Solutions de plantation agricole intelligentes

1. Présentation de la solution 

La solution de plantation agricole intelligente intègre l'Internet des objets (IoT), l'analyse du big data, l'intelligence artificielle et les technologies de détection intelligente pour créer un système de gestion numérique couvrant tous les aspects des terres agricoles. Cette solution permet de surveiller en temps réel des indicateurs clés tels que le sol, la météo et la croissance des cultures, permettant ainsi une irrigation précise, une fertilisation intelligente, une régulation environnementale et une alerte précoce contre les ravageurs et les maladies. À terme, elle vise à augmenter les rendements, à améliorer l'efficacité, à préserver les ressources et à assurer la durabilité écologique. Adapté à divers scénarios, notamment en plein champ et en serre, ce système offre un potentiel d'augmentation des rendements de 20 à 40 %, ainsi qu'une réduction des déchets d'eau et d'engrais de 30 à 50 %, et facilite la transformation de l'agriculture traditionnelle en une agriculture moderne et basée sur les données. 

2. Fonctions principales et valeur des solutions d'agriculture et de plantation intelligentes 

- Surveillance et contrôle précis de l'environnement

  - Fonction : Collecte en temps réel de données sur la température atmosphérique, l'humidité, l'intensité lumineuse, la concentration en CO₂, la vitesse et la direction du vent, avec réglage dynamique des systèmes d'irrigation, de ventilation et d'ombrage.

  - Valeur : Réduit les pertes dues aux conditions météorologiques extrêmes de 30 %, raccourcit les cycles de croissance des cultures de 10 à 15 %. 

- Gestion de la santé des sols

  - Fonction : Surveille la température du sol, l'humidité, la conductivité, la salinité, le pH et la teneur en azote, phosphore et potassium (NPK) pour générer des plans de fertilisation et d'irrigation précis.

  - Valeur : Réduit le gaspillage d'engrais de 30 à 50 %, prévient la dégradation du sol et augmente l'efficacité des engrais de 30 à 50 %. 

- Optimisation de la croissance des cultures

  - Fonction : Optimise l'utilisation de l'énergie lumineuse et la lutte antiparasitaire en analysant l'humidité de la surface des feuilles et les données de rayonnement photosynthétiquement actif.

  - Valeur : Augmente l'efficacité de la photosynthèse de 20 %, réduit l'utilisation de pesticides de 25 %. 

Capteur de vitesse du vent	Capteur de pression d'humidité et de température atmosphérique	capteur d'éclairage	Capteur de pluviomètre à auget basculant	Capteur d'humidité des feuilles
Capteur de direction du vent	Capteur Par	Capteur de température et d'humidité du sol 3 en 1	Capteur de température et d'humidité du sol	Capteur de pH du sol

3. Conception du système de capteurs 

- Couche de surveillance météorologique

  - Capteur de température, d'humidité et de pression atmosphérique

    - Objectif : Surveille la température, l'humidité et la pression atmosphérique.

    - Fonction : Fournit un support de données météorologiques pour la production agricole, aide à prévoir les changements météorologiques et permet une planification rationnelle de la production.  

  -  Capteurs de vitesse et de direction du vent

    - Objectif : Mesurer la vitesse et la direction du vent dans les terres agricoles.

    - Fonction : Fournit des données pour l'irrigation, la fertilisation et la gestion de la lutte antiparasitaire, et émet des avertissements précoces en cas de vents forts pour réduire les dommages causés par le vent aux cultures.  

  -   Capteur de rayonnement photosynthétiquement actif

    - Objectif : Mesure l'intensité lumineuse dans la gamme de longueurs d'onde de 400 à 700 nm.

    - Fonction : Fournit un support de données léger pour l'agriculture, optimise les environnements de croissance des cultures et améliore le rendement des cultures.  

  - Capteur de pluie

    - Objectif : Surveiller les précipitations en temps réel.

    - Fonction : Fournit des données pour une irrigation précise et des alertes en cas de catastrophe, aidant à créer des plans de plantation scientifiques et des stratégies de gestion. 

- Couche de surveillance des sols

Capteurs de température et d'humidité du sol

- Objectif : Surveiller la température et la teneur en humidité du sol en temps réel.

- Fonction : Fournit des données scientifiques pour une irrigation précise, améliorant ainsi l'utilisation des ressources en eau.

Capteur de conductivité électrique du sol ( capteur EC du sol )

- Objectif : Mesure la conductivité électrique du sol, reflétant la teneur en sel.

- Fonction : Guide la fertilisation scientifique pour éviter les dommages causés par le sel aux cultures. 

- Capteur de salinité du sol

- Objectif : Mesurer avec précision la teneur en sel du sol.

- Fonction : Fournit un support de données pour la classification des sols et la croissance des cultures, réduisant ainsi les problèmes de salinisation des sols. 

  -  Capteur de pH du sol

    - Objectif : Surveiller le pH du sol en temps réel.

    - Fonction : Fournit des données scientifiques pour une irrigation et une fertilisation précises, ajustant le pH du sol pour optimiser les environnements de croissance des cultures. 

  -  Capteur NPK du sol

    - Objectif : Surveiller les niveaux d’azote, de phosphore et de potassium dans le sol.

    - Fonction : Améliore l'efficacité des engrais et réduit la pollution de l'environnement. 

- Couche de surveillance des cultures

  - Capteur d'humidité de la surface des feuilles

    - Objectif : Surveille l'humidité à la surface des feuilles des plantes.

    - Fonction : Aide à comprendre l'état d'absorption d'eau de la plante, optimisant les stratégies d'irrigation et économisant l'eau. 

4. Architecture système et flux de travail pour les solutions d'agriculture/plantation intelligentes 

- Couche de perception

  - Composants : Capteurs agricoles + caméras intelligentes + stations météo, prenant en charge la transmission basse consommation du réseau cellulaire/LoRa.

  - Densité de déploiement : un nœud de détection complet par 3 acres, avec un déploiement dense dans les zones clés (par exemple, les centres d'irrigation). 

- Couche de transmission

  - Protocole de communication : backbone 5G/4G + réseau auto-organisé Lorawan, délai de transmission des données < 150 ms.

  - Edge Computing : passerelles avec algorithmes de nettoyage de données intégrés pour filtrer les fluctuations non valides (par exemple, les pics soudains de vitesse du vent). 

- Couche de plate-forme

  - Jumeau numérique : crée un modèle de terre agricole 3D qui cartographie dynamiquement la croissance des cultures et les paramètres environnementaux.

  - Moteur d'IA : utilise les réseaux neuronaux LSTM pour prédire les tendances environnementales pour les 72 prochaines heures avec une précision de décision de > 93 %. 

- Couche application

  - Terminaux mobiles : Compatibles avec les applications Android/iOS. 

5. Exemples d'application pour des solutions d'agriculture/plantation intelligentes 

- Surveillance de la croissance des cultures et alerte précoce

  - Surveillance en temps réel : Déploiement de divers capteurs dans les terres agricoles pour surveiller les conditions de croissance du sol, du climat et des cultures en temps réel, avec des données transmises au cloud pour des informations de croissance complètes et précises.

  - Télédétection par drone : Utilisation de drones équipés de caméras haute définition et de capteurs multispectraux pour une surveillance aérienne à grande échelle et de haute précision afin d'identifier les maladies des cultures, les ravageurs et les anomalies de croissance.

  - Reconnaissance d'images par IA : utilisation d'algorithmes d'apprentissage en profondeur pour analyser intelligemment les images des fermes, identifier automatiquement les espèces de cultures, les stades de croissance et les types de parasites, améliorant ainsi la précision et l'efficacité de la surveillance.

  - Analyse et prévision du Big Data : Exploitation des données météorologiques historiques, des données de croissance des cultures et des modèles d'apparition des ravageurs pour créer des modèles de croissance des cultures, prédisant les tendances et les risques potentiels. 

- Gestion agricole de précision

  - Irrigation intelligente : contrôle précis des quantités et des fréquences d'irrigation en fonction  des capteurs d'humidité du sol et des données météorologiques pour améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'eau.

  - Fertilisation de précision : développement de plans de fertilisation personnalisés basés sur les capteurs de nutriments du sol et les besoins de croissance des cultures pour augmenter l'utilisation des engrais et réduire la pollution de l'environnement.

  - Contrôle environnemental : Utilisation de systèmes de contrôle de serre pour ajuster automatiquement la température, l'humidité et les niveaux de lumière, créant ainsi des conditions de croissance optimales pour les cultures.

  - Surveillance IoT : surveillance en temps réel des environnements de croissance des cultures, des temps de récolte et des étapes de traitement, fournissant un support de données pour la traçabilité de la qualité. 

- Aide à la décision agricole

  - Plateforme d'analyse de données : Mise en place d'une plateforme d'analyse de données agricoles pour intégrer diverses ressources de données et fournir un soutien à la décision scientifique pour la production agricole.

  - Système de décision intelligent : combinaison de systèmes experts et d'algorithmes d'apprentissage automatique pour fournir des conseils personnalisés de gestion des cultures (par exemple, irrigation, fertilisation, lutte antiparasitaire) basés sur des données de surveillance et des prévisions en temps réel.

Conclusion: 

La solution de plantation agricole intelligente intègre des technologies avancées pour une surveillance complète et une gestion optimisée des terres agricoles. Elle améliore non seulement l'efficacité de la production agricole et réduit le gaspillage des ressources, mais favorise également un développement agricole durable. À l'avenir, grâce aux progrès constants de l'IoT, du big data et de l'IA, l'agriculture intelligente continuera d'évoluer, apportant davantage d'innovation et de perspectives de croissance. Ces technologies aident les agriculteurs à mieux s'adapter aux changements climatiques, à améliorer le rendement et la qualité des cultures, et à orienter l'agriculture moderne vers des pratiques plus écologiques et plus efficaces. Cette solution améliore non seulement l'intelligence de la production agricole, mais fournit également aux agriculteurs des outils de gestion plus scientifiques, contribuant ainsi à la modernisation du secteur agricole.