Mục lục [Ẩn]
Hoạt động ứng dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp đang ngày càng phổ biến và đa dạng, từ giám sát cây trồng bằng cảm biến đến quản lý vật nuôi từ xa, người nông dân có thể tối ưu hóa mọi công đoạn sản xuất. Bài viết này AI FIRST sẽ cùng quý đọc giả khám phá 15 ứng dụng IoT đột phá để hiểu rõ hơn về tiềm năng to lớn của công nghệ này trong việc xây dựng một nền nông nghiệp thông minh và bền vững.
1. Công nghệ IoT trong nông nghiệp là gì?
Công nghệ IoT (Internet of Things) trong nông nghiệp là việc ứng dụng các thiết bị cảm biến, hệ thống kết nối và phần mềm để thu thập, phân tích dữ liệu về môi trường, cây trồng, vật nuôi. Từ đó, người nông dân có thể giám sát, điều khiển và tự động hóa các hoạt động sản xuất, giúp tối ưu hóa năng suất, giảm thiểu chi phí và bảo vệ môi trường.

2. Lợi ích ứng dụng công nghệ IOT trong nông nghiệp
Công nghệ IoT trong nông nghiệp đang mở ra những cơ hội to lớn để nâng cao năng suất, hiệu quả và tính bền vững. Ứng dụng IoT trong nông nghiệp mang lại những lợi ích to lớn sau đây:

- Tăng năng suất và hiệu quả sản xuất: IoT cho phép giám sát và điều khiển từ xa các yếu tố sản xuất; tự động hóa các công đoạn như tưới tiêu, bón phân, phun thuốc trừ sâu, giúp giảm thiểu sức lao động, tiết kiệm thời gian.
- Tiết kiệm tài nguyên: Hệ thống tưới tiêu thông minh dựa trên IoT có thể điều chỉnh lượng nước tưới phù hợp với nhu cầu của cây trồng. IoT giúp xác định chính xác lượng phân bón và thuốc trừ sâu cần thiết, từ đó giảm thiểu việc sử dụng quá mức và ô nhiễm môi trường.
- Nâng cao chất lượng nông sản: IoT cho phép theo dõi chất lượng nông sản trong suốt quá trình sản xuất, từ giai đoạn gieo trồng, chăm sóc đến thu hoạch và bảo quản. Bên cạnh đó, IoT giúp ghi lại thông tin về nguồn gốc, quy trình sản xuất và chất lượng của nông sản
- Quản lý trang trại hiệu quả: IoT cung cấp một nền tảng quản lý trang trại tổng thể, cho phép người nông dân theo dõi và quản lý mọi hoạt động sản xuất trên một giao diện duy nhất.
- Phát triển nông nghiệp bền vững: IoT giúp người nông dân thích ứng với biến đổi khí hậu thông qua việc giám sát và điều chỉnh các yếu tố sản xuất phù hợp, giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên và ô nhiễm môi trường, góp phần vào sự phát triển nông nghiệp bền vững.
3. Sự kết hợp của IOT với các công nghệ tiên tiến khác trong nông nghiệp
Sự kết hợp của IoT với các công nghệ tiên tiến khác đang tạo ra một hệ sinh thái nông nghiệp thông minh, giúp người nông dân nâng cao năng suất, giảm chi phí, bảo vệ môi trường và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường:

3.1. Công nghệ cảm biến
IoT và công nghệ cảm biến tạo thành một mạng lưới các thiết bị "thông minh" có khả năng thu thập dữ liệu về môi trường, cây trồng, vật nuôi và các yếu tố khác trong quá trình sản xuất nông nghiệp. Các cảm biến này có thể đo lường độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng đất, sức khỏe cây trồng, vật nuôi, và nhiều thông số khác.
Ứng dụng và tính năng nổi bật:
- Giám sát môi trường: Cảm biến IoT giúp theo dõi và ghi lại các điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, từ đó giúp người nông dân điều chỉnh các yếu tố sản xuất phù hợp
- Theo dõi sức khỏe cây trồng và vật nuôi: Cảm biến IoT có thể phát hiện sớm các dấu hiệu bệnh tật, thiếu dinh dưỡng ở cây trồng và vật nuôi, giúp người nông dân can thiệp kịp thời
- Tối ưu hóa tưới tiêu và bón phân: Dựa trên dữ liệu từ cảm biến IoT, hệ thống tưới tiêu và bón phân có thể được điều khiển tự động, giúp tiết kiệm nước và phân bón
3.2. Trí tuệ nhân tạo (AI)
Khi kết hợp với AI, dữ liệu từ IoT trở nên có giá trị hơn. AI có khả năng phân tích và xử lý lượng lớn dữ liệu từ cảm biến IoT, từ đó đưa ra các dự đoán, khuyến nghị và quyết định thông minh. Công nghệ IoT trong nông nghiệp với sức mạnh AI đem lại nhiều ứng dụng tiến tiến hỗ trợ đắc lực cho trồng trọt và chăn nuôi:

Ứng dụng và tính năng nổi bật:
- Dự đoán năng suất và dịch bệnh: AI có thể dự đoán năng suất cây trồng, vật nuôi, cũng như nguy cơ dịch bệnh dựa trên dữ liệu từ IoT và các nguồn khác
- Tối ưu hóa quy trình sản xuất: AI có thể đề xuất các biện pháp canh tác, chăn nuôi tối ưu dựa trên phân tích dữ liệu
- Phát hiện và xử lý sâu bệnh: AI có thể phân tích hình ảnh từ camera hoặc thiết bị bay không người lái (drone) để phát hiện sâu bệnh và đưa ra phương án xử lý
3.3. Công nghệ Blockchain
Blockchain kết hợp với IoT tạo ra một hệ thống minh bạch và an toàn để theo dõi nguồn gốc và chất lượng nông sản. Dữ liệu từ IoT được ghi lại trên blockchain, đảm bảo tính xác thực và không thể thay đổi.
Ứng dụng và tính năng nổi bật:
- Truy xuất nguồn gốc: Người tiêu dùng có thể dễ dàng truy xuất nguồn gốc của nông sản thông qua mã QR hoặc các phương tiện khác
- Đảm bảo chất lượng: Blockchain giúp ghi lại thông tin về quy trình sản xuất, chất lượng sản phẩm, từ đó giúp người tiêu dùng tin tưởng hơn vào sản phẩm
- Quản lý chuỗi cung ứng: Blockchain giúp các bên liên quan trong chuỗi cung ứng nông nghiệp (người sản xuất, nhà phân phối, người tiêu dùng) trao đổi thông tin một cách an toàn và hiệu quả
3.4. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
GIS kết hợp với IoT là một cho phép người nông dân xem dữ liệu sản xuất trên bản đồ, từ đó có cái nhìn tổng quan về tình hình sản xuất và đưa ra các quyết định dựa trên vị trí địa lý.
Ứng dụng và tính năng nổi bật:
- Quản lý đất đai: GIS giúp người nông dân quản lý đất đai một cách hiệu quả, bao gồm cả việc phân tích độ phì nhiêu của đất, quy hoạch sử dụng đất
- Theo dõi thời tiết: GIS có thể tích hợp dữ liệu thời tiết để giúp người nông dân dự đoán và ứng phó với các điều kiện thời tiết bất lợi
- Tối ưu hóa logistics: GIS giúp tối ưu hóa việc vận chuyển nông sản từ trang trại đến nơi tiêu thụ
3.5. Công nghệ di động
Công nghệ di động là một trong các công nghệ IoT trong nông nghiệp cho phép người nông dân truy cập và quản lý dữ liệu từ IoT mọi lúc mọi nơi thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng.

Ứng dụng và tính năng nổi bật:
- Giám sát và điều khiển từ xa: Người nông dân có thể giám sát tình trạng cây trồng, vật nuôi và điều khiển các thiết bị IoT từ xa
- Nhận thông báo: Người nông dân có thể nhận thông báo về các sự kiện quan trọng như cảnh báo thời tiết, dịch bệnh, hoặc các vấn đề khác
- Giao tiếp và chia sẻ thông tin: Người nông dân có thể dễ dàng giao tiếp và chia sẻ thông tin với các bên liên quan
3.6. Điện toán đám mây
Điện toán đám mây cung cấp nền tảng để lưu trữ, xử lý và phân tích dữ liệu từ IoT. Nó cũng cho phép người nông dân truy cập vào các ứng dụng và dịch vụ liên quan đến nông nghiệp thông minh.
Ứng dụng và tính năng nổi bật:
- Lưu trữ dữ liệu: Điện toán đám mây cho phép lưu trữ một lượng lớn dữ liệu từ IoT một cách an toàn và tiết kiệm chi phí
- Xử lý và phân tích dữ liệu: Điện toán đám mây cung cấp các công cụ và dịch vụ để xử lý và phân tích dữ liệu, giúp người nông dân hiểu rõ hơn về tình hình sản xuất
- Truy cập ứng dụng: Người nông dân có thể truy cập vào các ứng dụng và dịch vụ nông nghiệp thông minh thông qua điện toán đám mây
3. Top 15 ứng dụng vượt trội công nghệ IOT trong nông nghiệp
IoT mang đến những giải pháp đột phá, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao năng suất và chất lượng nông sản, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Dưới đây là 15 ứng dụng công nghệ iot trong nông nghiệp vượt trội hiện nay:

3.1. Theo dõi liên tục thời tiết
Hệ thống cảm biến IoT được lắp đặt tại đồng ruộng để thu thập dữ liệu thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, tốc độ gió...). Dữ liệu này được truyền về trung tâm xử lý, phân tích và hiển thị trên các thiết bị di động của người nông dân.
Ví dụ như vệ tinh thời tiết Meteosat cung cấp hình ảnh và dữ liệu thời tiết cho khu vực rộng lớn, giúp người nông dân dự đoán và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan. Công ty Davis Instruments cung cấp các trạm thời tiết tự động, cho phép người nông dân theo dõi thời tiết tại trang trại của mình một cách chính xác.
3.2. Tự động hóa trong canh tác nhà kính
Các cảm biến IoT được sử dụng để theo dõi và điều khiển các yếu tố môi trường trong nhà kính (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, dinh dưỡng...). Hệ thống tự động điều chỉnh các yếu tố này để tạo điều kiện tối ưu cho cây trồng phát triển.
Công ty Argus Control Systems cung cấp công nghệ IoT trong nông nghiệp với các hệ thống tự động hóa cho nhà kính, giúp người nông dân kiểm soát môi trường và tối ưu hóa năng suất. Trong khi công ty Priva chuyên về các giải pháp tự động hóa cho nhà kính và vườn thẳng đứng, giúp người nông dân quản lý cây trồng một cách hiệu quả.
3.3. Quản lý cây trồng
Cảm biến IoT được sử dụng để theo dõi sức khỏe cây trồng, phát hiện sớm các dấu hiệu bệnh tật, thiếu dinh dưỡng. Dữ liệu này được phân tích để đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời. Nền tảng CropOS sử dụng cảm biến và AI là một ví dụ về công nghệ IoT trong nông nghiệp. Nền tảng này phân tích dữ liệu về cây trồng, từ đó đưa ra các khuyến nghị về tưới tiêu, bón phân và phòng trừ sâu bệnh.

3.4. Giám sát vật nuôi, bầy đàn
Công nghệ iot trong nông nghiệp chăn nuôi đang ngày càng hiện đại hoá. Các thiết bị đeo (vòng cổ, thẻ tai...) được gắn cho vật nuôi để theo dõi vị trí, sức khỏe, hoạt động. Dữ liệu này được truyền về trung tâm xử lý để người nông dân có thể giám sát và quản lý vật nuôi từ xa.
Điển hình như ứng dụng CattleWatch cho phép người chăn nuôi theo dõi vị trí và sức khỏe của gia súc trên đồng cỏ, giúp ngăn ngừa mất mát và trộm cắp. Công ty Afimilk cũng đã cung cấp các hệ thống giám sát vật nuôi thông minh, giúp người chăn nuôi theo dõi sức khỏe, năng suất và hành vi của đàn vật nuôi.
3.5. Hệ thống tưới tiêu thông minh
Hệ thống tưới tiêu thông minh ứng dụng IoT là một giải pháp tiên tiến trong nông nghiệp, cho phép quản lý và điều khiển việc tưới tiêu một cách hiệu quả và tối ưu. Hệ thống này hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa các cảm biến, thiết bị điều khiển và nền tảng phần mềm, giúp người nông dân tiết kiệm nước, giảm chi phí và nâng cao năng suất cây trồng.
Netafim là một trong những công ty hàng đầu thế giới về giải pháp tưới tiêu thông minh. Họ cung cấp các hệ thống tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa và các giải pháp quản lý nước tiên tiến cho nhiều loại cây trồng và quy mô trang trại khác nhau.
3.6. Hệ thống quản lý chất thải
Trong ngành nông nghiệp hiện đại, việc quản lý chất thải đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và đảm bảo sự phát triển bền vững. Hệ thống quản lý chất thải dựa trên công nghệ IoT trong nông nghiệp là một giải pháp tiên tiến, giúp người nông dân quản lý chất thải một cách hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm và tận dụng tối đa nguồn tài nguyên.
Hệ thống quản lý chất thải ứng dụng IoT là một hệ thống tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm quản lý để theo dõi, giám sát và xử lý chất thải trong quá trình sản xuất nông nghiệp. Hệ thống này cho phép người nông dân nắm bắt thông tin chi tiết về lượng chất thải, thành phần chất thải, vị trí chất thải và các yếu tố khác liên quan đến quản lý chất thải.
3.7. Phân tích dự báo
Phân tích và dự báo là công nghệ iot trong nông nghiệp sử dụng dữ liệu thu thập từ các cảm biến và thiết bị IoT để phân tích xu hướng, mô hình và đưa ra các dự đoán về các yếu tố liên quan đến sản xuất nông nghiệp. Các yếu tố này có thể bao gồm thời tiết, năng suất cây trồng, dịch bệnh và sâu bệnh, giá cả thị trường...
Điển hình như CropOS - một công ty cung cấp giải pháp phân tích và dự báo cho nông nghiệp. Họ sử dụng dữ liệu từ cảm biến IoT, hình ảnh vệ tinh và các nguồn khác để phân tích sức khỏe cây trồng, dự đoán năng suất và đưa ra các khuyến nghị cho người nông dân.

3.8. Hệ thống quản trị trang trại thích hợp
Hệ thống quản trị trang trại thích hợp (FMS) là một nền tảng công nghệ tích hợp các công cụ và ứng dụng để quản lý toàn diện các hoạt động trong trang trại. FMS cho phép người nông dân thu thập, lưu trữ, phân tích và sử dụng dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau để đưa ra các quyết định thông minh và hiệu quả.
FMS giúp người nông dân quản lý trang trại một cách toàn diện và hiệu quả hơn, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu rủi ro. Hệ thống FMS là trợ thủ để người nông dân đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu, từ đó tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi. FarmLogs là một nền tảng FMS phổ biến, cung cấp các công cụ quản lý trang trại trực tuyến, giúp người nông dân theo dõi năng suất, chi phí, lợi nhuận và các hoạt động khác.
3.9. Giám sát sức khỏe vật nuôi
Hệ thống giám sát vật nuôi thích hợp là một hệ thống công nghệ tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm quản lý để theo dõi và giám sát sức khỏe, vị trí, hành vi và các yếu tố khác liên quan đến vật nuôi. Hệ thống này cho phép người chăn nuôi nắm bắt thông tin chi tiết về từng cá thể vật nuôi và toàn đàn, từ đó đưa ra các quyết định quản lý kịp thời và chính xác.
Ví dụ như smaXtec, một công ty chuyên về các hệ thống giám sát vật nuôi thông minh. Các hệ thống của smaXtec sử dụng các thiết bị cấy dưới da để theo dõi sức khỏe và hoạt động của gia súc, giúp người chăn nuôi phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe và cải thiện năng suất.
3.10. Quản lý tài nguyên
Hệ thống quản lý tài nguyên thích hợp (RMS) là một hệ thống công nghệ tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm quản lý để theo dõi và quản lý việc sử dụng các nguồn tài nguyên trong quá trình sản xuất nông nghiệp. Các nguồn tài nguyên này có thể bao gồm nguồn nước, năng lượng, đất đai, phân bón, thuốc trừ sâu…
Hệ thống quản lý tài nguyên thích hợp là một trong các công nghệ iot trong nông nghiệp hiệu quả vượt trội, không chỉ giúp người nông dân sử dụng tài nguyên hiệu quả mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường do việc sử dụng quá mức hoặc không đúng cách các nguồn tài nguyên.

3.11. Phát hiện dị thường ở cây trồng
Hệ thống phát hiện dị thường ở cây trồng là một hệ thống công nghệ tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm phân tích để theo dõi và phát hiện các dấu hiệu bất thường ở cây trồng. Các cảm biến IoT được sử dụng để thu thập dữ liệu về cây trồng, được kết nối với phần mềm phân tích thông qua mạng không dây (ví dụ: Wifi, Bluetooth, Zigbee...). Phần mềm phân tích sử dụng các thuật toán và mô hình học máy để xử lý và phân tích dữ liệu từ cảm biến, từ đó phát hiện các dị thường ở cây trồng.
Ví dụ như công ty Prospera Technologies đã sử dụng hình ảnh từ camera và drone để phân tích sức khỏe cây trồng, phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra các khuyến nghị can thiệp.
3.12. Phân tích sâu bệnh ở cây trồng
Hệ thống phân tích sâu bệnh ở cây trồng là một công cụ quan trọng giúp người nông dân bảo vệ mùa màng và nâng cao năng suất. Hệ thống này tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm phân tích để theo dõi, phát hiện và phân tích các loại sâu bệnh gây hại cho cây trồng. Hệ thống này cho phép người nông dân nắm bắt thông tin chi tiết về tình hình sâu bệnh trong trang trại, từ đó đưa ra các biện pháp phòng ngừa và xử lý kịp thời.
Điển hình như Plantix, một công ty cung cấp ứng dụng di động cho phép người nông dân chụp ảnh cây trồng bị bệnh và nhận được chẩn đoán về loại bệnh, sâu bệnh và các khuyến nghị về biện pháp phòng trừ.

3.13. Kiểm soát dịch bệnh ở vật nuôi
Hệ thống kiểm soát dịch bệnh ở vật nuôi là một hệ thống công nghệ tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm phân tích để theo dõi sức khỏe vật nuôi, phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và cảnh báo về nguy cơ dịch bệnh. Bằng cách dùng các thiết bị đeo (ví dụ: vòng cổ, thẻ tai, chip cấy dưới da...) được gắn cho vật nuôi, nông dân nhận được các dữ liệu thường xuyên và phân tích chuyên sâu về sức khoẻ của vật nuôi.
Hệ thống ứng dụng công nghệ iot trong nông nghiệp này cho phép người chăn nuôi nắm bắt thông tin chi tiết về tình hình sức khỏe của từng cá thể vật nuôi và toàn đàn, từ đó đưa ra các biện pháp phòng ngừa và xử lý kịp thời.
3.14. Dự báo sản lượng thu hoạch
Hệ thống dự báo sản lượng thu hoạch là một hệ thống công nghệ tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm phân tích để thu thập dữ liệu về cây trồng, môi trường và các yếu tố khác liên quan đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Dữ liệu này được phân tích để đưa ra các dự đoán về sản lượng thu hoạch.
aWhere là một công ty cung cấp các dịch vụ phân tích dữ liệu nông nghiệp, bao gồm cả dự báo sản lượng thu hoạch. Họ sử dụng dữ liệu từ cảm biến IoT, hình ảnh vệ tinh và các nguồn khác để phân tích và dự đoán năng suất cây trồng.
3.15. Giám sát thuỷ lợi
Trong ngành nông nghiệp, việc quản lý và giám sát hệ thống thủy lợi đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn nước tưới tiêu cho cây trồng, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu và hạn hán ngày càng diễn biến phức tạp.
Hệ thống giám sát thủy lợi là một hệ thống công nghệ tích hợp các cảm biến, thiết bị kết nối và phần mềm quản lý để theo dõi và giám sát các thông số của hệ thống thủy lợi, bao gồm mực nước, lưu lượng nước, chất lượng nước và tình trạng các công trình thuỷ lợi.

Điển hình như Rubicon Water - công ty chuyên về các giải pháp quản lý nước thông minh. Các hệ thống của Rubicon Water sử dụng cảm biến và phần mềm để quản lý việc tưới tiêu trên các cánh đồng, giúp người nông dân tiết kiệm nước và nâng cao hiệu quả sản xuất.
5. Những thách thức trong việc ứng dụng công nghệ IOT trong nông nghiệp
Công nghệ IoT trong nông nghiệp đang mở ra những tiềm năng to lớn cho ngành nông nghiệp, giúp nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, việc ứng dụng IoT trong nông nghiệp cũng đối mặt với không ít thách thức, đòi hỏi sự nỗ lực và giải pháp đồng bộ từ nhiều phía:

- Chi phí đầu tư: Chi phí đầu tư ban đầu cho các thiết bị IoT (cảm biến, thiết bị kết nối, hệ thống phần mềm...) có thể là một rào cản lớn đối với nhiều nông dân, đặc biệt là các hộ sản xuất nhỏ lẻ, nguồn lực hạn chế
- Công nghệ và kỹ năng: Việc ứng dụng IoT đòi hỏi người nông dân phải có kiến thức về công nghệ và kỹ năng sử dụng các thiết bị, phần mềm. Đây có thể là một thách thức đối với những người nông dân lớn tuổi hoặc chưa quen với công nghệ
- Khả năng tương thích và tích hợp: Các thiết bị và hệ thống IoT khác nhau có thể không tương thích với nhau, gây khó khăn trong việc tích hợp và sử dụng. Điều này đòi hỏi các nhà cung cấp cần có giải pháp đồng bộ và tiêu chuẩn hóa
- Môi trường và điều kiện tự nhiên: Môi trường và điều kiện tự nhiên khắc nghiệt (thời tiết, địa hình, nguồn điện...) có thể ảnh hưởng đến hoạt động và độ bền của các thiết bị IoT, gây khó khăn trong việc triển khai và bảo trì
- Nhận thức và thói quen canh tác: Nhiều nông dân vẫn còn giữ thói quen canh tác truyền thống, chưa sẵn sàng tiếp nhận và ứng dụng công nghệ mới. Điều này đòi hỏi công tác tuyên truyền, đào tạo và thay đổi nhận thức từ phía các cơ quan chức năng và doanh nghiệp
Tóm lại, công nghệ IoT trong nông nghiệp đang mở ra một kỷ nguyên mới cho nông nghiệp thông minh, mang lại những lợi ích to lớn về năng suất, hiệu quả và bền vững. Hy vọng bài viết mà AI FIRST chia sẻ đã cung cấp cho bạn đọc cái nhìn tổng quan về các ứng dụng IoT tiềm năng, có thể nắm bắt cơ hội và ứng dụng công nghệ này vào thực tiễn sản xuất.