بخشی از مقاله
چکیده
تقاضای روزافزون غذا، از لحاظ کمیت و کیفیت، نیاز به صنعتی شدن بخش کشاورزی را افزایش داده است.اساس مفهوم کشاورزی دقیق، فناوری اطلاعات است که امروزه در کشورهای پیشرفته از مقوله ای به نام اینترنت اشیاء که یک تکنولوژی در حال ظهور است؛ برای جمع آوری و ایجاد بانکهای اطلاعاتی در بخشهای کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست فعالیتهای گسترده ای صورت میپذیرد.
در این مقاله بررسی مختصری از چندین راه حل کاربردی انجام گرفته، همچنین در طول پروژه های تحقیقاتی ما نیز راه حل هایی برای صنایع مختلف ارائه شده است و نتایج استفاده ازبکارگیری اینترنت اشیاء در افزایش کمی و کیفی محصولات کشاورزی و حفاظت از منابع زیست محیطی اعلام می گردد.
مفهوم اینترنت اشیای کشاورزی از تکنولوژی شبکه سازی در محصولات کشاورزی استفاده می کند.
-1مقدمه
کشور ایران از لحاظ موقعیت جغرافیایی در ناحیه خشک و نیمه خشک اقلیمی قرار دارد و منبع اصلی تأمین آب آن نزولات جوی به صورت برف و باران است که یک سوم متوسط بارش جهانی محسوب میشود
همچنین پراکنش نامتناسب جغرافیایی و زمانی بارش ها، مدیریت بهینه منابع آب را در ایران با مشکل مواجه ساخته است
در این میان، بخش کشاورزی بزرگ ترین مصرف کننده ی آب محسوب میشود و بیش از ُُ درصد آب کشور را به خود اختصاص میدهد و با توجه به تقاضای درحال افزایش محصولات کشاورزی، استفاده ی کاراتر از منابع کمیاب ضرورتی انکارناپذیر است ؟بهره برداری بهینه از این منابع میتواند افزایش درآمد بهره برداران را که برای آنها فعالیت کشاورزی به عنوان شیوهای از زندگی می باشد، درپی داشته باشد
بشر تا کنون دو موج عظیم را پشت سر نهاده که در پی آن تغییراتی در فرهنگ و تمدن پیشین اش به وجود آمده
موج اول، انقلاب کشاورزی بود و هزاران سال طول کشید تا رسالت خود را به پایان رساند، موج دوم، انقلاب صنعتی بود که موجب پیدایش جامعه ی صنعتی گردید ؟ این موج سیصد سال دوام آورد ؟موج دوم به انرژی های فناپذیر کاملا وابسته بود و همین امر موجب گردید تا کشورها وضعیت جدیدی را جستجو کنند که در آن انرژی و مواد اولیه مورد نیاز فناپذیر نباشند.
تلاش ها و کوشش ها در این راستا موجب تسریع وقوع انقلاب جدیدی که بعدها به نام موج سوم معروف شد،گردید
در موج سوم، شیوه نوینی از زندگی و کسب و کار مبتنی بر منابع انرژی متنوع و احیا پذیر و روش های نوین تولیدی،جایگزین روش های رایج در موج دوم شد. درواقع موج سوم زاییده ی بررسی و پرداختن به مسائلی است که با متدولوژی های دوره های پیشین قابل حل نیستند. از مهمترین ویژگی مسائل این دوره، بزرگی حجم داده ها و اطلاعاتی است که باید تولید،پردازش و تجزیه و تحلیل شوند. این ویژگی ما را به سوی توسعه فن آوری جدید به نام "فناوری اطلاعات" رهنمون ساخته است که کار با اطلاعات و داده های فراوان را برای ما میسر می سازد
همانطور که میدانیم هرروزه ماشینهای جدید و سامانه های آنلاین جدید اطلاعات زیادی را به سامانه های اطلاعاتی مرکزی ارسال می نمایند .اینترنت اشیا در حوزه های مختلفی مثل کشاورزی، پزشکی، صنعت و در راهنمایی رانندگی قاب استفاده است .بحثی که بسیار مهم است بحث امنیت و مدیریت کلان داده های تولید شده و تأمین انرژی برای این وسایل هست .در سال 1999 که ایده اینترنت اشیاء توسط کوین اشتون مطرح شد، تگ RFID بهعنوان بستر ایجاد ارتباط در نظر گرفته شده است .درحالیکه در زمان حاضر شبکه های بیسیم، شبکه محلی و شبکه های سلولی به عنوان بسترهای ارتباطی در نظر گرفته می شود .از این رو، در زمان حاضر WIFI ازجمله مهمترین بسترهای ارتباطی در نظر گرفته شده است
-2پتانسیل های استفاده از اینترنت اشیاء
در این بخش به اعم موارد استفاده از اینترنت اشیاء در کشاورزی در مناطق روستایی و کمتر توسعه یافته اشاره خواهد شد.
-2-1هواشناسی و آبیاری
مهمترین محدودیت در مناطق روستایی کم توسعه محدودیت آب می باشد. بدیهی است صرفه جویی در مصرف آب از هر راه و روش از مهمترین اقدامات می باشد. در اینترنت اشیاء با استفاده از حسگرهای درجه حرارات، رطوبت، بارندگی و باد از یک طرف و حسگرهای رطوبت خاک از طرف دیگر می توان بهترین و مناسب ترین زمان آبیاری را تعیین و محاسبه نمود
پیش بینی هواشناسی در بسیاری از موارد از عوامل مهم کاهش خطرات کشاورزی می باشد، با استفاده از اینترنت اشیاء می توان از طریق حسگرهای مختلف و آنالیز داده ها اقدام به انجام تصمیماتی نمود که نهایتا باعث دفع خطر گردد. در این روش با توجه به میزان درجه حرارت هوا و جداول چندساله بارندگی منطقه و میزان باد و رطوبت موجود در خاک که توسط حسگر گزارش می شوند و با در نظر گرفتن نیاز آبی گیاه، لزوم انجام آبیاری مشخص می شود، از طرفی با استفاده از اینترنت اشیاء می توان امکان آبیاری تحت فشار - بارانی و قطره ای - را بدون حضور در مزرعه ایجاد کرد و حتی می توان بهترین زمان آبیاری را بدون حضور شخص در منطقه مشخص کرد - عطری، . - 1395 در شکل - - 1 تصویر یک ایستگاه هواشناسی کوچک جهت مدیریت هوشمند آبیاری مشاهده می کنید.
شکل : - 1 - یک ایستگاه هواشناسی کوچک جهت مدیریت هوشمند آبیاری
-2-1-1حسگرهای تجزیه و تحلیل آلاینده های آب
حسگرها کاربردهای دیگری مهم دارد. مثلا می توان آنها در بستر اقیانوس ها و زیر آب بکار برد. محققان اروپایی طرحی موسوم به »حسگرهایی برای اقیانوس ها« در جنوب انگلستان فناوری حسگرها برای تجزیه و تحلیل شیمیایی آب را امتحان می کنند.
زباله های مناطق شهری و مناطق روستایی اغلب وارد آب می شود. این زباله ها به اکوسیستم زیر آب آسیب می رساند. اما غلظت این مواد در آب در طول روز تغییر می کند. تغییرات را در زمان واقعی نمی توان در آزمایشگاه های ساحلی اندازه گیری کرد، راه حل این است که آزمایشگاه به زیر آب برود. در اینجا هم دانشمندان اروپایی از فناوری حسگرها استفاده می کنند.
الکس بیتون، محقق از مرکز ملی اقیانوس شناسی دانشگاه ساوت همپتون در انگلستان می گوید: »با حسگر می توان اطلاعات بیشتری ثبت کرد چون نیاز به نمونه برداری نیست و نمونه را برای آنالیز به آزمایشگاه آورد؛ حسگر مدت طولانی در محل اندازه گیری می ماند و می تواند هر 15 دقیقه اندازه گیریش را انجام دهد. به این ترتیب مجموعه های بزرگ داده در فواصل زمانی کوتاه به دست می آید که به ما امکان می دهد از تغییراتی آگاه شویم که با نمونه برداری دوره ای دیده نمی شود.«
-2-2کشاورزی دقیق
هدف اصلی در کشاورزی دقیق رسیدن به حداکثر برگشت سرمایه در کشاورزی است. جهت رسیدن به این هدف پایش مزرعه مهمترین عامل می باشد . به عبارتی دیگر اینترنت اشیاء می تواند با استفاده از حسگرهای مختلف محیطی و زیستی اطلاعات جامعی در اختیار بهره بردار قرار داده و بهره بردار با استفاده از ابزار تصمیم گیری مناسب، بهترین راهکار را انتخاب نماید. از آنجایی که در کشاورزی دقیق از سیستم اطلاعات جغرافیایی در هدایت و مدیریت وسایل مزرعه نظیر تراکتور با استفاده از کنسول های دیجیتالی خاص استفاده می شود، جمع بندی اطلاعات پس از پایش مسئله نقشه راه روشنی را در اختیار بهره بردار قرار می دهد.
کشاورزان می توانند با استفاده از سنسورهای بسیار حساس ودقیق اینترنت اشیاء اطلاعات مربوط به آب و هوا، خاک، کیفیت هوا و بلوغ محصول را جمع آوری کنند و به آنها امکان تصمیم گیری دقیق تر را می دهد. به عنوان مثال، یک شرکت به نام Cropx برای کمک به کشاورزان از داده ها و سنسور ها برای درک بهتر استفاده از آب در سرتاسر مناطق خود استفاده می کند. این شرکت همچنین به کشاورزان در مورد میزان کود و آفت کش های مورد نیاز در باز های زمانی مشخص اطلاع می دهد، در واقع به طور خودکار تصمیمات روزانه برای کشاورزان را مدیریت می کند.
-2-3محافظت از جنگل ها
آتش سوزی در جنگل یکی از مهمترین معظلات در مناطق کمتر توسعه یافته به خصوص در مناطق روستایی آفریقاست - Dlodlo and . - Kalezhi, 2015 استفاده از فناوری های ماهواره یکی از بهترین و موثرترین روش های جلوگیری از این مشکل می باشد. اینترنت اشیاء می تواند با استفاده از حسگرهای حساس به آتش و ارسال عکس های مربوطه با اطلاع به موقع مانع از گسترش آتش سوزی در جنگل ها شود. همچنین با نصب بارکدهای پلاستیکی می توان مانع از قاچاق چوب شد بدین صورت که با اسکن برچسب هر درخت در صورت قطع شدن و اعلام به مراکز مربوطه از طریق ماهواره قادر به ردیابی درختان خواهیم بود - . - Dlodlo and Kalezhi, 2015
-2-4کشاورزی الکترونیکی
به منظور تسهیل در خرید و فروش محصولات کشاورزی، اینترنت اشیا با استفاده از سیستم ارتباطات نزدیک گوشی های همراه هوشمند قادر است کلیه مبادلات مالی را به صورت الکترونیک و نه نقدی انجام دهد . به عبارت دیگر می توان کلیه خدمات بانکی را بدون نیاز به استقرار شعبه ای جدید انجام داد. این روش باعث ارتباط مستقیم خریدار و فروشنده و حذف واسطه می شود و همچنین سودآوری برای کشاورز و قیمت پایین محصول می شود. نمونه ی عینی استفاده از این روش در حال حاضر در کشور کنیا تحت عنوان M-Pesakiosks وجود دارد
-2-5گلخانه ها
مهمترین دلیل استفاده از گلخانه در کشاورزی امکان کنترل دما، رطوبت و نور می باشد. با توجه به ماهیت اینترنت اشیاء می توان از طریق حسگرهای متفاوت دما، رطوبت هوا، نور و رطوبت خاک اقدام به مدیریت گلخانه نمود، با ارسال اطلاعات هر یک از عوامل محیطی از طریق حسگرها بهره بردار قادر به مدیریت گلخانه خواهد بود.
