Penulis: Grace San Giacomo (Microchip Technology Inc.)
Pertanian modern telah diberkati dan dikutuk oleh kemajuan teknologi. Teknik pertanian dan hortikultura modern telah memungkinkan hasil panen yang lebih tinggi dengan jejak ekologi yang lebih rendah untuk mendukung populasi di seluruh dunia yang terus bertumbuh. Namun, kualitas pangan segar saat ini makin memburuk, sedangkan kuantitasnya masih belum cukup untuk membuat petani tetap untung.
Secara inheren, Industri pertanian tidak stabil. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh dampak keadaan lingkungan eksternal terhadap hasil dari tahun ke tahun. Kebutuhan untuk lebih konsisten dan berkelanjutan dalam praktik pertanian mendorong adopsi teknologi modern jenis lain dalam industri ini (Gambar 1) sehingga akhirnya tiba pada pertanian pintar.
Ketersediaan sistem pemantauan ternak berjaringan (networked livestock monitoring system) telah membantu meningkatkan jumlah hewan sehat, yang akhirnya mengarah pada kualitas makanan yang membaik. Sistem pemantau kesehatan tanah dan tanaman memberikan petani kemampuan untuk memantau kesehatan tanaman secara detail, yang sebelumnya tidak bisa dilakukan. Berkat sistem sensor berjaringan tertanam (embedded networked sensor system) saat ini, pertanian pintar masa depan akan berkemampuan untuk meningkatkan hasil dan profitabilitas sambil tetap menjunjung kualitas tinggi yang diperlukan oleh pelanggan cerdas masa kini.
Gambar 1. Petani dapat memantau kesehatan tanaman dan ternaknya dari jarak jauh dan mendapatkan informasi berharga yang memastikan konsistensi dalam industri pertanian.
Informasi yang didapatkan dari sensor ini dapat membantu para petani membuat keputusan terbaik untuk pertanian mereka serta mengoptimalkan produktivitas tanaman dan ternaknya sambil mengurangi penggunaan air, pestisida, dan pupuk. Lebih dari itu, para petani dapat mengurangi dampak buruk praktik pertaniannya terhadap lingkungan dan meningkatkan kualitas lahan untuk memastikan keberlanjutan untuk generasi yang akan datang.
Berkat Teknologi Tertanam dan Nirkabel
Sederhananya, solusi utama untuk memastikan keberlanjutan dalam pertanian modern adalah menyediakan informasi penting yang dapat digunakan oleh para petani. Didorong oleh inovasi teknologi tertanam dan nirkabel saat ini, tujuan ini dapat dicapai dengan menerapkan rangkaian sensor berjaringan berbiaya rendah (low-cost networked sensors). Sensor ini biasanya akan memantau kondisi di lahan pertanian atau peternakan seperti suhu, pH, kelembapan, data aktivitas, dan koordinat GPS. Selanjutnya, sensor ini akan mengirimkan data tersebut melalui jaringan komunikasi nirkabel seperti seluler 4G/5G dan LoRa ke pusat data (database) yang terpusat dan biasanya berbasis cloud.
Data tersebut kemudian dapat diakses secara daring oleh perangkat apapun yang terhubung ke internet dan dapat dianalisis dengan cepat untuk menentukan apakah tindakan korektif diperlukan. Hal ini memungkinkan para petani untuk mengakses data analitik pertanian dari mana saja.
Node sensor berjaringan (networked sensor node) bukanlah konsep baru, tetapi beberapa persyaratan utama harus dipenuhi untuk memastikan kinerja dan keandalan yang baik. Pertama, node tersebut memerlukan sumber listrik yang andal, yang mungkin sulit untuk didapatkan karena peternakan tidak dilengkapi dengan kabel ekstensi 1.000 kaki.
Node juga harus bertenaga baterai dan bekerja secara efisien untuk dapat bertahan selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun tanpa penggantian baterai. Efisiensi sistem yang tinggi ini biasanya dapat dicapai dengan mengimplementasikan sistem berbasis mikrokontroler (MCU – microcontroller unit) yang dapat mengelola berbagai tugas kompleks tanpa penggunaan core CPU yang berat dan mematikan daya saat sistem tidak aktif.
Kedua, node sensor pada pertanian pintar harus dapat tetap beroperasi di daerah dengan kondisi yang menantang, terpencil, dan bahkan melekat di tubuh hewan. Karena node sensor ini akan terpapar dengan kondisi tersebut, solusi yang praktis dan inovatif diperlukan untuk memastikan ketahanan dan fungsionalitas yang berkelanjutan. Node harus tetap berada di lokasi pertanian untuk jangka waktu yang lama tanpa memerlukan banyak servis peranti keras. Semua pembaruan peranti lunak harus bisa diselesaikan dari jarak jauh dan dengan aman, yang memerlukan konektivitas jarak jauh yang andal melalui infrastruktur wide area network (WAN) yang paling umum di lokasi pertanian.