[28 April 2025], Sektor pertanian global menghadapi tantangan kompleks dalam memenuhi permintaan pangan yang terus meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi, perubahan iklim, dan keterbatasan sumber daya alam. Integrasi teknologi informasi dan komunikasi (TIK) menjadi krusial untuk mengoptimalkan praktik pertanian tradisional menuju sistem yang lebih presisi, efisien, dan berkelanjutan. Internet of Things (IoT), sebagai paradigma teknologi yang menghubungkan objek fisik melalui jaringan internet, menawarkan potensi revolusioner dalam mentransformasi lanskap pertanian modern. 

Definisi Konseptual IoT (Internet of Things) dalam Pertanian 

Internet of Things (IoT) merujuk pada jaringan perangkat fisik (seperti sensor, aktuator, drone, robot) yang dilengkapi dengan kemampuan untuk mengumpulkan, bertukar, dan menganalisis data secara otonom melalui koneksi internet (Wolfert et al., 2017). Data yang dikumpulkan mencakup berbagai parameter lingkungan, kondisi tanaman, kesehatan hewan ternak, dan status peralatan pertanian. Informasi ini kemudian diolah dan dianalisis untuk memberikan insight yang dapat digunakan dalam pengambilan keputusan yang lebih tepat dan real-time, dengan tujuan meningkatkan efisiensi sumber daya, produktivitas hasil panen dan ternak, serta meminimalkan dampak lingkungan.

Klasifikasi Aplikasi IoT dalam Pertanian

Aplikasi IoT dalam pertanian dapat diklasifikasikan berdasarkan area fungsional utama dalam pertanian.

• Pemantauan Lingkungan dan Kondisi Tanaman (Environmental and Crop Monitoring)

Aplikasi ini melibatkan penggunaan sensor untuk mengukur parameter lingkungan mikro dan makro seperti suhu udara dan tanah, kelembaban udara dan tanah, intensitas cahaya, curah hujan, kecepatan dan arah angin, serta komposisi nutrisi tanah (Gebbers & Adamchuk, 2010). Sensor yang ditempatkan di lahan pertanian secara kontinu mengumpulkan data yang dapat digunakan untuk memantau pertumbuhan tanaman, mendeteksi stres lingkungan (kekeringan, kekurangan nutrisi), dan mengoptimalkan praktik irigasi dan pemupukan.

• Manajemen Irigasi Cerdas (Smart Irrigation Management)

Sistem irigasi cerdas menggunakan data sensor kelembaban tanah, data cuaca, dan informasi kebutuhan air tanaman untuk mengotomatisasi dan mengoptimalkan jadwal dan volume irigasi (Evans et al., 2012). Hal ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan air, mengurangi pemborosan sumber daya, dan memaksimalkan pertumbuhan tanaman.

• Pemantauan Kesehatan dan Lokasi Ternak (Livestock Health and Location Monitoring)

Dalam peternakan, perangkat IoT seperti wearable sensors yang dipasang pada hewan ternak memungkinkan pemantauan kondisi fisiologis (suhu tubuh, detak jantung, tingkat aktivitas), perilaku (pola makan, pergerakan), dan lokasi geografis (menggunakan GPS atau teknologi indoor localization) secara real-time (Kamilaris et al., 2017). Informasi ini membantu dalam deteksi dini penyakit, manajemen penggembalaan, dan peningkatan kesejahteraan hewan.

• Pengendalian Hama dan Penyakit Terpadu (Integrated Pest and Disease Management)

Sensor dan sistem imaging yang terhubung melalui IoT dapat digunakan untuk memantau populasi hama dan mendeteksi gejala penyakit tanaman secara dini (Bakhshipour et al., 2020). Informasi ini memungkinkan implementasi strategi pengendalian hama dan penyakit yang lebih tepat sasaran dan efisien, mengurangi penggunaan pestisida kimia secara berlebihan.

• Otomatisasi dan Robotika Pertanian (Agricultural Automation and Robotics)

IoT memfasilitasi integrasi sensor, aktuator, dan sistem kontrol dalam pengembangan robot pertanian dan sistem otomatisasi untuk berbagai tugas seperti penanaman, pemupukan, pemanenan, dan pemantauan lahan (Shamshiri et al., 2018). Data yang dikumpulkan oleh sensor IoT memberikan informasi penting bagi sistem robotik untuk beroperasi secara otonom dan adaptif.

• Manajemen Rantai Pasok Pertanian (Agricultural Supply Chain Management)

Sensor IoT yang ditempatkan pada produk pertanian selama proses transportasi dan penyimpanan dapat memantau kondisi lingkungan (suhu, kelembaban) dan kualitas produk secara real-time (Caro & Sdralevich, 2018). Hal ini meningkatkan transparansi dan efisiensi rantai pasok, mengurangi kerugian pasca panen, dan memastikan kualitas produk sampai ke konsumen.

Mekanisme Implementasi IoT dalam Pertanian

Implementasi sistem IoT dalam pertanian melibatkan integrasi beberapa komponen utama:

• Infrastruktur Sensor dan Aktuator (Sensor and Actuator Infrastructure)

Berbagai jenis sensor digunakan untuk mengumpulkan data lingkungan, kondisi tanaman, dan parameter lainnya. Aktuator, seperti katup irigasi otomatis dan sistem penyemprotan presisi, digunakan untuk merespons data yang dianalisis. Pemilihan sensor dan aktuator harus mempertimbangkan akurasi, keandalan, daya tahan terhadap kondisi lingkungan pertanian yang ekstrem, dan biaya.

• Jaringan Komunikasi (Communication Network)

Data yang dikumpulkan oleh sensor perlu ditransmisikan ke platform data untuk analisis. Berbagai teknologi jaringan komunikasi dapat digunakan, termasuk Wireless Sensor Networks (WSN) berbasis protokol seperti ZigBee atau LoRaWAN untuk komunikasi jarak jauh dengan konsumsi daya rendah, serta jaringan seluler (4G/5G) atau Wi-Fi untuk transfer data dengan bandwidth yang lebih tinggi. Pemilihan teknologi jaringan bergantung pada jarak transmisi, jumlah perangkat, kebutuhan bandwidth, dan ketersediaan infrastruktur.

• Platform Data dan Penyimpanan Awan (Data Platform and Cloud Storage)

Data yang diterima dari perangkat IoT disimpan dan dikelola dalam platform data, seringkali berbasis cloud computing. Platform ini menyediakan infrastruktur untuk penyimpanan data skala besar, integrasi data dari berbagai sumber, dan visualisasi data. Keamanan dan privasi data menjadi pertimbangan krusial dalam pemilihan platform.

• Sistem Analisis dan Pengambilan Keputusan (Analytics and Decision Support Systems)

Data yang terkumpul dianalisis menggunakan berbagai teknik statistik, machine learning, dan artificial intelligence untuk mengekstrak insight yang relevan. Sistem pendukung keputusan (DSS) kemudian memanfaatkan insight ini untuk memberikan rekomendasi kepada petani atau mengotomatisasi tindakan melalui aktuator. Pengembangan algoritma analisis yang akurat dan relevan dengan konteks pertanian spesifik merupakan tantangan penting.

• Antarmuka Pengguna (User Interface)

Petani dan pemangku kepentingan lainnya berinteraksi dengan sistem IoT melalui antarmuka pengguna (misalnya aplikasi mobile atau web) yang menyajikan informasi yang relevan, visualisasi data, dan kontrol terhadap perangkat. Desain antarmuka yang intuitif dan mudah digunakan sangat penting untuk adopsi teknologi yang luas.

Tantangan dan Peluang Implementasi IoT dalam Pertanian

Meskipun menawarkan potensi besar, implementasi IoT dalam pertanian juga menghadapi beberapa tantangan, termasuk biaya investasi awal yang tinggi, kebutuhan akan infrastruktur jaringan yang memadai (terutama di daerah pedesaan), masalah interoperabilitas antar perangkat dan platform, serta kebutuhan akan keahlian teknis untuk instalasi, pemeliharaan, dan analisis data (Eastwood et al., 2017). Namun, peluang yang ditawarkan oleh IoT dalam meningkatkan efisiensi sumber daya, produktivitas, dan keberlanjutan pertanian menjadikannya area penelitian dan pengembangan yang sangat penting 

Sumber :

• Bakhshipour, A., Jafari-Kashi, A. H., & Arefi, A. (2020). Application of IoT in pest and disease management in agriculture: A review. Journal of Agricultural Science and Technology, 22(2), 317-332.

• Caro, F., & Sdralevich, A. (2018). Digital transformation in the food industry: A review. Trends in Food Science & Technology, 81, 31-39.

• Eastwood, R., Brooker, R., & Bidwell, N. J. (2017). The internet of things for agriculture: Challenges and opportunities. Journal of Rural Studies, 54, 113-122.

• Evans, R. G., Stone, K. C., Bell, J. P., & King, B. A. (2012). Wireless sensor networks for water management in agricultural systems. Computers and Electronics in Agriculture, 80, 80-91.

• Gebbers, R., & Adamchuk, V. I. (2010). Precision agriculture and sensor technology–a review of recent advances. Computers and Electronics in Agriculture, 73(1), 12-24.

• Kamilaris, A., Kartakis, S., Prenafeta-Boldú, F. X., & Ali, M. I. (2017). A review of the use of IoT platforms in livestock farming. Computers and Electronics in Agriculture, 141, 363-377.

• Shamshiri, R. R., Weltzien, C., Wahab, R. A., Akram, M. N., Ismail, W. I. W., & Ahmad, D. (2018). A review of robotics and automation in agriculture. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 11(6), 1-14.

• Wolfert, J., Sørensen, C. A. G., & Goense, D. (2017). A future internet for food and agriculture: A collective vision. Smart and Sustainable Agriculture, 1(1), 1-16.