با افزایش روزافزون جمعیت جهان، تقاضای غذا نیز به طور قابل توجهی افزایش مییابد. این امر نیاز فوری کشاورزان به پیشرفت در اتوماسیون و پاسخگویی به تقاضای مصرفکنندگان را برای صنعت کشاورزی به وجود میآورد و به توسعه تکنیکها و شیوههای جدید برای افزایش بهرهوری منجر میشود.
کشاورزی به عنوان پایه اقتصاد در سراسر جهان، نقش کلیدی دارد. به همین دلیل، وجود یک سیستم آبیاری هوشمند برای دستیابی به نتایج بهتر و موفقیت کلی بسیار ضروری است. در این مقاله به بررسی مزایای این سیستم و تأثیر اینترنت اشیا بر روی آن خواهیم پرداخت.
مزایای سیستم آبیاری هوشمند
آب به عنوان ارزشمندترین سرمایه در جهان، و بزرگترین مزیت سیستم آبیاری هوشمند، صرفهجویی در آب است. چرا که روشهای ناکارآمد آبیاری سنتی مقدار زیادی آب را هدر میدهند. در سیستم آبیاری هوشمند، میتوان تا ۵۰٪ از آب را ذخیره کرد.
این سیستم با بهرهگیری از فناوری اینترنت اشیا (IoT)، علاوه بر جلوگیری از تبخیر بیش از حد آب و آبیاری نادرست، شامل سنسورهایی است که برای جمعآوری دادههای زمانی به کار میروند. به این ترتیب، این سیستم قادر خواهد بود تا یک برنامهریزی دقیق برای آبیاری و افزایش بهرهوری تنظیم کند و هدر رفتن آب را به حداقل برساند.
از دیگر مزایای بهکارگیری روشهای مختلف کشاورزی هوشمند این است که کشاورزان میتوانند در حالی که از مواد کمتری مانند کود، آب و دانه استفاده میکنند، محصولات بیشتری تولید کنند.
یکی دیگر از مزایای سیستم آبیاری هوشمند، توانایی دستیابی به آبیاری دقیق است که به بهبود کارایی فرآیند تحویل آب کمک میکند. به طور کلی، چهار روش اصلی برای تحویل آب برای آبیاری وجود دارد: آبیاری سطحی، پاشش آب، قطرهای و زیرزمینی.
- آبیاری سطحی: این روش به عنوان سنتیترین روش توزیع آب به محصولات شناخته میشود. در این روش، حفرههای آبیاری متعددی جهت هدایت آب به گیاهان با کمک نیروی جاذبه زمین ایجاد میشود.
- آبیاری پاشش: در این روش، آب به هوا پاشیده میشود و بارندگی طبیعی را شبیهسازی میکند.
- آبیاری قطرهای: در این روش، آب و رطوبت مستقیماً به ریشه گیاه منتقل میشود و در کاهش مقدار آب از دست رفته و تبدیل آن به تبخیر بسیار کارآمد است.
- آبیاری زیرزمینی: این روش نیز به کاهش از دست رفتن آب کمک میکند و میتواند به طور ویژه در حفظ آب تأثیرگذار باشد. در این روش، سیستمهای آبیاری مبتنی بر اینترنت اشیا دفن شده و در کنار ریشه گیاهان قرار میگیرند تا انتقال آب از زیر زمین انجام شود.
تاثیر اینترنت اشیا در آبیاری هوشمند
اینترنت اشیا علاوه بر تأثیرات مثبت خود بر سیستم مدیریت ساختمان و خانههای هوشمند، در آبیاری هوشمند نیز تأثیرگذار بوده است. با توجه به تعریف اینترنت اشیا، که تمام دستگاهها را قادر به برقراری ارتباط با تجهیزات الکترونیکی میکند، میتوان گفت که این فناوری فرآیندهای وابسته به کشاورزی را نیز سادهتر میکند و با هوشمندسازی کارها، باعث افزایش بهرهوری میشود.
سنسورها به کشاورزان کمک میکنند تا محصولات و منابع خود را بهتر حفظ کنند. این موضوع به ویژه از آن جهت حائز اهمیت است که سازمان حفاظت از محیط زیست، به دلیل کاهش روزافزون میزان منابع طبیعی، این مسئله را در اولویت اول خود قرار داده است.
با توجه به این موضوع دو فاکتور مهم در آبیاری هوشمند وجود دارد:
- نحوه کنترل آبیاری
- نحوه انتقال آب
با وجود این دو فاکتور دو نوع آبیاری بر اساس آب و هوا و آبیاری بر اساس خاک برای کنترل سیستمهای آبیاری هوشمند نیز وجود دارد.
سیستم آبیاری هوشمند
برای راهاندازی سیستم آبیاری هوشمند، استفاده از شبکه سنسور وایرلس (Wireless Sensor Network – WSN) به عنوان یک روش مهم در اتصال سنسورهای مختلف جهت نظارت بر شرایط محیطی محسوب میشود. این سیستم شامل تجزیه و تحلیل دادههایی است که توسط سنسورها جمعآوری شده و استفاده از آن برای فعال کردن دستگاههای کنترل با یک حلقه فیدبک (feedback loop) به عنوان ورودی به سیستم بازگردانده میشود.
فناوریهای اصلی مورد استفاده در اینترنت اشیا برای آبیاری به دو دسته تقسیم میشوند:
- دستگاههای کممصرف و کوتاهمدت: این دستگاهها به عنوان گره عمل میکنند و مقادیر کمی از دادهها را در مسافتهای کوتاه با حداقل مصرف انرژی منتقل میکنند.
- دستگاههای پرمصرف و بلندمدت: این دستگاهها قادر به انتقال مقادیر زیادی از دادهها در مسافتهای طولانی هستند و انرژی بیشتری مصرف میکنند.
در نتیجه
با استفاده از فناوریهای نوین مانند حسگرها، دوربینها و سیستمهای مدیریت داده، کشاورزان میتوانند تولیدات خود را افزایش دهند، مصرف آب و کود را کاهش دهند و از بیماریها و آفات جلوگیری کنند. همچنین، هوشمندسازی کشاورزی میتواند به کاهش آلودگیهای زیستمحیطی و افزایش کیفیت محصولات کمک کند. در نهایت، هوشمندسازی کشاورزی میتواند به بهبود رفاه اقتصادی کشاورزان و افزایش امنیت غذایی جامعه کمک کند.