Intelligente Landwirtschaft verwirklichen

Intelligente Landwirtschaft überwindet den Arbeitskräftemangel und steigert Produktivität und Qualität

Die Landwirtschaft hat unter Arbeitskräftemangel und unvorhersehbaren Wetterextremen schwer gelitten. Um die Produktivität zu steigern und Qualität zu gewährleisten, ist es an der Zeit, das Internet der Dinge (IoT) und die künstliche Intelligenz (KI) in der Landwirtschaft zu fördern und eine intelligente Landwirtschaft zu verwirklichen. Mit sensorbasierten Systemen können Landwirte Ernten, Böden, Felder und Viehbestände in Echtzeit fernüberwachen. Die gesammelten Daten können analysiert werden und Erkenntnisse für betriebliche Entscheidungen liefern. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die abnehmende Zahl der Arbeitskräfte durch autonome Fahrzeuge, Roboter und Drohnen aufgefangen werden kann.

Der Schritt zur Automatisierung und Digitalisierung ist in der Landwirtschaft ein unumkehrbarer Trend. Kürzlich schrieb MARKETSANDMARKETS: “Es wird erwartet, dass der Markt für intelligente Landwirtschaft von 12,9 Mrd. USD im Jahr 2021 auf 20,8 Mrd. USD im Jahr 2026 ansteigen wird; es wird erwartet, dass er während des Prognosezeitraums mit einer CAGR (Compound Annual Growth Rate = Jährliche Wachstumsrate) von 10,1 % wachsen wird.” Darüber hinaus wird die Weltbevölkerung nach Schätzungen der Vereinten Nationen bis 2050 auf 9,7 Milliarden Menschen anwachsen. Daher muss die landwirtschaftliche Produktion um 69 % steigen, um die Welt zu ernähren. Mit den IoT-Gateway-Controllern von AXIOMTEK, den KI-gesteuerten Edge-Systemen und den ultrakleinen 2,5-Zoll-SBCs können die Arten der traditionellen Landwirtschaft mit Leichtigkeit intelligent und präzise für eine bessere Anwendungen werden.

Sensoren und Gateways sammeln Daten und überwachen die Bedingungen der Ernte

Mit Feuchtigkeits- und pH-Sensoren im Boden können Landwirte feststellen, ob die Wasser- und Nährstoffversorgung ausreichend ist oder nicht. So wissen Landwirte, wann und wie viel sie bewässern oder düngen müssen, und vermeiden Verschwendung und überflüssige Arbeit. Temperatursensoren können für einen rentablen Anbau von entscheidender Bedeutung sein. Bei Eiswein zum Beispiel müssen die Trauben vor der Ernte auf natürliche Weise gefroren sein. In diesem Fall sind die gesamten Umweltdaten in Echtzeit entscheidend, und diese Daten können den Landwirten dann als Gedächtnisstütze dienen.

Ein IoT-Gateway kann alle Rohdaten von Sensoren sammeln, um Echtzeitdaten und Analysen anzuzeigen. Das ICO300-83B von AXIOMTEK ist ein robustes, lüfterloses IoT-Gateway für die DIN-rail mit einem Intel® Celeron® Prozessor N3350 mit geringem Stromverbrauch. Es verfügt über vier serielle RS-232/422/485-Ports für verschiedene Sensoranschlüsse. Darüber hinaus verfügt das ICO300-83B über einen PCI-Express-Mini-Card-Slot für eine 3G/GPRS/Wi-Fi-Verbindung mit der Cloud oder einem lokalen Server zur Fernerkennung und 24-Stunden-Überwachung oder zur Integration von Daten aus anderen Gateways. Außerdem kann die Verbindung zu den Sensoren drahtlos erfolgen, wenn die seriellen Anschlüsse belegt sind. Der ICO300-83B wird mit einem mSATA-Speicher in einem PCI Express Mini Card Slot und einem internen 2,5″ SATA-Laufwerk für zusätzlichen Speicherplatz geliefert. Dank seines kleinen und leichten Formfaktors und des DIN-rail-Montagekits lässt er sich leicht in jede bestehende Infrastruktur integrieren. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -20 °C bis +70 °C und die relative Luftfeuchtigkeit kann bis zu 95 % betragen – ideal für den Einsatz in rauen Umgebungen. Der weite Leistungseingang von 12V-24V DC mit abschließbarem Klemmenblock und Überspannungs-/Verpolungsschutz gewährleistet zudem zuverlässige Verbindungen für alle Anwendungsbereiche.

Da das ICO300-83B Daten von den Sensoren empfängt, können die automatisierten Geräte bei abnormalen Messwerten über ein DO-Signal rechtzeitig Maßnahmen ergreifen, um andere Geräte zu aktivieren. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt im Boden niedrig ist, kann das automatische Bewässerungssystem eingeschaltet werden. Wenn die Dauer des Tageslichts zu lang ist, wird das Schattierungsnetz automatisch geöffnet.

Vermessungsdrohnen bieten Luftunterstützung für verschiedene Zwecke

Mit ihrem weitragenden Überblick und höherer Geschwindigkeit, sind Drohnen für Landwirte unverzichtbar. Wenn es darum geht, Pestizide, Dünger oder Saatgut in einem Gebiet zu verteilen, das von Arbeitskräften nur schwer abgedeckt werden kann, gibt es keinen schnelleren Weg als Drohnen. Außerdem können Drohnen den Gesundheitszustand und das Wachstum von Pflanzen per Kamera überwachen. Die Vermessung ist eine weitere wichtige Funktion von Drohnen. Geografische Informationssysteme (GIS) können für die Verwaltung von Grundstücken und die Erfassung des Zustands von Feldern eingesetzt werden, um die Bepflanzung zu präzisieren.

Der 2,5-Zoll-SBC PICO319 von AXIOMTEK mit einer Dicke von 34 mm, einem Gewicht von weniger als 250 Gramm und einer Größe von 100 x 72 mm kann in der Drohne installiert werden. Um die nahtlose Kommunikation zu verbessern, verfügt der PICO319 über einen 5G-kompatiblen M.2 Key B 3042/3052-Sockel. Es besitzt ebenfalls einen erweiterten SIM-Slot durch das AX93A19-Modul, damit die Drohnen Daten über eine 5G-Verbindung übertragen können, die eine extrem hohe Zuverlässigkeit und niedrige Latenzzeiten bietet. Der PICO319 verfügt über zwei USB 3.0 (USB 3.1 Gen1) Anschlüsse und ist mit USB 3.0 Kameras kompatibel. Der PICO319 verbraucht wenig Strom und wird von einem integrierten Intel® Atom® x5-E3940 Quad-Core-Prozessor angetrieben. Es kann in einem weiten Betriebstemperaturbereich von -20°C bis +70°C betrieben werden und ist damit auch in rauen Umgebungen stabil einsetzbar. Zu den zahlreichen Funktionen des Boards gehören bis zu 8 GB DDR3L-Speicher, 4-Kanal-Digital-I/O und zwei COM.

Autonome Traktoren minimieren die Anzahl der Mitarbeiter und verlängern die Arbeitszeiten

Neben den Daten spielt in der modernen Landwirtschaft auch die Automatisierung eine wichtige Rolle. Sie entlastet mehr Arbeitskräfte von manuellen Arbeiten wie dem Jäten von Unkraut für wichtigere Arbeiten, die nur von Menschen erledigt werden können, und verlängert die Arbeitszeit bis in die Nächte und frühen Morgenstunden. Inzwischen haben autonome Traktoren in der Landwirtschaft eine Vielzahl von Anwendungen gefunden. Mit Kameras und der visuellen Erkennungsfunktion können sie die reifen Früchte erkennen und ernten. Mit dem GNSS-Modul ist die Festlegung bestimmter Routen für die Wegplanung und die Aussaat ein Kinderspiel.

Die autonomen Traktoren können vom AIE900-XNX gesteuert werden, dessen Supercomputer-on-Modul NVIDIA® Jetson Xavier™ NX für die Ausführung moderner KI-Workloads geeignet ist, so dass die autonomen Traktoren auftragsgemäß arbeiten können. Der AIE900-XNX verfügt über vier PoE-Ports für 3D-LiDAR und optional vier FPD-Link-III-Ports für SerDes-Kameras, die das ADAS zur Kollisionsvermeidung und zum Fußgängerschutz befähigen. Darüber hinaus unterstützt das System das CAN-Bus-Fahrzeugkommunikationsprotokoll und einen optionalen 12/24-V-DC-Stromeingang mit Zündstromsteuerung, was es zu einer idealen Lösung für autonome Traktoren macht. Es verfügt über einen M.2 Key B 3050/3042-Slot sowie einen SIM-Slot für 5G-Verbindungen, um Datenübertragungen in Echtzeit zu ermöglichen. Ein PCI-Express-Mini-Card-Slot ist für die präzise Arbeit des GNSS-Moduls vorhanden. Der AIE900-XNX wurde für den Einsatz in anspruchsvollen Hofumgebungen entwickelt und verfügt über einen weiten Betriebstemperaturbereich von -30°C bis +60°C und eine Vibrationstoleranz von bis zu 3 Grms.

Mit den industrietauglichen Produkten von AXIOMTEK können Landwirte ihre betrieblichen Entscheidungen datengestützt treffen und so ihre Produktivität, Qualität und Effizienz enorm steigern. AXIOMTEK bietet auch kundenspezifische Dienstleistungen an, um die Bedürfnisse der Kunden zu erfüllen und den größtmöglichen Mehrwert zu schaffen.

ICO300-83B

Robustes DIN-Rail lüfterloses Embedded System mit Intel® Celeron® Prozessor N3350/ Pentium® Prozessor N4200, isoliertes COM, LAN und DIO

PICO319

Pico-ITX SBC mit Intel® Atom® x5-E3940 Prozessor, DisplayPort, LVDS, 2 GbE LAN und Audio

AIE900-XNX

Lüfterloses Edge AI System mit NVIDIA® Jetson Xavier™ NX, 1 HDMI, 1 GbE LAN, 4 GbE PoE, 8-CH DI/DO, und 2 COM/CAN für 5G und AMR Anwendungen