FarmTelemetry Platforma pro sběr senzorových dat na farmě

Transkript

1 FarmTelemetry Platforma pro sběr senzorových dat na farmě Michal Kepka 1, Karel Charvát 2, Karel Charvát jr. 2, Tomáš Řezník 3, Marek Šplíchal 4 1 Katedra geomatiky, FAV, ZČU v Plzni 2 WirelessInfo, Litovel 3 Geografický ústav, PřF, MU, Brno 4 CCSS, Praha 1

2 Úvod Struktura dat na farmách Pilotní území Struktura aplikace FarmTelemetry Datový model FOODIE Datový model MapLog Agri Uživatelské rozhraní a analýzy 2

3 Struktura dat na farmách Různorodá data pro řízení farem obsahují informace o obdělávaných polích o kvalitě a stavu půdy o pěstovaných plodinách a ošetřování o využití a vytížení zemědělských strojů lokální meteorologické záznamy projekt Foodie vytváří cloudovou platformu umožňující sběr a ukládání senzorových dat, správu dat řízení farmy analýzy nad sebranými daty sdílení dat i výsledků analýz 3

4 Účel FarmTelemetry Vyhodnocení ekonomické efektivity využití mechanizace na jednotlivých polích Přesné záznamy ošetřování plodin a půdy (hnojení, použití pesticidů apod.) Zvýšení podpory správy a řízení provozu mechanizace a plánování úkolů Řízení kvality polních prací (zamezení překrývání, mezer při aplikaci) Řízení aplikování vstupních látek v předepsané míře Soulad s agro-environmentálními směrnicemi (nitrátová směrnice, ochrana vodních zdrojů apod.) 4

5 Pilotní území Zemědělské družstvo Tršice v zemědělsky hojně využívaném Hornomoravském úvalu orientováno převážně na rostlinou výrobu obděláváno 1214 ha půdy telemetrie instalována na 12 traktorů a 15 přípojných zařízení vybudována bezdrátová senzorová síť pro sběr agro-meteo dat 5

6 Struktura FarmTelemetry Databáze ukládající: neprostorová i prostorová provozní data farmy (FOODIE model) sebraná senzorová data (MapLog Agri model) zpracované výsledky analýz Serverová aplikace řídící příjem, zpracování, publikaci senzorových dat obsahující analytický modul pro zpracování dat poskytující webové služby pro klientské aplikace Klientská aplikace řídí přístup koncových uživatelů umožňuje analýzy a vizualizace dat 6

7 Datový model FOODIE class Foodie Core Data Model v4.1 proposal Odpovídající: Směrnici 2007/2/EC (INSPIRE) ISO normám řady Otevřený a škálovatelný Agricultural and Aquaculture Facilities Model:: Agricultural and Site +contains Activ ity Complex::Activ itycomplex Aquaculture Facilities + code :Identifier Model::Holding + inspireid :Identifier + geometry :GM_Object 1..* + thematicid :ThematicIdentifier [0..*] HoldingSites + geometry :GM_Object + activity :EconomicActivityNACEValue [1..*] + function :Function [1..*] + validfrom :DateTime + userid :CharacterString + validto :DateTime [0..1] + beginlifespanversion :DateTime «voidable» + endlifespanversion :DateTime [0..1] CropSpecies Alert + name :CharacterString [0..1] + validfrom :DateTime «voidable» + begindate :Date + code :Identifier + validto :DateTime [0..1] + includesanimal :FarmAnimalSpecies [0..*] + enddate :Date [0..1] + type :CharacterString [1..*] «voidable, lifecycleinfo» + croparea :GM_Object 0..* + description :CharacterString [0..1] HoldingPlots + beginlifespanversion :DateTime + cropspecies :CropType [1..*] + checkedbyuser :Boolean + endlifespanversion :DateTime [0..1] +containsplot 1..* + production :ProductionType [0..*] + alertdate :Date + alertgeometry :GM_Object +crop 0..* Plot 0..* 0..* «datatype» + code :Identifier ph OrganicMatter ProductionType + validfrom :DateTime + validto :DateTime [0..1] + ph :Measure [1..*] + organicmatter :Percent + productiondate :Date + beginlifespanversion :DateTime + variety :CharacterString + endlifespanversion :DateTime [0..1] + productionamount :Measure + geometry :GM_Object [1..*] + productionanalysis :ProductionAnalysisType [0..*] +HoldingPlot + description :CharacterString [0..1] + origintype :OriginTypeValue ManagementZone +containszone 0..* + code :Identifier 0..* + validfrom :DateTime [0..1] «datatype» + validto :DateTime [0..1] ZonePolygon ProductionAnalysisType + beginlifespanversion :DateTime Interv ention + endlifespanversion :DateTime [0..1] + area :Measure + productionanalysisdate :Date + property :Measure + type :CharacterString + geometry :GM_Object [1..*] + description :CharacterString + notes :CharacterString + notes :CharacterString [0..1] + dateofanalysis :DateTime [0..*] + status :CharacterString + creationdatetime :DateTime «codelist» + interventionstart :DateTime FormOfTreatmentValue + interventionend :DateTime [0..1] SoilType + interventiongeometry :GM_Object [1..*] SoilNutrients + manual + soiltype :CharacterString [1..*] + supervisor :CI_ResponsibleParty [0..1] + applicationmachine + nutrientname :GenericName + operator :CI_ResponsibleParty [0..*] + aerial + nutrientamount :Measure + evidenceparty :CI_ResponsibleParty [1..*] + nutrientmeasure :CharacterString SoilTexture + soiltexture :SoilTextureType [1..*] ElectricConductiv ity Treatment + electricconductivity :Measure [1..*] + quantity :Measure [1..*] tractorid :CharacterString [0..*] + machineid :CharacterString [0..*] + motionspeed :Measure [0..1] TreatmentPlan + pressure :Measure [0..1] + flowadjustment :Measure [0..1] + treatmentplancode :CharacterString [0..*] ProductPreparation + applicationwidth :Measure [0..1] + description :CharacterString [1..*] 0..* + areadose :DoseUnit [0..1] + type :CharacterString + productquantity :Measure + formoftreatment :FormOfTreatmentValue [1..*] + campaign :TM_Period [1..*] + solventquantity :Measure [0..*] + treatmentpurpose :TreatmentPurposeValue [0..*] + treatmentplancreation :DateTime + safetyperiod :TM_Period + treatmentdescription :CharacterString [0..1] + notes :CharacterString [0..1] «datatype» Activ eingredients + code :CharacterString [0..1] + ingredientname :CharacterString «datatype» 1..* 1..* + ingredientamount :Measure CropType + name :CharacterString 0..* + scientificname :CharacterString Product «datatype» + description :CharacterString Agricultural and Aquaculture Facilities Model:: + productcode :CharacterString [0..*] + notes :CharacterString FarmAnimalSpecies + productname :CharacterString [1..*] + seedingadvice :CharacterString + producttype :CharacterString + harvestingadvice :CharacterString «voidable» + productsubtype :CharacterString [0..*] + livestock :LivestockSpeciesValue [0..*] + productkind :ProductKindValue + aquaculture :AquacultureSpeciesValue [0..*] + description :CharacterString [0..1] + manufacturer :CI_ResponsibleParty [1..*] «codelist» + nutrients :NutrientsType [0..*] «codelist» «codelist» DoseUnit ProductKindValue + safetyinstructions :CharacterString [0..1] OriginTypeValue + storagehandling :CharacterString [0..1] + minimumdose :Measure + manual + organic + registrationcode :CharacterString [0..*] + maximumdose :Measure + system + mineral + registerurl :URL [0..*] «codelist» TreatmentPurposeValue + weed + pest + disease «datatype» SoilTextureType + clay :Percent + silt :Percent + sand :Percent «datatype» NutrientsType + N :Measure [0..1] + P2O5 :Measure [0..1] + K2O :Measure [0..1] + MgO :Measure [0..1] + CaO :Measure [0..1] + S :Measure [0..1] + Zn :Measure [0..1] + Cu :Measure [0..1] + Fe :Measure [0..1] + B :Measure [0..1] + Mn :Measure [0..1] + Mo :Measure [0..1] 7

8 FarmTelemetry struktura řešení 8

9 Sledování strojů 9

10 Aplikace MapLog Agri Serverová aplikace v jazyce JAVA s REST rozhraním Role v systému FarmTelemetry: 1. Přijímá observace a pozice ze strojů a statických senzorů 2. Ukládá přijatá data do databáze 3. Poskytuje služby pro publikaci export dat 4. Spouští analýzy nad uloženými daty 10

11 MapLog Agri datový model 11

12 MapLog Agri - datový model Pracuje s velkým objemem dat Přijímá přibližně 200 MB dat za měsíc na jeden traktor a 50 MB dat pro jeden nod senzorové sítě Propojen s FOODIE a Analytickým datovým modelem 12

13 FarmTelemetry - klientská aplikace 13

14 FarmTelemetry aktivní traktory Určení aktivních traktorů ve zvolený den 14

15 FarmTelemetry trajektorie traktoru Zobrazení trajektorie vybraného traktoru ve zvolený den nebo aktuální pozice traktoru 15

16 FarmTelemetry využití traktoru Struktura využití zvoleného traktoru ve vybraný den Rozlišení práce na poli, pojíždění, stání 16

17 FarmTelemetry obdělávané bloky Výpis obdělávaných půdních bloků zvoleným traktorem ve vybraný den Obsahuje strávený čas a identifikaci bloku 17

18 FarmTelemetry pracovní deník Výpis aktivit zvoleného traktoru ve vybraný den Obsahuje čas začátku a konce aktivity, identifikátor bloku, připojeného zařízení, spotřebované palivo Detailnost deníku lze nastavit přímo uživatelem Možnost vizualizace trajektorie jednotlivé aktivity v mapě 18

19 FarmTelemetry deník bloku Výpis aktivit na zvoleném půdním bloku po měsíci Obsahuje celkový strávený čas jednotlivých traktorů a přípojných zařízení na zvoleném bloku, spolu se spotřebou paliva Klíčová analýza pro další ekonomické výpočty a analýzy 19

20 FarmTelemetry spotřeba paliva Celková spotřeba paliva na vybraném půdním bloku ve zvoleném časovém období Důležitý výstup pro ekonomické analýzy 20

21 Děkuji za pozornost. Dotazy? 21