CEA skala besar dan budi daya dalam ruangan masih dalam masa pertumbuhan. Meskipun pendekatan yang lebih umum adalah untuk menerapkan struktur dalam ruangan seperti rumah kaca di sebidang tanah yang luas; kini tren meningkat ke arah pembangunan struktur pertanian vertikal yang khusus, termasuk pabrik atau gudang dengan beberapa lantai yang dirancang ulang. Hal ini memungkinkan penggunaan real estate dan tanah yang lebih efisien dan pragmatis untuk pertumbuhan tanaman non-biji-bijian. Pertanian vertikal juga cocok untuk memelihara unggas sebagai sumber daging yang lebih layak.
Ada beberapa prasyarat untuk menerapkan CEA dan budi daya dalam ruangan berskala besar. Mereproduksi dan memelihara kondisi asli mengharuskan petani untuk memantau parameter seperti panas, pencahayaan buatan, kelembaban, kelembaban tanah, dan nutrisi air (dalam hal hidroponik/aeroponik) secara teratur. Produsen yang serius akan memiliki banyak bangunan yang menampung lingkungan tertutup yang masing-masing harus dioptimalkan untuk kondisi pertumbuhan ini. Hal tersebut memerlukan penggunaan sensor yang terhubung ke cloud, atau sensor untuk terus mengukur tingkat kondisi lingkungan dari waktu ke waktu dan melaporkan data ke stasiun pemantauan pusat.
Praktik Terbaik untuk Penerapan Sistem
Langkah pertama adalah membuat catatan kondisi luar ruangan asli atau nonasli yang akan digunakan sebagai patokan untuk melakukan penyesuaian lingkungan sesuai kebutuhan. Selanjutnya, keputusan tentang jenis jaringan yang akan digunakan harus dibuat. Dengan meningkatnya ketersediaan IoT untuk menghubungkan sensor, menerapkan jaringan yang diatur oleh hub atau gateway pusat yang berkomunikasi dengan controller atau komputer lokal, merupakan hal yang masuk akal (lihat Gambar 1). Controller digunakan untuk mengunggah data ke cloud untuk analisis lebih lanjut. Cloud dapat menjadi milik eksklusif atau ditawarkan sebagai layanan, baik oleh penyedia baru atau yang telah mapan.
Gambar 1. Implementasi tipikal ekosistem IoT.
Seorang petani dapat memutuskan untuk tidak langsung bereaksi terhadap data sensor. Dalam kasus ini, cloud dapat mengeluarkan perintah atau tindakan dalam jangka waktu yang dianggap dapat diterima. Namun, jika latensi minimal atau nol dari sensor network diperlukan antara saat data sensor dikirim dan komputer pusat mengeluarkan tindakan atau perintah, petani/produsen dapat mengambil langkah perantara menggunakan edge controller antara gateway dan cloud untuk mempercepat waktu dari analisis ke tindakan. Pada akhirnya, makin akurat lingkungan dikendalikan, makin baik tanaman tumbuh.
Implementasi edge computing dapat dibagi menjadi bagian back-end dan front-end, yang masing masing memainkan peran penting dalam mengoptimalkan produksi tanaman lingkungan tertutup. Bagian back-end mencakup elemen edge computing dan cloud computing, sedangkan bagian front-end mencakup jaringan sensor dan elemen gateway. Ekosistem pemasok peranti keras dan integrator sistem akan muncul untuk memberikan semua elemen yang diperlukan untuk mendukung arsitektur solusi ini dalam implementasi IoT yang meningkat di berbagai industri.
Salah satu elemen yang sangat penting adalah jaringan sensor, karena jaringan sensor akan diposisikan paling dekat dengan tanaman dan bertanggung jawab untuk memantau lingkungannya dan mengumpulkan data untuk dikirim ke gateway. Tidak kalah penting bahwa masing-masing dari banyak node sensor individu bersifat sederhana, andal, mudah diservis, beroperasi dengan daya yang sangat rendah untuk memperpanjang masa pakai baterai, serta dapat berkomunikasi dengan gateway dan akhirnya penyedia layanan cloud menggunakan berbagai metode konektivitas nirkabel.