Emanuela Pala: Internet of Things & Smart Agriculture

Internet of Things &
Smart Agriculture
10 Settembre 2015
Emanuela Pala
SeniorAdvisor, Osservatorio Internet of Things
School of Management – Politecnico di Milano
emanuela.pala@polimi.it

www.osservatori.netInternet of Things & Smart Agriculture 10 Settembre 2015
1. Introduzione all'Internet of Things
2. Il ruolo dell'IoT nel settore agroalimentare
3. L'IoT per la Smart Agriculture
4. Il valore di soluzioni Smart Agriculture
Agenda

SMART =
• Standard
tecnologici aperti
• Accessibilità dati
/ raggiungibilità
oggetti
• Multifunzionalità
L’espressione Internet of Things descrive un percorso (già avviato) nello sviluppo
tecnologico in base al quale, attraverso la rete Internet, potenzialmente ogni oggetto
della nostra esperienza quotidiana acquista una sua identità nel mondo digitale
Oggetti intelligenti (Smart objects)
SMART =
• Identificazione
• Localizzazione
• Diagnosi stato
• Metering
• Sensing
• Attuazione
• Elaborazione
• Comunicazione
Reti intelligenti (Smart networks)
Internet of Things
La definizione di riferimento

Smart Metering &
Smart Grid
Smart City & Smart
Environment
Smart Home
& Building
eHealthSmart Logistics
Smart FactorySmart Agriculture Smart Asset
Management
Smart Car
Internet of Things
Un paradigma dai numerosi ambiti applicativi

Fonti: Ricerche
pubblicate nel
2014 riferite al
mercato globale
“Total global M2M connections will more than
treble from 106.4 million in 2012 to 360.9 million
in 2018, at a CAGR of 22.6%" (Ovum, January
2014)
“The worldwide IoT install base will see a compound annual growth rate of
17.5 percent from 2013 to 2020, and will encompass billions of connected
devices in the world of "third platform" technologies” (IDC, June 2014)
“Smart Home services are set to reach a global
market value of $71 billion by 2018, rising from
$33 billion last year” (Juniper Research, February
2014)
“The global Smart Cities market is expected to
reach a value of USD 1,265 billion by 2019,
growing at a CAGR of 14.0% from 2013 to 2019”
(Trasparency Market Research, October 2014)
“The wireless M2M market will account for $196
Billion in revenue by the end of 2020, following a
CAGR of 21% during the six year period between
2014 and 2020" (MarketWatch, September 2014)
“The US accounted for 35 million connections or 19
percent of all global M2M connections at the end of
2013, a figure that is expected to reach 41 million
in 2014” (GSMA, September 2014)
Internet of Things
Le dimensioni del fenomeno

Mission:
Generare e condividere conoscenza sull’Internet of Things e contribuire allo
sviluppo del mercato italiano
Ricerca
•Sviluppare analisi e ricerche che aiutino i player a comprendere il
fenomeno dell’Internet of Things (ambiti applicativi, evoluzione
tecnologica, benchmark internazionale, struttura della catena del
valore, analisi dei consumatori, normativa, etc.)
Comunicazione
•Creare cultura e diffondere la conoscenza sui temi dell’Internet
of Things presso le aziende del settore e i potenziali utenti
(organizzazioni pubbliche e private, consumatori)
Community
•Creare occasioni di incontro e di confronto tra i principali player che
compongono questo mercato in un contesto pre-competitivo con
l’obiettivo di promuovere lo sviluppo del mercato stesso
O
B
I
E
T
T
I
V
I
L'Osservatorio Internet of Things
Mission e Obiettivi

0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
2010 2011 2012 2013 2014
La diffusione dell’IoT in Italia nel 2014
Gli oggetti connessi tramite rete cellulare
+13%
3,4
mln
3,9
mln
+25%
5,0
mln
+20%
6,0
mln
Numerodioggetticonnessi
tramiteretecellulare
(milioni)
8,0
mln
+33%

Il mercato dell’IoT in Italia nel 2014
Il fatturato generato dalle soluzioni ‟cellular”
0
200
400
600
800
1.000
1.200
2012 2013 2014
Milionidieuro
810
mln
900
mln
+11%
1,15
mld
+28%

Il mercato IoT 2014 in Italia - Rete cellulare
Il confronto diffusione – valore di mercato
Mercato = 1,15 mld€
Smart Car
4%
1%
Smart Home &
Building
Smart Metering & Smart
Asset Management (Utility)
Smart Logistics
Smart Asset Management
Smart City & Smart Environment
Altro
14%
23%
38%
16%
4%
Diffusione = 8,0 mln
5%
8%
2%
1%
8%
55%
21%
Smart Car e Smart Home &
Building rappresentano, con
pesi diversi, oltre il 60% in
termini di diffusione e
valore di mercato

Il mercato IoT 2014 in Italia
L’estensione della stima: il valore totale
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
Mercato basato su
rete cellulare
Mercato IoT totale
MilioniMilionidieuro
1,15
mld
1,55
mld
400
mln

Smart Logistics: soluzioni per la tracciabilità di filiera, la protezione del brand e
il monitoraggio della catena del freddo, per la sicurezza in poli logistici complessi
e per la gestione delle flotte (tracciabilità del mezzo e delle sue condizioni)
Smart Agriculture: applicazioni per il monitoraggio di parametri microclimatici a
supporto dell’agricoltura per migliorare la qualità dei prodotti, ridurre le risorse
utilizzate e l’impatto ambientale
Principale tecnologia
abilitante: RFId
Principale tecnologia
abilitante: WSN
Sistema base
Tag Antenna Reader HW/SW
Middleware
Application
layer
Sensori Nodo wireless
IoT nel settore agroalimentare
Gli ambiti prevalenti

Smart Agriculture
Le principali funzionalità
Smart Agriculture
Agricoltura di precisione
Gestione delle risorse
utilizzate
Gestione delle tecniche
agricole
• Monitoraggio delle condizioni micro-climatiche
• Monitoraggio dei parametri della pianta e del suolo
• Monitoraggio dei parametri del prodotto
• Gestione delle risorse idriche
• Gestione dei fertilizzanti
• Gestione dei fitofarmaci
• Supporto al processo di semina
• Supporto al processo di coltivazione
• Supporto al processo di raccolta
SensingActing

Smart Agriculture
L'architettura di riferimento
Stazione
Base
Campo
Centrodi
elaborazione
Temperatura Umidità
Temperatura UmiditàRadiazioni
Atmosfera
Suolo

La tecnologia assume un ruolo abilitante, trasversale alle diverse applicazioni
Fertilizzazione
Climatici –
Atmosfera
Climatici –
Suolo
Coltivazione – Pianta
Temperatura
Umidità
Intensità del vento
Direzione del vento
Intensità delle precipitazione
Radiazioni solari
Pressione atmosferica
Temperatura
Umidità
Crescita diametrale fusto
Trattamenti
Fitosanitari
Irrigazione
Smart Agriculture
L'architettura di riferimento: sensing

Numerose iniziative IoT avviate di recente, atteggiamento positivo
e propositivo nei confronti della tecnologia da parte di agricoltori
‟illuminati”
Diverse le tecnologie abilitanti (reti di sensori, analisi delle
immagini), con un buon grado di sviluppo e sinergie potenziali
Focus sullo sviluppo di modelli agronomici in grado di valorizzare
al meglio le informazioni raccolte (data analytics)
Smart Agriculture
Smart Agriculture
Lo scenario applicativo: una visione di insieme

Quanto vale l’impatto derivante
dall’applicazione delle tecnologie IoT a
supporto dei processi agricoli?
Il valore di soluzioni Smart Agriculture
Lo sviluppo di un modello di stima costi-benefici

Sviluppo di un modello di stima costi-benefici per il settore
viticolo biologico:
① Identificazione delle attività impattate dalla tecnologia
② Quantificazione dei benefici per ciascuna attività
③ Analisi dei costi di implementazione della tecnologia
Lo sviluppo di un modello di stima costi-benefici

IRRIGAZIONE
FITOSANITARI
FERTILIZZAZIONE
Le principali attività considerate nell'analisi

52%
Quota dei costi diretti oggetto di
riduzione a fronte di adozione di
soluzioni IoT
Manodopera
Macchine e attrezzi
Mezzi tecnici
Spese generali
Ammortamento
Interessi per anticipi
Costo capitale fondiario
Le principali voci di costo

7%
18%
34%
11%
30%
Fertilizzazione
Irrigazione
Manodopera
Prodotti Fitosanitari
Carburante
La scomposizione dei costi interessati
*Riferimento ad azienda media di 10 ettari

20%
30%
40%
FERTILIZZAZIONE
Riduzione delle sostanze fertilizzanti
utilizzate a fronte della maggior
accuratezza delle informazioni di cui
l’agricoltore può disporre (efficienza)
IRRIGAZIONE
Riduzione dell’uso della risorsa idrica
grazie alla possibilità di conoscere
l’effettivo bisogno idrico (efficienza)
TRATTEMENTI FITOSANITARI
Riduzione del numero di trattamenti
grazie alla possibilità di anticipare o
posticipare il trattamento (tempestività
ed appropriatezza)
I benefici

4%
15%
37%
12%
32%
37%
Fertilizzazione
Irrigazione
Manodopera
Carburante
Prodotti Fitosanitari
La scomposizione dei benefici

Sistema
base
Unità Gateway GPRS on centralina meteo
Unità ripetitore
Unità nodo wireless
Sensori
Pluviometro, intensità e direzione vento con solar shield
Sensore temperatura e umidità aria
Sensore bagnatura fogliare
Sensore crescita diametrale
Umidità del terreno
Provider
Accessori
Pannello solare 20W
Regolatore pannello solare
Paleria e supporti sensori meteo
Batteria 65 Ah
Portabatteria
Batterie per nodo wireless
Installazio
nee
servizi
Costi di installazione
Servizi informatici
Software
L’analisi dei costi

0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Anni
Dimensione azienda (ha)
Payback azienda piccola: 3,5 anni
Payback azienda media: 2 anni
Payback azienda grande: 1 anno
Payback time

L'IoT per la Smart Agriculture
Considerazioni conclusive
L'IoT rappresenta una interessante opportunità in ambito agroalimentare
Le numerose iniziative Smart Agriculture avviate sono ancora
condizionate però dallo stanziamento di fondi pubblici: necessità
comprendere il valore
Il settore vitivinicolo rappresenta un buon esempio di come
l’investimento IoT si ripaghi in fretta
I benefici di efficienza non solo tuttavia i soli abilitati dall'IoT: sicurezza
alimentare, qualità del prodotto, supporto alla certificazione e
comunicazione al consumatore alcuni esempi di non minore interesse
Fondamentale il ruolo di figure "specialistiche" quali gli agronomi nel
raggiungimento dei benefici evidenziati dall'analisi

Internet of Things
Le tematiche correlate
Big Data
Modelli di
Governance
Modelli di
finanziamento
Nuovi modelli
di business
Sicurezza
PrivacyInteroperabilità e
standard
Regolamentazione
…
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