AGRITECH TASK 4.2.3
Farm information systems and operational monitoring in smart agriculture
Le attività di AFILAB inerenti al monitoraggio operativo sono connesse alle attività di progettazione di sistemi informativi di aziende agricole, in modo da avere una struttura coerente, modulare e flessibile in cui immagazzinare i dati raccolti e sviluppare i motori inferenziali per estrarre le informazioni da utilizzare a scopo gestionale e di tracciabilità.
Il monitoraggio operativo implica la raccolta di dati in tempo reale, descrivendo come vengono svolti i processi produttivi.
L’obiettivo è quello di fornire un registro in scala temporale della sequenza del processo con tutti i dettagli relativi al consumo e alla generazione di materiali o energia, ricostruendo così la memoria storica delle attività agricole.
Nel caso di operazioni in campo, come le cure colturali, le lavorazioni del terreno, la semina o la raccolta, l’identificazione del luogo di lavoro assume un ruolo essenziale.
Nel caso di processi stazionari, compresi gli impianti di stoccaggio, il monitoraggio operativo può essere anche correlato al monitoraggio dei flussi di materiali ivi stoccati.
I componenti fondamentali di un sistema di monitoraggio operativo sono i sistemi di identificazione per rilevare tutti gli agenti coinvolti in un processo, comprese le unità di potenza (ad esempio i trattori), gli attrezzi (ad esempio le macchine operatrici) e i luoghi di lavoro (ad esempio gli appezzamenti).
Le informazioni ottenute hanno lo scopo di supportare azioni immediate o differite nel tempo. Nel primo caso si può parlare di processi decisionali completamente automatizzati che si sviluppano direttamente in campo (ad esempio trattamenti a rateo variabile automatizzato). Il secondo caso riguarda l’uso delle informazioni nelle decisioni differite nel tempo, con la necessaria archiviazione dei dettagli operativi, la loro integrazione con altre informazioni raccolte nel tempo sia dentro che fuori l’azienda (ad esempio mappe prescrittive).
La possibilità di avere un monitoraggio automatico delle attività offre diversi vantaggi, tra cui i principali riguardano:
• la possibilità di pre-compilazione dei registri delle attività sostituendo il lavoro di compilazione vera e propria con il controllo e eventuale correzione e integrazione;
• la disponibilità di informazioni di carattere operativo e gestionale sempre disponibili per pianificazioni delle attività nel breve, medio e lungo periodo;
• la possibilità di supportare forme di certificazione da enti terzi in modo più efficiente e trasparente.
In campo agricolo la ricerca si è concentrata sul monitoraggio di svariate attività agricole meccanizzate svolte in pieno campo. Tutte le macchine motrici ed operatrici monitorate sono state equipaggiate rispettivamente con un datalogger ed un transponder di tipo RFID attivo. Entrambi i dispositivi sono caratterizzati da un codice univoco utilizzato per l’identificazione della macchina sulla quale sono installati.
Il transponder, montato sull’operatrice, si attiva con le vibrazioni dovute alla movimentazione della stessa macchina ed inizia a trasmettere il suo codice identificativo tramite frequenze radio. Questo viene letto dal datalogger ed immagazzinato nella sua memoria interna in pacchetti di dati pronti all’invio ad un server remoto, tramite connessione GPRS o allo scarico manuale tramite chiavetta USB.
Oltre a queste informazioni che ne identificano l’accoppiamento motrice-operatrice, il datalogger, essendo dotato di un’unità GNSS, acquisisce anche la posizione per fornire informazioni di tipo geografico.
Questi dati, analizzati automaticamente dal motore di inferenza appositamente sviluppato, vengono tradotti in informazioni riguardanti, ad esempio, i costi di meccanizzazione, i tempi di lavoro, gli appezzamenti lavorati, i consumi di combustibile e le emissioni di gas serra.