Ein vollständiger Leitfaden für die IoT-basierte Schädlingserkennung mit ihren Vorteilen

Insekten und Nagetiere waren schon immer ein Ärgernis für Landwirte. Sie ernähren sich von ihren Bemühungen und befallen Pflanzen, um verschiedene Krankheiten zu verbreiten. Daher ist es für einen Landwirt wichtig, seine Population zu kontrollieren und zu erhalten, um die Gesundheit der Pflanzen zu gewährleisten.

Pestizide und Insektizide haben eine wichtige Rolle bei der Verhinderung von Befall gespielt. Sie haben jedoch unterschiedliche ökologische und soziale Folgen. Der extreme Einsatz von Pestiziden kann zu einer schweren Wasser- und Bodenverschmutzung führen und auch Pflanzen mit schädlichen Chemikalien vergiften. Darüber hinaus werden Insekten und Ungeziefer bei kontinuierlicher Exposition widerwillig gegen sie, was die Landwirte dazu zwingt, sich auf stärkere Pestizide zu verlassen. Obwohl auch andere Methoden wie die genetische Saatgutmanipulation eingesetzt werden, um Pflanzen robuster gegen den Schädlingsbefall zu machen, sind sie für die praktische Anwendung recht teuer.

Die Ausführung des Internets der Dinge im Agrarsektor hat eine wichtige Entwicklung im Zusammenhang mit der Schädlingsbekämpfung in den Akten gebracht. Ein Farmbesitzer kann jetzt verschiedene Sensoren verwenden, um das Wachstum von Schädlingen zu überwachen und weitere Gegenmaßnahmen zu ihrer Bekämpfung zu ergreifen. Nachfolgend finden Sie eine Liste verschiedener Sensoren, die zur Identifizierung und Verfolgung des Wachstums von Insekten verwendet werden.

Für die Schädlingserkennung verwendeter Sensor:

1) Kameras und Sensoren mit geringem Stromverbrauch:

Bilderfassungssensoren zur Schädlingserkennung sind bei Landwirten aufgrund ihrer geringen Kosten und ihrer hohen Kapitalrendite bekannt. Sie installieren einen kostengünstigen Bildsensor in Fallen, der die Bilder von Schädlingen darin erfasst und drahtlos an eine zentrale Plattform sendet. Anhand der Anzahl der in den Fallen vorhandenen Insekten bestimmen die Landwirte den Ort des Insektenbefalls und ergreifen Maßnahmen, um sie von den Feldern zu entfernen. Neben seinen geringen Kosten bietet dieser Sensor auch Vorteile in Bezug auf hohe Skalierbarkeit und Mobilität.

2) Hochleistungs-Wärmesensoren:

Low-Power-Bildsensoren klicken nur auf zufällige Bilder von Insekten, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Verschiedene Erreger im Millimeterbereich verursachen jedoch auch unterschiedliche Pflanzenkrankheiten auf den Feldern.

Thermografie ist eine Methode, bei der Wärme- und Infrarotsensoren verwendet werden, um die von einer Oberfläche reflektierte Lichtmenge zu messen. Jede Oberfläche reflektiert eine bestimmte Menge an Lichtenergie, die auch als spektrale Signatur bezeichnet wird. Pflanzen und Böden haben ein spezielles Spektralspektrum, das in Spektrometern vorab aufgezeichnet wird. Falls ein Krankheitserreger die Oberfläche der Pflanzenblätter bedeckt, ändert sich der Spektralbereich der Pflanze, was auf einen Angriff durch die Schädlinge hinweist. Diese Methode ist sehr effektiv bei der Erkennung der Insekten und ihres Lebenszyklusstadiums. Dieses Verfahren ist jedoch teuer und empfindlich gegenüber Änderungen der Umgebungsbedingungen.

3) Fluoreszenz-Bilderfassung:

Bei dieser Methode wird die in einer Pflanze vorhandene Menge an Chlorophyll anhand der Änderung der Fluoreszenzparameter gemessen. Eine optische Kamera nimmt Bilder von Pflanzenblättern auf und vergleicht sie dann mit vorhandenen Bildern eines gesunden Blattes. Eine Veränderung der Chlorophyllmuster weist auf das Vorhandensein von Krankheitserregern oder Schädlingen hin.

Obwohl diese Methode das Vorhandensein von Schädlingen in einer Kultur erkennt, ist ihre Anwendbarkeit auf Feldern aufgrund von Skalierbarkeitsproblemen stark eingeschränkt. Darüber hinaus kann diese Methode nur bei Pflanzen angewendet werden, die Chlorophyll enthalten.

4) Akustische Sensoren:

Das Erkennen von Käfern und Nagetieren durch Geräuscherkennung ist ein weiterer effektiver Weg, um die Qualität der Pflanzen sicherzustellen. Drahtlose akustische Sensoren, die an zufälligen Stellen in einem Feld angeordnet sind, können Schallwellen von Insekten aufnehmen. Orte mit hohen Schallwellen weisen auf eine höhere Konzentration von Insekten hin. Ein Landwirt kann somit Pestizide auf diese Standorte sprühen, um die Qualität der Feldfrüchte sicherzustellen.

Diese kostengünstige Methode bietet eine hohe Genauigkeit bei der Erkennung von Schädlingsbefall und kann in einem breiteren Maßstab eingesetzt werden. Bei regnerischem und windigem Wetter lässt die Genauigkeit jedoch drastisch nach.

5) Gassensoren:

Unter Stress produzieren Pflanzen bestimmte flüchtige chemische Verbindungen. Diese Verbindungen unterscheiden sich je nach Stress, den sie empfinden. Zum Beispiel wird eine Verbindung, die aufgrund von Umweltveränderungen abgesondert wird, anders sein als die Verbindung, die aufgrund eines Schädlingsbefalls freigesetzt wird. Daher müssen diese Verbindungen untersucht werden, bevor sie zur Identifizierung von Angriffen durch Insekten oder Nagetiere verwendet werden können.

Sobald diese Verbindungen untersucht sind, kann ein Gassensor verwendet werden, um den Angriff durch Schädlinge oder Art und Art der Infektion zu identifizieren. Der einzige Nachteil bei diesen Methoden ist die Probenahme, die erforderlich ist, um flüchtige Verbindungen für die Datenanalyse zu sammeln.

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Vorteile von IoT-basierten Schädlingsbekämpfungssystemen:

Diese Sensoren unterstützen Landwirte dabei, Orte auf ihren Feldern anzuvisieren, die von Insekten und Krankheitserregern befallen sind. Die von diesen Sensoren gesammelten Daten werden sofort drahtlos an eine zentrale Plattform übertragen. Durch die Verwendung dieser Plattform kann ein Landwirt die Gesundheit seiner Ernte von entfernten Orten aus überwachen und sie vor dem Angriff von Insekten und Nagetieren schützen. Die Vorteile, die IoT dem Landwirtschaftssektor in Bezug auf die Schädlingsbekämpfung bietet, sind:

1) Überwachung von Schädlingsbefall und Pflanzengesundheit:

Durch Fernüberwachung kann ein Landwirt leicht Informationen über das Vorhandensein von Insekten und Nagetieren sammeln. In verschiedenen Ecken des Feldes platzierte Sensoren erkennen den Befall mit Schädlingen oder Krankheitserregern und übermitteln ihn an ein Dashboard. Ein Landwirt kann dieses Dashboard verwenden, um sich sofort mit seinen Feldern zu verbinden und den Pflanzenzustand zu verwalten.

Die Fernüberwachung von Schädlingen hat die manuelle Inspektion und zufällige Besuche vor Ort drastisch reduziert. Die Landwirte können jetzt Bereiche anvisieren, die von Insekten befallen sind, und Pestizide nur auf die erforderlichen Bereiche sprühen. Dies reduziert den unnötigen Einsatz von Pestiziden erheblich und minimiert die Wahrscheinlichkeit einer Pflanzenvergiftung und Umweltverschmutzung. Die gesammelten Daten können auch verwendet werden, um die Insektenrasse und ihre Population in den betroffenen Anbaugebieten zu identifizieren.

2) Wetterüberwachung und -analyse:

Die von Schädlingserkennungssensoren gesammelten Daten können bei ordnungsgemäßer Aufzeichnung und Analyse den Angriff durch Schädlinge vorhersagen. Das Verfolgen der Wetterbedingungen und Brutmuster kann auch dabei helfen, das Bedrohungsniveau von Schädlingspopulationen zu identifizieren.

Während der Brutzeit ist die Wahrscheinlichkeit eines Befalls extrem. Darüber hinaus ernähren sich Nagetiere von Feldfrüchten, um vor dem Winterschlaf Fett anzusammeln. Predictive Analytics nutzt solche Informationen, um Muster und Trends wahrscheinlicher Schädlingsausbrüche und Schwarmangriffe zu ermitteln. Basierend auf der Art des Schädlingsbefalls und seiner Population kann die Analysefunktion auch Schritte zur zukünftigen Vorbeugung und Informationen für eine vollständige Behandlung empfehlen.

3) Automatisierte Pflanzengesundheitsüberwachung:

Integrierter Pflanzenschutz (IPM) ist ein Prozess, der gefördert wird, um die ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Folgen der Schädlingsbekämpfung zu begünstigen. Es ist ein Ansatz, der sich auf den begrenzten Einsatz von Pestiziden konzentriert, um Schädlingsschäden zu bewältigen und die geringstmöglichen durch Pestizide verursachten Gefahren zu erleiden.

Die Implementierung von IoT im IPM-System wird zeitaufwändige Vorgänge wie die manuelle Datenpunktmessung und -inspektion automatisieren. Die Automatisierung macht den Prozess genauer, kostengünstiger und hilft den Landwirten, basierend auf der Reaktion der Sensoren sofortige Maßnahmen zu ergreifen. Der Einsatz von Pestiziden wird ebenfalls optimiert, was die Umweltverschmutzung und die Beeinträchtigung der Pflanzengesundheit weiter verringern wird.

SCHLUSSFOLGERUNG:

Für einen Farmbesitzer ist es wichtig, Schädlinge zu kontrollieren und von seinem Feld zu entfernen, um die Gesundheit der Pflanzen zu gewährleisten. Das Aufkommen des IoT im Agrarsektor hat es einem Landwirt ermöglicht, den Schädlingsbefall aus der Ferne zu überwachen und zu kontrollieren. Mit einer einmaligen Investition kann ein Landwirt ein IoT-gestütztes Schädlingsbekämpfungssystem in seinen Betrieb integrieren und das Vorhandensein von Käfern und Nagetieren ohne manuelle Inspektion genau erkennen. Die vollständige Leistungsfähigkeit des IoT in der Landwirtschaft beruht jedoch auf der kombinierten Nutzung seiner landwirtschaftlichen Anwendungen. Schädlingsbekämpfung aus der Ferne zusammen mit Pflanzenmanagement, Wetterüberwachung und Viehwirtschaft ermöglichen die Entwicklung verschiedener moderner landwirtschaftlicher Ansätze, die in der Vergangenheit im Agrarsektor noch nie zu beobachten waren.