Digitalisierung

iotAgrar: Projekt zur Digitalisierung

Das Kooperationsprojekt „iotAgrar“ zwischen dem Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH), der IOTA-Stiftung und peerOS startete zum 01. Mai 2020. Es beschäftigt sich mit neuen Wegen der Übertragung und Verarbeitung von Sensordaten im Gartenbau und der Landwirtschaft.

Im Blickpunkt steht die dezentrale Datenspeicherung (Distributed Ledger Technologie, DLT) über das Internet der Dinge (Internet of Things, IOT). Um mögliche Anwendungsmöglichkeiten auszuloten, wird auf dem Campus der Hochschule Geisenheim im Versuchsgewächshaus des LLH eine Testinstallation auf Basis einer Wasseruhr eingerichtet. Es soll untersucht werden, ob ein lückenlos manipulationssicherer Übertragungsweg über die eingesetzte Technik umzusetzen ist. Als erste Anwendung soll die mögliche Echtzeit-Visualisierung der Daten über den GeoBox-Viewer getestet werden.

Die Testinstallation

Die Testinstallation besteht aus einer Wasseruhr mit GPS-Modul und Drucksensor. Auf einem von peerOs entwickelten Modul werden die ermittelten Sensordaten in das IOTA-Protokoll verschlüsselt und in die notwendige Datengröße portioniert. Diese Datenpakete werden anschließend über LoRa-Funk an ein LTE-Gateway gesendet und von dort auf die DLT-Plattform (Tangle) geschrieben. Aus dieser Tangle, die als standardisierte Datenschnittstelle zu verstehen ist, wird dann die Echtzeit-Visualisierung der Daten über den GeoBox-Viewer realisiert.

Die digitale Wasseruhr – Basis einer effizienten Bewässerung

Mit der Installation der erwähnten Technik soll der Nutzen von digitalen Wasseruhren für eine effiziente Bewässerung demonstriert werden.

In den letzten, von Trockenheit geprägten Jahren, hat es sich gezeigt, dass es von Vorteil wäre, den momentanen und stattgefundenen Wasserverbrauch in Bewässerungssystemen online in Echtzeit abrufen zu können. Bei den meisten bestehenden Systemen kann man erst Rückschlüsse über die verbrauchte Wassermenge ziehen, wenn die Zählerstände der analogen Wasseruhren am Ende der Saison ausgewertet wurden. Durch das digitale Dokumentieren der Zählerstände, könnte auf ein Überschreiten von etwaig zugeteilten Wasserrechten frühzeitig reagiert werden. Zudem ist die Erhebung des Echtzeitwasserverbrauchs die Grundvoraussetzung für die Berechnung und Umsetzung von Bewässerungsempfehlungen auf Basis einer klimatischen Wasserbilanz. Bei Bewässerungssystemen ändert sich je nach Anzahl der parallel laufenden Bewässerungen der Druck im System und somit auch die Wassermenge, die an einer Abnahmestelle zur Verfügung steht. Die Zielgröße einer Bewässerung ist somit nicht über die reine Laufzeit der Bewässerung zu definieren, sondern muss über Bewässerungsmenge gesteuert werden. Erst durch die exakte Erhebung der gegebenen Wassermenge wird die Berechnung der klimatischen Wasserbilanz und somit der effiziente Einsatz der Ressource Wasser möglich.

Mit dem Einbau eines Drucksensors wäre man zusätzlich in der Lage, Echtzeitinformationen über Druckverhältnisse in dem Leitungssystem zu erheben. Diese Information könnte genutzt werden, um abzuwägen, ob das Anstellen einer weiteren Beregnung leistungstechnisch sinnvoll ist. Es könnte somit verhindert werden, dass die in dem Leitungssystem integrierten Pumpen außerhalb ihres optimalen Wirkungsbereichs laufen und somit die Bewässerung energetisch ineffizient machen. Durch die Kombination der Wasseruhr mit einem GPS-Modul besteht die Möglichkeit den gemessenen Wasserverbrauch gezielt den jeweiligen Kulturen zuzuordnen und so einen produktbezogenen Wasserfußabdruck zu erstellen.

Neben dem direkten Nutzen der Testinstallation als Demonstrationsobjekt für Beratung, Bildung und Forschung steht bei dem Unterfangen die Netzwerkbildung im Blickpunkt. Die gewonnenen Erkenntnisse und Netzwerke sollen als Grundlage für weitere Entwicklungen auf diesem Gebiet dienen.

Titel

iotΛgrar „Neue Wege der Übertragung und Verarbeitung von Sensordaten im Gartenbau und der Landwirtschaft“

Laufzeit

01.05.2020 bis 31.01.2021

Projektleiter

Ralph Scheyer

Kooperationspartner

IOTA-Stiftung (Berlin), peerOS (Osnabrück)