17/01/2013 - Sie entwerfen virtuelle Sensoren, um die Bewässerung von Gewächshäusern zu kontrollieren und Wasser zu sparen

Menéame

Forscher der Automatik-, Elektronik- und RobotikgruppeUniversität Almeria, Mitglieder des Campus de Excellence International Agrofood (ceiA3), haben sie ein System entwickelt, um den Schwitzen in Gewächshäusern zu schätzen und so die Bewässerungsdosis in hydroponischen Kulturen zu kontrollieren (Pflanzenkulturen, die keinen Boden benötigen).

Das neue Werkzeug, dessen Beschreibung in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Sensore, die Ergebnisse von fünf Jahren Arbeit, in denen ein virtueller Sensor aus typischen Sensoren, die in einem Gewächshaus gefunden werden können und die Temperatur und Feuchtigkeit und Strahlung messen. Sobald diese Parameter miteinander verknüpft sind, erhalten die Forscher die beste Kombination, die sie dem Landwirt in Form einer EDV-Anwendung übertragen, die in die Bewässerungsregler integriert ist, die bereits in den Treibhäusern in den USA eingesetzt werden.

Die Überwachung von Wasserverlusten in einem Gewächshaus ist für die Landwirte eine schwierige Aufgabe, die das Wasser, das bei jeder Bewässerung benötigt wird, durch Schätzungen kontrollieren. Daher wollen Forscher an der Universität Almería ein wissenschaftliches Instrument zur Optimierung des Wassers, das die Kulturen benötigen, bereitstellen, um den Verbrauch zu minimieren.

Zu diesem Zweck haben Experten virtuelle Sensoren entwickelt, die auf Systemidentifikationstechniken basieren, die in der Industrie häufig eingesetzt werden, aber auf die Landwirtschaft Anwendung finden. "Sensoren werden im Gewächshaus installiert, die Daten sammeln, aus denen wir die Dynamik der Variablen erhalten, die wir messen wollen. Diese Variablen sind miteinander verknüpft, was die Studie erschwert. Wenn man beispielsweise die Lufttemperatur misst, analysiert man sie anhand von Feuchtigkeit, Bodentemperatur, Belüftung, Windgeschwindigkeit..." erklärt die Stiftung Erfahren Sie mehr über den Ingenieur Agrónomo, Jorge Antonio Sanchez, Forscher der Gruppe für Automatik, Elektronik und Robotik an der Universität Almería.

Mit Hilfe einer Software, die für diese Art von Aufgaben spezifisch ist, wird die Analyse dieser Beziehung zwischen den 40 Variablen aus den im Gewächshaus vorhandenen Sensoren gewonnen werden: Innen- und Außentemperatur, Blätter, Boden, Deck und Untergrund, globale Strahlung und PAR, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit oder CO2-Konzentration. Um die Anzahl der zu installierenden Sensoren so gering wie möglich zu halten, analysierten sie, welche dieser Variablen einen größeren Einfluss auf die Atmung der Kulturen hatten.

Gleichzeitig messen Forscher die Atmung durch zwei Industriewaagen. Die erste wird verwendet, um den Wasserverlust in der Pflanze durch Schwitzen zu messen und wiegt in Abständen von einer Minute Säcke mit sechs Pflanzen. Die zweite Waage misst das Wasser, das durch den Kultursack entwässert wird. "Von der Menge des Wassers, das in die Bewässerung gegeben wird, bleibt ein Teil der Pflanze übrig, ein anderer wird durch Schwitzen, ein anderer durch Verdunstung und ein anderer durch Drainage verloren. Aber es ist ein sehr teures System, das durch virtuelle Sensoren ersetzt werden kann, die viel billiger sind."

Dieses Messsystem mit Waagen, das als Mikrolisimeter bezeichnet wird und der Forschung entspricht, ist für den Landwirt, der auch nicht über die Sensoren verfügt, um die Bewässerung zu berechnen, teuer. Die Forscher haben deshalb ein System entwickelt, das die Daten, die sie fünf Jahre lang gesammelt haben, genauer ausarbeitet. "Wir erhalten jede Minute Informationen, was bedeutet, dass wir für jede der 39 Variablen etwa zwei Millionen Daten verarbeiten," betont er.

Von der Forschung ins Feld

Von der Verarbeitung von Daten aus den Sensoren bis zur Verwendung des Modells durch die Landwirte wird das System mehrere Phasen durchlaufen. Bislang haben Wissenschaftler das Bewässerungssystem im Versuchshaus an der Versuchsstation Las Palmerillas installiert. Der nächste Schritt wird darin bestehen, ihn in den Bewässerungsprogrammierer zu integrieren, den jeder Landwirt verwendet. Dazu sollen die Modelle so weit wie möglich vereinfacht werden, so dass nur drei Sensoren im Gewächshaus benötigt werden. "Nach dem Platzieren wären nur wenige Tests für die Kalibrierung erforderlich, und nur wenige Ratschläge für die Programmierung der Anwendung auf den Bewässerungsregler, die alle almerischen Gewächshäuser haben," räumte er ein.

Die Ergebnisse dieser Forschung sind das Ergebnis des Exzellenzprojekts. Controlcrop  der Rat für Wirtschaft, Innovation, Wissenschaft und Beschäftigung der Andalusiens Gemeinde und Projekt Power, das dem Nationalen Plan für Ministerium für Wissenschaft und Innovation und aus EFRE-Mitteln finanziert werden.

Weitere Informationen:

STIFTUNG ENTDECKEN

Abteilung Kommunikation

Tel.: 954 23 23 49. Erweiterung 140

E-Mail: comunicacion@fundaciondescubre.es

Website: www.fundaciondescubre.es

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