Венгерские исследователи разрабатывают проект мониторинга полей, который будет помогать фермерам принимать решения
Сельское хозяйство составляет 3,2% ВВП страны и играет важную роль в развитии деревень. Чтобы обосновать важность этой отрасли, приведем в пример тот факт, что в 2018 году Венгрия вырастила 7,9 миллиона тонн кукурузы, что сделало ее 15-м крупнейшим производителем в мире.
Однако сельскохозяйственные земли представляют собой чрезвычайно неоднородную систему. Почва значительно отличается по составу на протяжении километров, а так же ее свойства зависят от времени, поскольку измерение в разные дни может дать разные результаты. Все эти факторы приводят к тому, что собранный урожай варьируется по количеству и качеству в зависимости от места.
Чтобы помочь национальному сельскохозяйственному сектору, Университет Иштвана Сечени разработал проект умного сельского хозяйства с использованием датчиков компании Libelium в области сельского хозяйства, воды и окружающей среды, который они назвали «Лаборатория мониторинга полей». Факультет сельскохозяйственных и пищевых наук расположен в Мошонмадьяроваре, на западе Венгрии. Факультет занимается проблемами увеличения урожайности на ферме, располагающейся на территории более чем 400 га.
» Какую основную задачу необходимо было решить этому проекту мониторинга полей в Венгрии?
Неоднородность полей для выращивания сельскохозяйственных культур в Венгрии в сочетании с недостаточным уровнем цифровизации затрудняет принятие обоснованных решений по улучшению урожайности.
» Какое решение IoT компании Libelium было реализовано в рамках этого проекта?
Полевая лаборатория была оснащена 5-ю устройствами Умное сельское хозяйство Xtreme, 2-мя устройствами Умная вода PRO и одним устройством Умная окружающая среда. Все они были настроены на передачу данных по связи LoRaWAN.
Основная цель этого проекта – сбор информации о состоянии почвы и климатических условиях (в том числе на территории более обширной, чем поля) при помощи технологии IoT, а также их влияния на урожайность кукурузы и пшеницы. Таким образом, исследователи смогут предложить методы сбора информации, которая очень поможет местным фермерам в принятии решений.
Данная лаборатория мониторинга полей в Венгрии оснащена пятью датчиками сельского хозяйства Plug & Sense! Smart Agriculture Xtreme, двумя устройствами Plug & Sense! Smart Water, одним устройством Plug & Sense! Smart Environment. Исследователи установили IoT устройства на двух кукурузных и пшеничных полях (площадью 6 га и 15 га соответственно), почва которых различается по составу.
♦ Два устройства контроля качества воды Smart Water были установлены в искусственной водяной яме для определения уровня pH, содержания нитритов и нитратов в почвенной воде.
♦ Пять устройств мониторинга сельского хозяйства Smart Agriculture были установлены для измерения почвы на разных ее типах, предназначенных для выращивания. Идея состоит в том, чтобы выявить связь между типом почты и эффективностью роста (оцениваются такие параметры как, например, электропроводность почвы, содержание влаги в ней, погодные условия и состояние листьев).
♦ Устройство Smart Environment контролирует параметры почвенной среды, такие как содержание CO2 и аммиака.
Кроме того, в рамках этого проекта будут функционировать БПЛА (беспилотные летательные аппараты) и роботы с интерфейсами искусственного интеллекта. Также будут применены технологии дистанционного сбора данных. Собранная таким образом информация позволят сделать более ясной картину влияния климатических изменений, которая будет использована для разработки модели принятия решений.
Данные собираются, хранятся и анализируются с помощью связи LoRaWAN
Автоматически собранные данные (с помощью статистических методов, физиологических моделей сельскохозяйственных культур и искусственного интеллекта) после отправления в облако по связи LoRaWAN анализируются с помощью различных методик. Ранее эти данные собирались вручную – это был сложный, долгий и дорогостоящий процесс. Эта новая измерительная сеть автоматически собирает данные о параметрах (почвы, окружающей среды, атмосферы и грунтовых вод) в качестве «Big Data» и обеспечивает более получение более четких результатов, чем когда-либо до сих пор.
Программная платформа, специально разработанная венгерской «Лабораторией мониторинга полей», принимает данные, собираемые в режиме реального времени, где они затем хранятся и анализируются. Кроме того, эту с этой информацией можно ознакомиться с любого компьютера или смартфона, что позволяет исследовательской группе автоматически получать данные и быстрее принимать более взвешенные решения.
Собранная датчиками компании Libelium информация непосредственно отправляется в облачный сервис Loriot LoRaWAN компании Antenna Hungária. AH – это государственная компания, базирующаяся в Будапеште, которая также вносит свой вклад в реализацию этого проекта. AH занимается построением сетей LoRaWAN по всей стране. Таким образом, реализация данного проекта системы мониторинга сельскохозяйственных культур также будет стимулировать внедрение сетей LoRaWAN в Венгрии, усилению значимости технологий Интернета вещей и перехода на цифровой уровень в области сельского хозяйства.
С этого облака университет переправляет данные на свои серверы. Затем разрабатываемые в нем информационные панели и приложения осуществляют ее отображение.
Новаторский проект по цифровизации сельского хозяйства в Венгрии
Таким образом, «Лаборатория мониторинга полей» стала первым проектом Интернета Вещей в области сельского хозяйства. Теперь их сбор данных отвечает уровню передовых стандартов, а метод точного сельского хозяйства обеспечивает устойчивую урожайность – все это есть результат перехода сельского хозяйства на цифровой уровень. Также были достигнуты новые научные достижения и расширен инструментарий фермеров.
Исследовательская деятельность началась в 1998 году с составления карт урожайности тех или иных участков. Команда исследователей имеет двадцатилетний опыт работы в области сбора цифровых данных. Действительно, они могут полностью обеспечить цифровую систему сельского хозяйства данными за прошлые периоды.
Для достижения цели увеличения урожайности устойчивых сельскохозяйственных культур, лаборатория решает следующие разносторонние задачи:
♦ Автоматизация сбора данных
♦ Удаленный мониторинг микроклиматических параметров поля для выращивания культур
♦ Доступ к данным в режиме реального времени с любого устройства в любое время
♦ Сбор данных для решения как текущих, так и будущих задач
♦ Подробное изучение неполадок и их устранение
Эта система позволяет фермерам принимать более взвешенные решения, чтобы лучше адаптироваться к изменениям и выращивать безопасные, высококачественные продукты питания, не нанося при этом вред окружающей среде, что станет гарантией устойчивого развития. Таким образом, в ближайшие годы Венгрия не только улучшит свои позиции в мировом рейтинге производителей кукурузы и пшеницы, но также улучшит качество своей продукции, таким образом фермеры смогут извлечь выгоду от сбора данных.
Проект финансируется Европейским Союзом и Правительством Венгрии в рамках программы FIEK – Центра сотрудничества между высшим образованием и промышленностью в Университете Сечени Иштван, согласно гранту номер GINOP-2.3.4-15-2016-00003, а также он был частично поддержан в рамках «Программы совершенствования тематической сферы» Национального управления исследований, разработок и инноваций (TUDFO / 51757/2019-ITM).
Больше информации:
Для получения технической информации об устройстве Waspmote Plug & Sense! Smart Agriculture Xtreme, ознакомьтесь с Техническим руководством.
Для получения технической информации об устройстве Waspmote Plug & Sense! Smart Water PRO, ознакомьтесь с Техническим руководством.
Для получения технической информации об устройстве Waspmote Plug & Sense! Smart Environment, ознакомьтесь с Техническим руководством.
Узнайте больше о линейках измерительных устройств компании Libelium на сайтах: Waspmote, Измерительная платформа Waspmote Plug & Sense! и Шлюз Meshlium
Для получения технической информации об организации сети LoRaWAN, ознакомьтесь с Техническим руководством.
Источники:
Университет Иштвана Сечени, Факультет сельскохозяйственных и пищевых наук, кафедра биосистем и пищевой инженерии (Венгрия, Мошонмадьяровар), sze.hu
