L’agriculture verticale intelligente Raspberry Pi est un système intelligent conçu pour aider les utilisateurs à gérer leurs jardins verticaux et obtenir des résultats optimaux. Un système alimenté par un Raspberry Pi 4 B et doté d’une multitude de fonctions intéressantes qui permettent d’améliorer l’entretien des plantes est presenté par Tanay son créateur. Tanay a choisi le Pi 4 comme contrôleur de son système d’agriculture verticale intelligent en raison de sa conception pratique et de son importante communauté en ligne.Le système alimenté par un Raspberry Pi 4 B peut surveiller toutes sortes de facteurs environnementaux tels que la quantité de lumière disponible, l’humidité de l’air, la quantité d’eau dans le sol, la température et bien plus encore. L’automatisation des procédures de routine telles que l’arrosage peut être réalisée avec une grande précision lorsque les niveaux d’humidité sont suivis à l’aide d’un capteur. La cerise sur le gâteau est une interface conviviale qui peut être utilisée pour arroser manuellement les plantes.
La carte principale du projet est un Raspberry Pi 4 B connecté à un Arduino Nano R3 qui est assigné à une plante spécifique. Certains des capteurs confirmés dans la conception sont un capteur d’humidité du sol, un capteur de lumière ambiante ainsi qu’un capteur de détection de profondeur du niveau d’eau. Vous pouvez toujours ajouter ou retirer des modules en fonction de ce que vous voulez faire avec votre ferme verticale. Par exemple, une caméra pourrait être utilisée pour enregistrer les progrès de la croissance des plantes au fil du temps.
La technologie a redéfini l'agriculture au fil des ans et les avancées technologiques ont affecté le secteur agricole à plus d'un titre. L'agriculture est l'activité principale dans de nombreux pays du monde et avec l'augmentation de la population qui, selon les projections des Nations unies, passera de 7,5 milliards à 9,7 milliards en 20501, la pression sur les terres s'accentuera car il n'y aura que 4 % de terres supplémentaires qui seront cultivées d'ici à 2050. Cela signifie que les agriculteurs devront faire plus avec moins.
Selon la même étude, la production alimentaire devra augmenter de 60 % pour nourrir deux milliards de personnes supplémentaires. Cependant, les méthodes traditionnelles ne suffisent pas à répondre à cette énorme demande. Les agriculteurs et les entreprises agroalimentaires sont donc amenés à trouver de nouveaux moyens d'augmenter la production et de réduire les déchets.
C'est pourquoi les systèmes intelligents s'inscrivent de plus en plus dans l'évolution technologique du secteur agricole. Le défi consiste à augmenter la production alimentaire mondiale de 50 % d'ici à 2050 afin de nourrir deux milliards de personnes supplémentaires. Les solutions alimentées par les systèmes intelligents permettront non seulement aux agriculteurs d'accroître leur efficacité, mais aussi d'améliorer la quantité et la qualité des récoltes et d'assurer une mise sur le marché plus rapide.
L'agriculture verticale est une solution prometteuse pour relever les défis de l'espace limité, du changement climatique et de la rareté des ressources. Les agriculteurs exploitants de fermes horizontales ont innové ces dernières années en utilisant de nouveaux outils pour améliorer ou faciliter l’agriculture. Cependant, les fermes horizontales utilisent encore beaucoup d’eau et de terre. En revanche, les fermes verticales, telles que celles de la société Plenty, peuvent produire la même quantité de fruits et légumes qu’une ferme plate de 720 acres (environ 291 hectares), mais sur seulement 2 acres (environ 0,8 hectare), en utilisant des robots et l’intelligence artificielle. Selon Nate Storey, cofondateur de Plenty, l’avenir des fermes est vertical.
Plenty est une startup d’AgTech de San Francisco, cofondée par Nate Storey, qui réinvente les fermes et l'agriculture. Dans une interview accordée au journaliste John Koetsier, Storey, qui est également le directeur scientifique de l'entreprise, affirme que l'avenir des fermes est vertical et intérieur de sorte que les aliments peuvent pousser partout dans le monde, tout au long de l'année. La vision de l'avenir des fermes selon Plenty utilise par ailleurs la robotique et l'IA pour améliorer continuellement la qualité de la croissance des fruits, des légumes et d’autres herbes.
« La réalité est qu'il y a cinq endroits dans le monde où l'on peut cultiver des fruits et légumes frais de manière vraiment économique, et toutes ces terres sont déjà utilisées », a expliqué Storey. « L'agriculture verticale existe parce que nous voulons augmenter la capacité mondiale de fruits et légumes frais, et nous savons que c'est nécessaire », a-t-il dit. « L'objectif de toute technologie devrait réellement être de permettre la joie humaine, n'est-ce pas ? » a demandé Storey.
L'empilement de cultures et de plantes sur des rayonnages verticaux à plusieurs niveaux dans une installation à atmosphère contrôlée est connu sous le nom d'agriculture verticale. Chaque étagère est surmontée d'une zone où les plantes peuvent pousser. Comme ces fermes de haute technologie peuvent être situées dans des entrepôts, des bâtiments industriels ou même des gratte-ciel au lieu d'utiliser des terres agricoles ou des serres conventionnelles, elles réduisent considérablement l'espace nécessaire pour élever des aliments.
Les défis de l'agriculture verticale dans le contexte actuel
- Recherche d'experts
- Coût d'investissement élevé
- Coûts d'exploitation élevés
- Consommation d'énergie élevée
- Maintenance élevée
- Manque d'automatisation
Ce projet vise à résoudre ce problème en créant un système d'agriculture verticale intelligent qui automatise le contrôle et la surveillance grâce à la communication Bluetooth Low Energy (BLE), permettant ainsi aux agriculteurs d'optimiser le rendement de leurs cultures avec une intervention humaine minimale.
Exigences
Pour développer avec succès le système d'agriculture verticale intelligent, les conditions suivantes doivent être remplies :
- surveillance et contrôle en temps réel des paramètres environnementaux, y compris l'humidité du sol et la lumière
- un mécanisme efficace de conversion de l'humidité en eau pour garantir que l'approvisionnement en eau n'est pas limité
- une communication BLE robuste et sécurisée entre les capteurs, les actionneurs et l'unité de contrôle centrale
- une interface utilisateur graphique conviviale permettant d'accéder au système agricole et de le contrôler à distance, ainsi que d'assurer la tolérance aux pannes du système.
Une conception de système évolutive et rentable convenant à des exploitations de différentes tailles.
Principes de conception
Les principes de conception comprennent la modularité, l'évolutivité, la sécurité et la facilité d'utilisation. Les composants du système doivent être interchangeables, ce qui permet de les personnaliser en fonction des besoins spécifiques des cultures et de la taille des exploitations. Des mesures de sécurité seront mises en œuvre pour empêcher tout accès non autorisé au système. Le système doit être doté d'une interface utilisateur simple et conviviale.
L'organigramme ci-dessus indique l'architecture complète du système, les connexions et le fonctionnement général du système. Il y a une intégration de la plateforme ThingSpeak pour la visualisation des données. Voici quelques tutoriels pour créer des comptes et des canaux sur ThingSpeak avec Arduino Nano 33 IoT.
Le protocole de communication utilisé dans le projet est le Bluetooth Low Energy. Le Bluetooth Low Energy est considéré comme une technologie différente qui cible spécifiquement les marchés où la demande porte sur une puissance ultra-faible plutôt que sur un débit élevé.
Pour le projet, l'Arduino Nano 33 IoT a besoin de communiquer avec le Raspberry Pi 4. Le système devait être tolérant aux pannes. C'est pourquoi une interface utilisateur graphique a été conçue pour commander les actionneurs en cas de problème dans le transfert de données.
Ce prototype a le potentiel de révolutionner les pratiques agricoles et de contribuer à une agriculture durable. Nous espérons que ce rapport et le référentiel de codes associé fourniront des informations précieuses pour le développement et la mise en œuvre de solutions d'agriculture intelligente.
L’agriculture verticale et intelligente alimenté par un Raspberry Pi 4 B est une innovation intéressante qui peut aider les utilisateurs à gérer leurs jardins verticaux et obtenir des résultats optimaux. Le système alimenté par un Raspberry Pi 4 B peut surveiller toutes sortes de facteurs environnementaux tels que la quantité de lumière disponible, l’humidité de l’air, la quantité d’eau dans le sol, la température et bien plus encore. L’automatisation des procédures de routine telles que l’arrosage peut être réalisée avec une grande précision lorsque les niveaux d’humidité sont suivis à l’aide d’un capteur. La cerise sur le gâteau est une interface conviviale qui peut être utilisée pour arroser manuellement les plantes.
Cependant, il est important de noter que ce système n’est pas une solution miracle pour l’agriculture. Les plantes ont besoin d’une attention constante et d’un environnement approprié pour croître correctement. Bien que le système puisse aider à surveiller les conditions environnementales, il ne peut pas remplacer complètement l’expertise humaine. De plus, le coût élevé des capteurs et des autres composants électroniques peut rendre ce système prohibitif pour certains agriculteurs.
Source : Hackster
Et vous ?
Que pensez-vous d'un système agricole alimenté par un Raspberry Pi 4 B ? Pensez-vous que l’agriculture verticale assistée par l’IA pourrait être une solution pour da sécurité alimentaire ?Voir aussi :
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