Internet delle cose e remote sensing

per agricoltura di precisione

Innovazione, tecnologie informatiche e agricoltura::

aspetti pratici di convergenza

CRA-VIV di Pescia, 19 Giugno 2015

Paolo Mollo, Sensing Applications and Devices

Direzione Tecnologie, CSP – Innovazione nelle ICT

Agenda

► CSP: chi siamo

► Tecnologie abilitanti per agricoltura di precisione

► Internet of Things (IoT) ed esperienze progettuali

► Remote Sensing per indici vegetativi

► Conclusioni e sfide

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CSP – Innovazione nelle ICT

Organismo di ricerca

• Senza fini di lucro

• Sviluppo sperimentale e ricerca industriale in ambito ICT

• Utili reinvestiti in ricerca

• Nessun accesso preferenziale ai soci

Progetti europei, nazionali e regionali

Laboratorio di ricerca iscritto Albo laboratori MIUR

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CSP e la ricerca applicata

Necessità

Utenti /

Comunità / PA

Tecnologie allo

stato dell’arte

CSP

Territorio

Progetti e prototipi “on field” Fondi privati,

regionali, europei

Tresferimento tecnologico

alle imprese (pref. PMI)

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Le tecnologie abilitanti

Agricoltura di

precisione Sensing

Reti geografiche di accesso

IoT

UAV

Android APP

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Internet of Things

“In computing, the Internet of Things (also known as the Internet of

Objects) refers to the networked interconnection of everyday objects”

(Wikipedia)

Consiste nell’idea che oggetti

comuni possano essere

riconoscibili, localizzabili,

accessibili e controllabili tramite

Internet

Oggetti di vario genere (PC,

cellulari, elettrodomestici, veicoli,

edifici, indumenti, sensori,

attuatori) possono comunicare tra

di loro aprendo nuove possibilità

Paradigmi thing-to-person e thing-

to-thing

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IoT: Componenti tecnologiche

Internet of Things Platform

• Database distribuito

non relazionale (NOSQL)

• Accesso tramite interfaccia

grafica e protocolli m2m

• Sorgenti eterogenee di dati 8

IoTNet

www.iotnet.it

Piattaforma tecnologica aperta

per l’accesso e l’elaborazione

dei dati

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Rete di accesso: HPWNet

HPWNet - High Performance Wireless Network:

Creazione di una dorsale wireless nell’area metropolitana di Torino e nel territorio regionale.

HPWNet permette di intervenire rapidamente sia per l’attivazione di nuovi nodi sia per il recupero di eventuali guasti (tactical networking).

Rendere le aree rurali luoghi appetibili in cui vivere, investire, lavorare (European ICT challenges)

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Rete di accesso: DMR

M.Te Turu

Cima

Boschin

VHF

HPWNet

Montaldo S.

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Wireless Sensor Networks

Acquisizione di dati da sensori

Sviluppo di protocolli

Frequenze in banda ISM 2,4 GHz e 868 MHz

Obiettivo: aumentare il tempo di vita dei nodi sensori agendo

principalmente su 3 aspetti:

> hardware

> protocolli di comunicazione Ultra-Low Power

> energy-awareness

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Progetto Orto Botanico* – (Laboratorio a cielo aperto)

Monitoraggio e Open Data

• Rete di sensori wireless composta da micro-sistemi prototipati in CSP che operano monitoraggio ambientale presso l’Orto Botanico dell’Università di Torino

• Topologia a stella, frequenza 868 MHz

• I nodi possono essere alimentati sia a batteria sia con sistemi di energy harvesting micro-fotovoltaici

(*) http://youtu.be/6PlJeLbwtMo 13

Studio della

fenologia delle

piante

Orto Botanico – WSN ULP

Wireless Sensor Network Ultra Low Power

AP

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Il progetto ViniVeri

Progetto dimostrativo per una gestione avanzata del vigneto su scala

aziendale voluto dall’associazione Vini Veri.

Partner di progetto:

• Regione Piemonte, Direzione

Agricoltura, Settore Fitosanitario

• Istituto di Istruzione Superiore di

Stato Umberto I, Alba (CN)

• Vini Veri, Associazione di Viticoltori,

Alba (CN)

• Università di Torino, Dipartimento di

Colture Arboree

• 2i3T, Incubatore di imprese per il

trasferimento tecnologico, Torino

• Ai3, Acceleratore di Idee di Imprese

Innovative, Torino

• 3a Srl, Torino

• Horta Srl

• CSP - Innovazione nelle ICT, Torino.

Obiettivo

La suscettibilità della vite ad agenti patogeni che si

sviluppano con particolari situazioni ambientali

legate alle stagioni, alle precipitazioni ed al tasso

di umidità e che possono avere gravi

conseguenze per lo sviluppo vegetativo e per la

produzione se non controllati

Problema

Riduzione nell’uso dei fitofarmaci,

passando dai trattamenti a calendario a

trattamenti basati su schemi di controllo

bioagronomici

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ViniVeri - Agenti patogeni

Peronospora Oidio Muffa grigia

Si sviluppano con particolari situazioni ambientali legate al ciclo

stagionale, alle precipitazioni ed al tasso di umidità

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Vini Veri - sistema di monitoraggio

Nodo

Master

S1 S2

S4 S3

3 vigneti monitorati

• Vigneto Scuola Enologica di Alba [1 stazione master]

• Vigneto Gabutti a Serralunga d’Alba [2 stazioni master]

• Vigneto di Novello [1 stazione master]

Internet

2,4 GHz

802.15.4

802.11a

5 GHz

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Vini Veri: stazione master

STAZIONE MASTER

• mainboard

• connessione wireless a 5 Ghz

• pannello solare da 60 Watt

• batteria da 44 Ah

• controller Xbee

• 5 sensori collegati direttamente

• Umidità

• Temperatura

• Temperatura terreno

• Bagnatura fogliare

• Pluviometro

• Funzionalità

• Acquisizione misure da sensori direttamente collegati

• Acquisizione misure dai sensori remoti wireless

• Immagazzinamento ordinato dei dati

• Aggiunta di informazioni temporali: data e ora della misura

• Invio dei dati al server ad intervalli periodici

• Gestione energetica ottimizzata 18

Vini Veri: stazioni remote

4 STAZIONI REMOTE

• scheda Arduino

• Modulo Xbee

• Pannello solare da 20 Watt

• Batteria da 9 Ah

• 3 sensori collegati direttamente

• Temperatura

• Umidità

• Pressione

• Funzionalità

• Acquisizione misure da sensore

• Invio delle misure alla stazione master

• Gestione energetica ottimizzata

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Progetto SIGEVI

SIGEVI

Sistema di gestione del comprensorio viti-vinicolo per la

programmazione degli interventi e della raccolta

Il progetto SIGEVI nasce con lo scopo di sviluppare, testare ed implementare uno strumento innovativo di supporto alle decisioni (Spatial-DSS) su questioni relative alla gestione del vigneto sfruttando la collaborazione tra tre componenti fondamentali: gli agronomi, i ricercatori ed i tecnologi

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SIGEVI: un approccio IoT pervasivo

APP per agronomi

Per Tablet Android

Dati storici

Monitoraggio In campo

Decision Support

System

Portale WEB

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Sigevi: sensori e comunicazioni

Wireless Sensor Network:

• RF 868 MHz

• topologia a stella

• Protocollo Ultra-Low-Power

• Procedure self-healing

and self-recovery per

ottimizzazione energetica

Temperatura

Umidità

PAR

Umidità/temperatura del suolo ( -20 cm, -40 cm)

NDVI

PRI

Vigneto Barbera

Agliano (AT)

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SIGEVI: APP per tablet

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Sigevi: portale Web

Il DSS garantisce l’accesso ad un database sempre aggiornato,

caratterizzato da un’interfaccia usabile, che permette ai professionisti di

consultare facilmente i dati indoor e outdoor, personalizzando pagine

per la consultazione integrata delle informazioni e l’accesso a funzioni

di modellizzazione per ottenere il supporto alla gestione del vigneto

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Firma spettrale della vegetazione

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SIGEVI: remote sensing NDVI

in collaborazione con

Paylod:

Fotocamera

modificata

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-1 1

Conclusioni e sfide

L’elevata frammentazione degli appezzamenti NON è un limite all’applicazione di tecnologie innovative legate all’agricoltura di precisione

Minimizzare l’entropia e massimizzare le informazioni utili

Aumentare l’integrazione sistemica dei fattori

Rendere i DSS sempre più semplici ed efficaci

Colmare il GAP tra tecnologia e utilizzatori finali

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CSP innovazione nelle ICT s.c. a r.l. Sede Via Nizza n. 150 – 10126 Torino – Italy (ingresso da Via Alassio, 11/c) Tel +39 011 4815111 Fax +39 011 4815001 E-mail: innovazione@csp.it www.csp.it

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Grazie per l’attenzione Paolo Mollo Sensing Applications and Devices E-mail: paolo.mollo@csp.it cell: +39 346 288 4992 tel. +39 011 4815199

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