Ứng dụng IoT trong nông nghiệp, lương thực thực phẩm được quản lý, sản xuất, chế biến đạt chất lượng và năng suất cao hơn so với nền nông nghiệp truyền thống, để đáp ứng với nhu cầu thực phẩm ngày càng gia tăng trên toàn cầu.
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 mở ra đã đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ và những tác động tích cực của chúng đến nhiều ngành nghề, lĩnh vực, trong đó phải kể đến ngành nông nghiệp. Mọi thay đổi đều đặt ngành nông nghiệp trước trạng thái cần phải chuyển đổi, ứng dụng các giải pháp công nghệ vào ngành để trở thành một nền nông nghiệp thông minh – nông nghiệp số. Ứng dụng cảm biến IoT trong nông nghiệp sẽ là một trong những hướng đi để tiến tới nền nông nghiệp số.
IoT là gì và lợi ích của IoT đối với ngành nông nghiệp
IoT – Internet of things hay vạn vật kết nối Internet: là một hệ thống các thiết bị công nghệ có liên quan đến nhau, mọi vật được kết nối với nhau dựa trên giao thức chung là mạng Internet. Việc đầu tư cho IoT đã, đang và vẫn sẽ tiếp tục được tăng mạnh. Thị trường IoT toàn cầu ước tính đạt 1.567 tỷ USD vào năm 2025, tăng từ 110 tỷ USD năm 2017, với tốc độ tỷ lệ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR) là 39% từ năm 2017 đến năm 2025 (Hình 1). (1)
Nghiên cứu của Business Insider dự đoán rằng đến năm 2023 sẽ có 12 triệu thiết bị cảm biến nông nghiệp được lắp trên toàn cầu (2).Thị trường nông nghiệp thông minh toàn cầu dự đoán sẽ đạt 15.344 triệu USD vào cuối năm 2025, tăng gấp 3 lần so với năm 2016 (5.098 triệu USD) và tăng trưởng với tốc độ CAGR trên 13,09% từ năm 2017 đến 2025 (3).
Lợi ích của IoT đối với ngành nông nghiệp
IoT cho thấy những lợi ích tiềm năng cho thị trường nông nghiệp, đây là lý do cho việc IoT sẽ ngày càng được ứng dụng phổ biến hơn. Cụ thể, IoT có thể cung cấp khả năng thu thập, hiển thị dữ liệu cho toàn bộ quá trình sản xuất nông nghiệp. Các mô hình nông nghiệp ứng dụng IoT mang lại các kết quả tích cực đến cho người nông dân như: gia tăng năng suất, chất lượng nông sản được nâng cao, tiết kiệm chi phí đồng thời họ có thể chủ động trong sản xuất, v.v.
Cảm biến IoT thu thập dữ liệu liên quan đến các các chỉ số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, v.v. qua phân tích các số liệu này mà người nông dân có thể dự đoán được đối tượng trồng trọt, chăn nuôi nào thích hợp với điều kiện dự báo. Hay cảm biến được gắn vào cây trồng vật nuôi cho phép nông dân có thể theo dõi giám sát tình trạng chất lượng của chúng từ xa giúp tiết kiệm thời gian cũng như nguồn lực lao động thực hiện.
Ứng dụng IoT vào nông nghiệp như một nền tảng xây dựng một nền nông nghiệp thông minh hơn, giúp nâng cao chất lượng nông sản, bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm cũng như tạo ra giá trị cao cho các mặt hàng lương thực, thực phẩm.
Một số trường hợp ứng dụng IoT trong nông nghiệp
IoT ứng dụng trong nông nghiệp hỗ trợ người nông dân trong nhiều khâu công việc. Bên cạnh việc giúp thu thập dữ liệu hay quản lý chất lượng cho trồng trọt chăn nuôi, IoT có khả năng theo dõi hiện trạng của máy móc thiết bị, giúp người dân có thể lên các kế hoạch bảo trì bảo dưỡng tốt nhất. Bên dưới đây là một số ứng dụng của IoT trong ngành nông nghiệp.
Ứng dụng IoT trong nông nghiệp giúp quản lý dữ liệu trong trồng trọt
Các thiết bị cảm ứng IoT đặt tại các cánh đồng hay nông trại thực hiện thu thập dữ liệu về các điều kiện môi trường xung quanh. Các dữ liệu được đẩy lên đám mây lưu trữ dữ liệu (Cloud) và phân tích để người nông dân có thể theo dõi các số liệu này từ xa. Việc sử dụng các số liệu phân tích này giúp người nông dân phân bổ chính xác và tối ưu các tài nguyên cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của các sản phẩm trồng trọt.
Mô hình canh tác trong nhà kính
Một mô hình canh tác đang được áp dụng nhiều trên thế giới hiện nay là canh tác trong nhà kính. Lắp đặt các thiết bị cảm biến IoT vào mô hình trồng trọt trong nhà kính giúp thu thập dữ liệu và điều chỉnh các chỉ số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm của đất, nước, không khí, ánh sáng, v.v. ổn định, tránh những tác động tiêu cực từ môi trường và đảm bảo cây trồng có được những điều kiện phù hợp nhất để phát triển, sinh trưởng.
Hệ thống cảm biến này sẽ được lắp đặt cả bên trong và bên ngoài nhà kính nhằm thu thập các số liệu để cân bằng các thông số về cường độ bức xạ mặt trời, cảnh báo mưa, tốc độ gió, lưu lượng mưa, v.v. nhằm duy trì nhà kính luôn ở điều kiện mong muốn.
Kiểm soát được toàn bộ dữ liệu về môi trường cũng như số liệu của cây trồng giúp người dân đảm bảo sự phát triển và mở rộng sản xuất đối với quá trình trồng trọt. Đồng thời, họ trở nên chủ động và quản lý dễ dàng hơn nguồn thông tin. Giảm thiệu tần suất phải đi đo lường thủ công các điều kiện môi trường. Các số liệu được đo và truyền về thiết bị di động của người dân, từ đó, họ đưa ra những quyết định nhanh chóng để đưa ra những điều chỉnh cần thiết.
Cảm biến IoT giúp người nông dân quản lý chất lượng cây trồng vật nuôi
Trong chăn nuôi, các cảm biến IoT giúp các chủ trang trại giám sát vị trí vật nuôi của mình, theo dõi hoạt động, tình trạng sức khỏe của chúng. Những dữ liệu này giúp người chăn nuôi phát hiện sớm những vật nuôi bị bệnh để nhanh chóng đưa ra giải pháp ngăn ngừa sự lây bệnh ra toàn đàn.
Trong trồng trọt, việc gắn cảm biến theo dõi lên từng cây trồng giúp người quản lý nắm bắt được kịp thời tình trạng phát triển của cây và khắc phục các vấn đề như thiếu nước, chất dinh dưỡng hay phát hiện mầm bệnh. Dựa trên những số liệu này, người nông dân lên được kế hoạch ứng phó kịp thời đảm bảo chất lượng cho nông sản.
Đối với các sản phẩm nông nghiệp, IoT góp phần lớn trong việc xác minh tính minh bạch về chất lượng sản phẩm. Việc gắn cảm biến lên từng đối tượng sản phẩm giúp người nông dân giám sát thu thập dữ liệu từ quá trình trồng trọt chăn nuôi, đến khâu xử lý chế biến đóng gói và bán hàng. Sự rõ ràng trong quản lý thông tin về chất lượng sản phẩm cho đến khi đến tay người dùng giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm là tốt nhất và gây dựng được lòng tin với người tiêu dùng.
IoT đang cho phép người nông dân quản lý chất lượng cây trồng và vật nuôi một cách đáng tin cậy và hiệu quả hơn. Chất lượng của cây trồng, vật nuôi ngày càng được đảm bảo năng suất với chất lượng quản lý tốt giúp cải thiện nguồn doanh thu của các doanh nghiệp nông nghiệp nói riêng và thúc đầy nền kinh tế đất nước nói chung.
Ứng dụng IoT vào theo dõi tình trạng vận hành lên kế hoạch bảo trì cho máy móc
Các thiết bị IoT thu thập dữ liệu từ máy móc để đưa ra những phân tích, giúp phát hiện các thiết bị máy móc có hoạt động bất thường, đưa ra cảnh báo để tìm vấn đề khắc phục hoặc lên kế hoạch bảo trì. Việc này giúp giảm thiểu rủi ro máy móc hỏng, cần bảo trì nhằm mục đích gia tăng thời gian hoạt động, cải thiện năng suất hoạt động của doanh nghiệp nông nghiệp cũng như đảm bảo chất lượng và sự hài lòng của khách hàng.
Nếu như trước đây, việc bảo trì máy móc chỉ ở mức bị động (thay, bảo trì khi máy móc gặp trục trặc), bảo trì theo lịch (cố định cách một khoảng thời gian nhất định), thì bằng cách áp dụng IoT, việc bảo trì máy móc được thực hiện một cách tối ưu và hiệu quả hơn.
Các thiết bị IoT giúp dự báo, chẩn đoán thời gian máy móc có thể bị hỏng để thay và bảo trì máy móc, tránh việc dây chuyền sản xuất bị tạm dừng. Sự trì hoãn và rủi ro khó khăn trong việc sửa chữa có thể dẫn tới sự gián đoạn trong toàn bộ các công đoạn theo sau, làm ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động.
Với một số lượng lớn máy móc trong các khâu hoạt động của doanh nghiệp, ứng dụng IoT giúp quản lý máy móc một cách hiệu quả và tối ưu hơn.
Tổng kết
Ngoài những ứng dụng kể trên, IoT còn có thể được ứng dụng vào một số trường hợp khác như theo dõi hành trình phương tiện vận chuyển cũng như giám sát chất lượng nông sản trong quá trình vận chuyển, quản lý điều kiện lưu trữ/ kho đối với từng loại sản phẩm hay kiểm soát toàn bộ logistic, v.v. Có thể thấy những tiềm năng và lợi ích của IoT trong nông nghiệp là rất lớn và còn đang được khai thác, hỗ trợ người nông dân và các doanh nghiệp nông nghiệp trong các khâu quản lý, hoạt động sản xuất và kinh doanh.
Tại Việt Nam, các doanh nghiệp nông nghiệp đã bắt đầu ứng dụng những cảm biến IoT trong các hoạt động sản xuất của mình. Họ đã nhận thấy những lợi ích tiềm năng của IoT trong việc tạo ra động lực để thúc đẩy hoạt động theo hướng tiết kiệm chi phí và tối ưu hóa vận hành. Áp dụng IoT vào các hoạt động doanh nghiệp, các nông doanh nghiệp sẽ tự tạo cho mình một lợi thế cạnh tranh bền vững.
Nguồn tham khảo
(1) IoT Analytics. 2018. State of the IoT 2018: Number of IoT devices now at 7B – Market accelerating.
(2) Business Insider Intelligent. 2020. Smart Farming in 2020: How IoT sensors are creating a more efficient precision agriculture industry.
(3) GlobeNewswire. 2018. Global Smart Agriculture Market Will Reach USD 15,344 million by 2025: Zion Market Research.
(4) Statista. 2018. Internet of Things (IoT) active device connections installed base worldwide from 2015 to 2025.
