراحی شده اند که می توانند مجموعه اینترنت اشیای فراهم شده توسط این پلتفرم ها را تکمیل نمایند. به کمک فناوری SCEP، فروشندگان IoT در سرتاسر بخش های کشاورزی، خرده فروشی، زنجیره های تامین منابع و لاجستیک و بخش های دولتی نه تنها می توانند به سرعت اکوسیستمی از برنامه های کاربردی IoT خلاقانه را ایجاد کنند بلکه قادرند این برنامه ها را به کمک ارائه آن ها به عنوان پلتفرمی برای برنامه های همکار دیگر، یکپارچه سازی  کنند و حتی از آن درآمدزایی داشته باشند. زمانی که مزرعه ای بر روی چنین پلتفرمی ایجاد می شود، داده های زمینه ای  در سرتاسر عملیات کشاورزی هر روز با هوشمندی رشد می کند و تکامل می یابد. کشاورز در چنین شرایطی می تواند عملیات را بر اساس دانش و هوش دقیقی که از این اکوسیستم به دست می آورد، به خوبی اجرا کند.اینجاست که چهره واقعی مزارع هوشمند برای همگان آشکار می شود.

دوست دارید در مورد اکوسیستم برنامه های خدمات محور اینترنت اشیا اطلاعات بیشتری کسب کنید؟ دوست دارید در مورد فرایندهای بهینه شده این اکوسیستم برای بازارهایی همچون کشاورزی آگاه شوید؟ سایت ما را دنبال کنید و در خبرنامه آن عضو شوید.