Während die Weltbevölkerung weiter wächst, wird es für uns immer wichtiger, neue Wege zur Lebensmittelproduktion zu finden. Viele Regierungen weltweit suchen bereits nach neuen Technologien, die ihre Lebensmittelproduktion verbessern können, besonders nach der Pandemie. IoT (Internet of Things) in der Smart Agriculture ist eine der praktikablen Lösungen, um die Produktion zu steigern, und es hilft zahlreichen landwirtschaftlichen Betrieben, indem es Daten von verschiedenen über die Höfe verteilten Sensoren liefert.
Anwendungsbereiche
Zu den Bereichen, in denen IoT der Landwirtschaft helfen kann, gehören:
Gewächshäuser: Durch den Einsatz von IoT-Sensoren zur Überwachung verschiedener Bedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Bodenfeuchte können sich Landwirte sicher sein, dass ihre Pflanzen gesund sind und optimale Wachstumsbedingungen haben.
Felder: IoT-Sensoren können Felder kartieren und die Position der Kulturen verfolgen, um festzustellen, welche Bereiche des Feldes gut wachsen und welche verbessert werden müssen.
Verwaltung von Betriebsmitteln: IoT hilft dabei, Geräte und Maschinen des Betriebs im Blick zu behalten. Landwirte können diese Informationen für die Planung von Wartung und Reparaturen nutzen.
Bewässerung verbessern: IoT kann Bewässerungssysteme optimieren, indem es Daten zu Bodenfeuchte, Wetterverläufen und mehr liefert. Diese Informationen helfen Landwirten, bessere Entscheidungen darüber zu treffen, wann sie ihre Kulturen bewässern, wie viel Wasser sie verwenden und welche Art von Bewässerungssystem sie einsetzen.
Aussaat: IoT liefert auch fundierte Entscheidungsgrundlagen dazu, wann und wo Kulturen angebaut werden sollten. Wenn Landwirte die von IoT-Sensoren gelieferten Daten verstehen, können sie den besten Zeitpunkt für den Anbau wählen und optimale Bedingungen für den Erfolg schaffen.
Schädlingsbekämpfung: IoT-Sensoren helfen dabei, Feldbereiche mit Schädlingsbefall zu erkennen, sodass Landwirte vorbeugende Maßnahmen ergreifen können, um die Lage in den Griff zu bekommen und ihre Kulturen zu schützen.
Wetter: Durch die Kombination von IoT-Sensoren mit Wetterdaten lässt sich besser verstehen, in welchem Zustand sich die Kulturen befinden und welchen Bedarf sie künftig haben. Landwirte können diese Daten dann nutzen, um Wetterverläufe vorherzusagen und Ernteerträge zu prognostizieren.
Sensoren und Netzwerke für Smart Agriculture
Eine der häufigsten Herausforderungen bei der Umwandlung eines nicht vernetzten Hofs in einen smarten Hof besteht darin, wo und wie Technologien eingesetzt werden, denn die Platzierung von Sensoren und das Senden der erfassten Daten kann je nach Umgebung schwierig sein.
Zu den wichtigsten Orten, an denen Sie diese Sensoren anbringen können, gehören zum Beispiel: im Boden, an den Pflanzen, in den Silos und so weiter. Welche Art von Sensor eingesetzt wird, hängt auch davon ab, welche Informationen Sie erfassen oder messen möchten.
Einige nennenswerte Sensortypen sind:
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Dielektrische Bodenfeuchtesensoren zur Messung der Feuchtigkeit,
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Lichtsensoren, um zu verfolgen, wie viel Sonnenlicht die Pflanzen erhalten,
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Elektrochemische Sensoren zur Erkennung von Bodennährstoffen,
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Positionssensoren, die eine der zentralen Komponenten der Präzisionslandwirtschaft sind,
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Mechanische Bodensensoren zur Messung der Bodenverdichtung,
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Luftstromsensoren zur Messung der Luftdurchlässigkeit des Bodens.
Diese Sensoren müssen die erfassten Daten an eine zentrale Stelle senden, wo sie anschließend verarbeitet und ausgewertet werden können. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, diese Daten zu übertragen, darunter Mobilfunk, LPWANs (LoRa, NB-IoT), Satelliten und weitere Verfahren. Jede dieser Optionen hat jedoch ihre eigenen Tücken; in Ländern mit eingeschränkter Netzabdeckung etwa ist Mobilfunk vielleicht nicht die beste Wahl. Ebenso können Satellitenverbindungen teuer oder in Gebieten mit schlechtem Wetter unzuverlässig sein.
Anwendungsfälle
Einige bemerkenswerte Anwendungsfälle machen bereits einen Unterschied in der Landwirtschaft. Hier ein paar Beispiele:
Präzisionslandwirtschaft: Ein Ansatz für smartes Betriebsmanagement, der Sensoren und andere Technik nutzt, um die Effizienz der Pflanzenproduktion zu steigern. Wenn Landwirte die von IoT-Sensoren erfassten Daten verstehen, können sie bessere Entscheidungen darüber treffen, wann sie ihre Kulturen anbauen, wie sie sie bewässern und welchen Dünger sie verwenden. Smart Farms setzen das ein, um Erträge zu steigern und Produktionskosten zu senken.
Landwirtschaftliche Drohnen: bieten eine kostengünstige Möglichkeit, Daten über die Kulturen zu sammeln. Landwirte können Drohnen mit Sensoren ausstatten, die verschiedene Faktoren wie Pflanzenhöhe, Chlorophyllgehalt und Bodenfeuchte messen. Diese Daten lassen sich dann nutzen, um Ertrag und Qualität der Kulturen zu verbessern.
Vernetzte Silos: Mit IoT vernetzte Silos helfen dabei, den Getreidestand in jedem Silo zu verfolgen. Landwirte können anhand dieser Informationen vorhersagen, wann das Getreide zur Neige geht und nachgefüllt werden muss. So lassen sich diese Daten auch nutzen, um Muster im Getreideverbrauch zu erkennen und die Produktion entsprechend zu optimieren.
Ein besonders bemerkenswerter Fall, der die vielfältigen Möglichkeiten des smarten Anbaus zeigt, ist, wie die Universität PUC in Rio de Janeiro ein Projekt umsetzte, das IoT nutzte, um die Gesamteffizienz und den Ertrag von zwei Höfen zu verbessern. Ihr vernetztes Hofsystem erfasst Daten von Sensoren, um Entscheidungen zur Bodenvorbereitung, zum Aussaatzeitpunkt, zur Blattdüngung, zur Überwachung des Pflanzenwachstums, zur Beurteilung der Pflanzengesundheit, zur Korrektur der Aussaat und zu Bewässerungstechniken zu unterstützen, alles mit IoT umgesetzt.
Funktionen und Anwendungen in der Smart Agriculture
IoT-Systeme bieten viele Funktionen und Möglichkeiten für Smart Agriculture. Wir teilen sie in vier Hauptkategorien ein: Datenerfassung, Datenanalyse, Steuerungssysteme und Servicebenachrichtigungen.
Datenerfassung: Das ist der Prozess des Sammelns von Daten aus Sensoren und anderen Quellen. Landwirte können diese Daten nutzen, um Trends zu verstehen und Entscheidungen zu treffen, die die Effizienz der landwirtschaftlichen Produktion steigern.
Datenanalyse: Nach der Datenerfassung ist die Auswertung ein weiterer wesentlicher Teil des Prozesses. Diese Daten lassen sich nutzen, um Trends zu verstehen und Entscheidungen zu treffen, die die Effizienz der landwirtschaftlichen Produktion steigern.
Steuerungssysteme: Diese Systeme können bestimmte Anlagen aus der Ferne steuern und Prozesse automatisieren. Ein Steuerungssystem könnte zum Beispiel Daten eines Bodenfeuchtesensors nutzen, um automatisch eine Bewässerung einzuschalten, sobald die Bodenfeuchte unter einen bestimmten Schwellenwert fällt.
Servicebenachrichtigungen: Das ist eine Möglichkeit, Veränderungen oder Ereignisse auf dem Hof zu melden, die Anlagen oder die Produktion betreffen können. Sie können etwa über Änderungen des Türstatus oder der Bodenfeuchte informieren.
Fähigkeit, sich mit verschiedenen Netzwerktypen zu verbinden: Bei IoT für Smart Agriculture geht es nicht nur um die auf dem Hof eingesetzten Geräte und Anwendungen, sondern auch um die Fähigkeit, sich mit verschiedenen Netzwerktypen zu verbinden: Mobilfunk, LPWANs (LoRa, NB-IoT), Satelliten und andere. Diese Vielseitigkeit erlaubt es Landwirten, das beste Netzwerk für ihre Anforderungen zu wählen, ob sie nun Netzabdeckung, Zuverlässigkeit oder geringe Kosten brauchen.
Wie kann TagoIO helfen?
Der vielleicht einfachste Weg, auf diese Funktionen zuzugreifen, ist eine IoT-Plattform, und genau hier kommt TagoIO ins Spiel. Innerhalb der Cloud-Plattform von TagoIO können Nutzer Daten von mehreren Geräten und Standorten sammeln, auswerten und darauf reagieren. Nutzer können mit TagoCore auch On-Premise-Lösungen einsetzen, für Höfe mit eingeschränkter, instabiler oder gar nicht vorhandener Konnektivität.
TagoIO arbeitet außerdem mit verschiedenen Netzwerktypen und bietet eine lange Liste von IoT-Geräten für jede Anwendung. Ein paar Beispiele für sofort einsatzbereite Geräte für Smart Agriculture wären:
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Milesight EM500-SMT, ein Sensor für Bodenfeuchte, Temperatur und elektrische Leitfähigkeit über LoRaWAN,
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Der Dragino LSE01, ein LoRaWAN-Sensor für Bodenfeuchte und EC für IoT in der Landwirtschaft,
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Dragino LSNPK01, ein LoRaWAN-Boden-NPK-Sensor für IoT in der Landwirtschaft, der zur Messung von Nährstoffen ausgelegt ist,
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Globalsat LT-10, ein LoRaWAN-kompatibler solarbetriebener Lichttracker, der üblicherweise als Viehtracker verwendet wird,
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Tektelic Agriculture Sensor, der Bodenfeuchte und -temperatur, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit sowie das Tageslicht im Freien messen kann.
Neben diesen aufgeführten Geräten haben wir eine ganze Reihe von Partnern, die Sensoren für unterschiedliche Anforderungen in der Landwirtschaft anbieten. So fällt es leichter, für jede Situation den passenden Sensor zu finden. Sie können sich auch weitere bereits integrierte Geräte auf unserer Geräteseite ansehen, hier.
Was erwartet uns in der Zukunft der Smart Agriculture?
Die Vorteile von IoT für Smart Agriculture sind zahlreich, von der Präzisionslandwirtschaft bis hin zu geringeren Kosten und höheren Erträgen. In Zukunft können wir mit weiteren IoT-Anwendungen rechnen, je günstiger und zugänglicher die Technologie wird. Wir werden auch einen anhaltenden Trend sehen, bei dem IoT-Geräte kleiner, genauer und robuster werden, um den rauen Bedingungen der landwirtschaftlichen Umgebung standzuhalten.
Manche Menschen glauben jedoch noch immer, dass man ein Computerexperte sein muss, um IoT-Lösungen für Smart Agriculture umzusetzen, doch das stimmt längst nicht mehr. Auf dem Markt gibt es viele leicht zu erstellende Smart-Farm-Anwendungen, und mehr darüber erfahren Sie in unserem Kickstarter; dort finden Sie mehrere Anwendungen für verschiedene Bereiche der Landwirtschaft.
