Internet of Things a supporto dell’agricoltura
L’agricoltura è profondamente cambiata negli anni, ottimizzando spazi e risorse per una migliore produttività. Questo bisogno è dettato dalla sempre maggiore richiesta di risorse. Basti pensare che si stima che nei prossimi 30 anni il pianeta dovrà aumentare la propria produzione del 70%.
L’AdP (anche chiamata smart farming) nasce negli anni ‘70 negli USA e viene perfezionata negli anni grazie agli sviluppi della tecnologia (negli anni 80’ si introducono i microprocessori, negli anni ‘90 il GPS). Ad oggi solo il 2.5% dei campi agricoli italiani viene coltivato con tecniche di A.d.P ed entro il 2021 il Ministro delle Politiche Agricole vorrebbe portare questa percentuale al 10%.
Ma realmente cosa s’intende per A.d.P?
Nel 1999 veniva definita da Pierce e Novak come “un sistema che fornisce gli strumenti per fare la cosa giusta, nel posto giusto, al momento giusto, dove per “cosa giusta” si intende un intervento agronomico. Tuttavia secondo una definizione più estensiva di AdP, questa può essere descritta come “una gestione aziendale (agricola, forestale e zootecnica) basata sull’osservazione, la misura e la risposta dell’insieme di variabili quanti-qualitative inter ed intra-campo che intervengono nell’ordinamento produttivo“.
Come funziona la A.d.P?
Innanzitutto tramite diversi tipi di sensori e mappe vengono acquisiti i dati sulla piantagione. Questi dati vengono collezionati a lungo termine dentro un Database appositamente sviluppato per immagazzinare i cosiddetti Big Data. I dati vengono successivamente elaborati da algoritmi di previsione basati sul Machine Learning. I risultati della previsione sono delle azioni da eseguire in campo: quest’ultime possono essere eseguite automaticamente dalla strumentazione presente in campo oppure possono essere raccolte tramite un Sistema di Supporto alle Decisioni (DSS). Il DSS è un piattaforma che raccoglie, in tempo reale, dati colturali attraverso sensori e formula consigli agronomici, allerte, opzioni o scenari. Tali informazioni permettono all’agricoltore di intraprendere decisioni in maniera più consapevole e fare la cosa giusta al momento giusto, per ottenere produzioni sostenibili e di qualità.
Percorsi di studio che si integrano nel nostro Istituto
Progetto GSA
Nell’istituto IIS Mattei-Fortunato sono presenti diverse articolazioni: elettronica, informatica, aeronautica, gestione ambiente e territorio, produzione e trasformazione, viticoltura ed enologia.
Alcuni studenti dell’indirizzo Elettronica nello scorso anno in collaborazione con le articolazioni agrarie hanno realizzato un piccolo progetto IoT chiamato GSA (Gestione Serbatoio Automatizzata)
Il progetto GSA si propone di gestire un serbatoio in modo da poterlo riempire, tramite una pompa idraulica, quando il livello viene rilevato basso utilizzando un sensore ultrasuoni e la scheda Arduino. La scheda è programmata per attivare la pompa quando il livello scende al di sotto di un livello minimo programmato e di spegnerla quando il serbatoio avrà raggiunto il suo livello massimo (anch’esso programmato). Il progetto integra un display LCD che mostra il livello in cm, il volume dell’acqua e la percentuale di riempimento.
Il progetto può essere suddiviso in due grandi sezioni: sezione circuitale e sezione idraulica.
Sezione circuitale:
La parte circuitale è suddivisa a sua volta in tre parti:
- circuito di rilevamento/output via display,
- circuito di alimentazione
- circuito di pilotaggio della pompa.
Parte idraulica:
La parte idraulica è composta principalmente da due serbatoi, uno di misurazione e uno di deposito, una pompa, due raccordi. L’idraulica è stata collegata in modo da centralizzare sia lo scarico sia il caricamento del serbatoio. Per effettuare correttamente lo scarico il serbatoio di misura è stato posizionato più in alto rispetto al secondo per sfruttare i vasi comunicanti.
Versatilità del progetto:
Sebbene il progetto possa risultare semplice e poco articolato, può avere molte applicazioni nel campo introducendo degli adattamenti al software (il codice) e all’hardware (i sensori). Uno dei tanti esempi potrebbe essere la sostituzione del sensore ultrasuoni con uno di umidità e tramite quest’ultimo rilevare la necessità o meno di irrigare il campo.
Lavoro ealizzato dagli alunni Antonio Ruggiero e Simone Scaglione, classe 4C sede Mattei Eboli – A.S. 2019/2020