Küszöbön az Agrár-IoT forradalom?

Előrejelzések szerint a 2018-as 7 milliárdról 2025-re 21,5 milliárdra nő azon eszközök száma, melyek egymással kommunikálnak, és a környezetről gyűjtik az adatokat. Ezek alkotják a Dolgok Internetét, melynek felforgató hatása lesz a mezőgazdaságra is.

Az adatalapú mezőgazdaság 3 korszaka

A termés mennyisége és minősége megszámlálhatatlan sok tényezőn múlik, ám tagadhatatlan, hogy van egy, ami a többi felett áll: az adat. Ha ugyanis a gazda négyzetméter-pontossággal tisztában van területe paramétereivel, akkor kezében van a változtatás lehetősége is. Márpedig a fejlődés megállíthatatlan. Lassan de biztosan eljutunk a kockás füzetbe hébe-hóba felírt számoktól a teljesen automatizált folyamatos adatgyűjtésig. Nézzük, hol tartunk most, és hogy jutottunk el idáig!

A precízió

Sokan a precíziós mezőgazdaság hívószavára már csak legyintenek. Manapság az ekétől a kombájnig mindenre rámondják, hogy precíziós. Pedig nem lettek pontosabbak az eszközök, „csak” helyspecifikussá váltak a helymeghatározási technológiák bevetésével. De valamiért az agrármarketing-szótár megalkotásánál ezt a tényt figyelmen kívül hagyták, ezért a köznyelvben a sok hangoztatás eredményeképpen sajnos a precíziós technológia összekapcsolódott a már korábbról ismert GPS- és GNSS-rendszerek alkalmazásával.

A drónok

A következő fejezet nyitányát talán épp a napjainkban felfutóban levő drónok jelentik, melyek egy az előzőektől gyökeresen eltérő technológiát hoznak el a gazdálkodók mindennapjaiba. Ezek már alkalmazhatók a hagyományos munkálatoktól eltérő feladatokra is (pl. vadkárfelmérés, vegetáció-megfigyelés). Így lehetőségünk van a növények állapotát akkor is megfigyelni, amikor épp nincs rá szükség, hogy munkagéppel menjünk végig a földterületen. Rendszeres megfigyeléssel könnyen kiszúrhatók a táblán belüli változások.

Talán látszólag véletlenszerűnek tűnhet, ahogy ezek a technológiák egymás után megjelentek. Azonban, ha az adatgyűjtés szempontjából nézzük, máris megértjük, hogy nagyon jól illeszkednek egy nagyobb rendszer evolúciójába.

Az adatmonitoring

A hagyományos esetben a gazdák ugyanis csak az egyes területek átlagos paramétereit mérték fel, és azokat is csak akkor, amikor épp dolguk volt a területen. Ezt követték az olyan munkagépbe épített rendszerek, melyek a növények különböző paramétereit mérik, amikor a gép elhalad felettük. Ez már több adatot jelent, amit alkalmazhatunk helyspecifikus tápanyag-utánpótlásra, vagy változó tőszámú vetésre. A következő fokozat, amikor drónnal, vagy bármilyen eszközzel annál sűrűbben gyűjtünk be a teljes táblára kiterjedő adatokat, minthogy egyéb okból rámennénk a területre. Ez alapján már nem csak az elvégzendő műveletek térbeli, de időbeli paramétereit is meg lehet határozni, így pl. ideális betakarítási vagy permetezési időpontokat lehet kijelölni.

Viszont a drónok sem repkedhetnek egész álló nap a terület felett, hisz elég költséges mutatvány lenne. Azonban az időszakos, majd rendszeres adatbegyűjtések következő lépcsője szükségszerűen a folyamatos adatmonitoring kell, hogy legyen. És ezt hozza el nekünk az Agrár-IoT. A továbbiakban azt nézzük meg, hogyan is épül fel egy olyan rendszer, ami valós időben és folyamatosan képes egy adott pontban a növények és a talaj paramétereit monitorozni.

A dolgok internete az agráriumban

Kezdjük az alapoknál. Az IoT (Internet of Things) szintén egy népszerű kifejezés, ám sokkal inkább informatikusok és technológiával foglalkozó szakemberek között. Magyarra fordítva talán már sokaknak ismerős a Dolgok Internete kifejezés. Ezt a hálózatba (általában egyben internetre is) kapcsolt eszközökre szokás használni. Az internet kifejezés már jócskán nagykorú (45 éves), de mégis miért kellett egészen mostanáig várni arra, hogy internetre kapcsolt eszközök jelenhessenek meg a szántóföldeken? Sokan egyből rávágnák erre a kérdésre, hogy biztosan a gyors mobilinternet forradalma teszi ezt lehetővé számunkra. Ám ez közel sincs így, hiszen egy adott pontban monitorozott hőmérsékleti és páratartalmi érték 10 percenként mérve maximum 2 MB adatforgalmat generál egy hónapban. Összehasonlításként érdemes belegondolni, hogy manapság egy fénykép internetre való feltöltése ennek többszörösét igényli.

Sokkal valószínűbb, hogy nem a hálózati kapacitások megsokszorozódása hozza el hamarosan az Agrár-IoT robbanását, hanem az eszközök árának radikális csökkenése. Ugyanis az elmúlt tíz évben lezajlott technológiai forradalom eredményeként ma már ott tartunk, hogy egy 2G-s mobilinternet-hálózatra csatlakozni képes chip ára 1000 forint alá szorult le.

Hogyan épül fel a rendszer?

A tágan értelmezett IoT hálózatba beletartozik a táblák felett elrepülő műhold és a traktorok adatokat továbbító fedélzeti számítógépe is, viszont e cikkben most csak a hálózatra kapcsolódó szenzorokat tárgyaljuk. Még ezeknek a hálózati megoldásoknak is rengeteg fajtája létezik: LoRa, NB-IoT, GPRS, ZigBee, Bluetooth, Wifi. Ezek mind-mind olyan protokollok, melyeket eszközök közötti, úgynevezett Machine-to-Machine kommunikációs célra is alkalmaznak. A jelenleg létező mezőgazdasági célú IoT hálózatok (mint pl. az Agribit rendszer) esetében jellemzően vagy minden eszköz közvetlenül kapcsolódik egy adótoronyra (legyen az mobilinternet, vagy csak egy zártkörű rádiós hálózat), vagy van egy olyan, ami a többitől gyűjti az adatot (vezetéken, vagy kishatótávú rádiós megoldásokkal), és ezt továbbítja a külső hálózatnak. Szenzorokat tekintve széles a paletta, gyakorlatilag bármi mérhető: páratartalom, hőmérséklet, talajnedvesség, talajhőmérséklet, levélnedvesség, talaj-pH, tápanyagtartalom stb. A mért adatokat aztán minden rendszer a virtuális felhőbe továbbítja, ahonnan a felhasználók és adatelemzők elérhetik azokat. (Az Agrár-IoT rendszerek működéséről még több szakcikk az Agribit blogon: agribit.hu/blog)

Miért jó ez a gazdának?

Ha egy új technológia életképességéről beszélünk, a legfontosabb kérdés mindig az, hogy milyen haszna lesz belőle a végfelhasználók. A mezőgazdaságban a hasznosságnak pedig a két fő fajtája a termésnövelés és az inputanyag-szükséglet csökkenése. Jó hír, hogy az adatok folyamatos gyűjtése mindkettőben előrelépést eredményezhet. Egyrészt talajszenzorok bevetésével mérhetővé válik a talajnedvesség (az Agribit rendszer esetében három különböző rétegben), és pontosan megállapítható, hogy az adott növény esetében mikor kell elkezdeni és befejezni az öntözést. Így csökken a termesztés során felhasznált vízmennyiség. Másrészt a növények közvetlen közelében uralkodó klimatikus viszonyok folyamatos monitorozásával megbecsülhető, hogy mikor nő meg egy adott betegség kialakulásának valószínűsége, így a kezelést még akár az első tünetek megjelenése előtt is el lehet kezdeni. Ez pedig a terméskiesés megelőzését szolgálva nagyobb termésátlagot eredményez.

Mi szükséges a hazai elterjedéshez?

Örvendetes, hogy hazánkban komolyan dolgoznak az 5G hálózatok mihamarabbi kiépítésén, ugyanis ez valóban mérföldkő lehet például a teljesen önvezető (vagy távolról valós időben vezérelt) munkagépek megjelenése szempontjából. Ám ahhoz, hogy az IoT technológiákat a gazdák ne csak látványelemnek tekintsék, komoly erőfeszítéseket kell tenni. Ezúttal az agrármarketingesek nem fogják tudni megúszni annyival, hogy az új technológiát összemossák a már ismertekkel. Hisz a technológia alapját jelentő infrastruktúra már réges-rég adott, és most már a megfelelő eszközök is elérhetőek. Az adatokat, noha gyűjteni lehet és kell is, de ez nem elégséges ahhoz, hogy a gazdák érezzék is a hasznukat. Míg egy modern munkagép esetében szembeötlő lehet a hatékonyság növekedése, az adatok megszerzése önmagában még kevés. Azokat fel is kell dolgozni, levonni a megfelelő következtetéseket, és aktívan kommunikálni az eredményeket a felhasználó felé. Tehát az Agrár-IoT elterjedéséhez elsősorban alázatos munka, oktatás és egymással való kooperáció kell a szolgáltatók részéről, a gazdák részéről pedig az újra való nyitottság.

Tóth Miklós
Agribit

 

 

 

Tartalom közti banner a cikk végére
no