Intelligent crop-based environmental monitoring and control of sustainable greenhouse eco-systems

Ενότητες εργασίας

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ (Ε.Ε.) 1     [1-18]

Τίτλος Ε.Ε.1

Ποιοτική αξιολόγηση αισθητήρων ελέγχου της κατάστασης των φυτών

Στόχος, μεθοδολογία – αναμενόμενα αποτελέσματα - περιορισμοί και προϋποθέσεις

Σε αυτή την ενότητα εργασίας θα γίνει συγκριτική αξιολόγηση της ποιότητας, λειτουργικότητας και χρησιμότητας για τον έλεγχο και τη διαχείριση του θερμοκηπίου, δύο τύπων αισθητήρων μέτρησης παραμέτρων από απόσταση: (α) αισθητήρων μέτρησης της θερμοκρασίας (φύλλων, καρπών, υποστρώματος, ολόκληρου του φυτού κλπ) και (β) αισθητήρων μέτρησης της ποιότητας και έντασης της ανακλώμενης ακτινοβολίας. Για τις παραπάνω παραμέτρους θα γίνει προσπάθεια χαρακτηρισμού της χωρικής κατανομής τους και για το λόγο αυτό θα απαιτηθεί η χρήση ενός ασύρματου δικτύου αισθητήρων. Οι πειραματικές δοκιμές θα γίνουν σε ένα θερμοκήπιο έκτασης 160 m2 με υδροπονική καλλιέργεια αγγουριού. Οι μετρήσεις αρχικά θα γίνονται σε πολλά σημεία στο χώρο του θερμοκηπίου προκειμένου να βρεθεί ο ελάχιστος αριθμός αισθητήρων που απαιτείται για τον βέλτιστο χωρικό χαρακτηρισμό των παραμέτρων. Η καλλιέργεια αγγουριού επιλέχθηκε κυρίως λόγω του μικρού καλλιεργητικού της κύκλου και της μεγάλης της φυλλικής επιφάνειας.
Εργασία 1.1. Αισθητήρες μέτρησης θερμοκρασίας από απόσταση (μήνες 1 – 12)
- Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τους αισθητήρες μέτρησης θερμοκρασίας με βάση την θερμική εκπομπή στην κοντινή υπέρυθρη ακτινοβολία (IR-thermometers) και τις εφαρμογές τους στο θερμοκήπιο.
- Καθορισμός των απαιτήσεων για χαμηλού κόστους IR-thermometers προσαρμοσμένων στις ανάγκες του θερμοκηπιακού περιβάλλοντος.
- Αρκετοί τύποι χαμηλού κόστους εμπορικά διαθέσιμων αισθητήρων (IR-cameras) από διαφορετικούς κατασκευαστές θα δοκιμαστούν και οι μετρήσεις θα συγκριθούν με αυτές που θα λαμβάνονται από μετρήσεις με θερμοζεύγη. Οι μετρήσεις με θερμοζεύγη θα θεωρηθούν ως πρότυπη μέθοδος μέτρησης αναφοράς και με βάση αυτές θα γίνει αξιολόγηση και προτυποποίηση των αισθητήρων υπό δοκιμή προκειμένου να προταθεί η καλύτερη συσκευή για μέτρηση της θερμοκρασίας επιφανειών στο θερμοκήπιο.
- Καθορισμός μεθοδολογίας βαθμονόμησης των αισθητήρων και προτάσεις-συμβουλές για την χρήση των αισθητήρων που θα προταθούν για χρήση στο θερμοκήπιο.
Εργασία 1.2. Συσκευές μέτρησης της φασματικής ανάκλασης των φυτών από απόσταση (μήνες 1 – 12)
- Ανασκόπηση μεθόδων και συσκευών μέτρησης της φασματικής ανάκλασης και εκπομπής των φυτών στο θερμοκήπιο και εφαρμογές τους στη γεωργία ακριβείας.
- Δοκιμές στο θερμοκήπιο σε σύγκριση με άλλους τύπους αισθητήρων που παρέχουν παρόμοια η συμπληρωματικά δεδομένα-πληροφορίες. Στο στάδιο αυτό θα μελετηθεί η σχέση μεταξύ της ανακλώμενης – εκπεμπόμενης ακτινοβολίας με την υδατική κατάσταση των φυτών.
-Καθορισμός των διαδικασιών βαθμονόμησης και συμβουλές για την ορθή χρήση των αισθητήρων αυτών σε περιβάλλον θερμοκηπίου.
Εργασία 1.3. Ανάπτυξη ασύρματου δικτύου αισθητήρων (μήνες 4 – 18)
- Σχεδιασμός του ασύρματου δικτύου. (α) σχεδιασμός της βάσης και των σημείων συλλογής των δεδομένων των ασύρματων αισθητήρων. (β) υπολογισμός των απαραίτητων κόμβων συλλογής των δεδομένων και σχεδιασμός τους. (γ) τεχνολογίες αποστολής και επικοινωνίας των δεδομένων των ασύρματων αισθητήρων. (δ) έλεγχος δυνατοτήτων σύνδεσης των σταθμών βάσης στο web και απεικόνισης δεδομένων με τη βοήθεια GIS.
- Ενσωμάτωση των δεδομένων των αισθητήρων μέτρησης παραμέτρων από απόσταση στον σταθμό βάσης.
Το ασύρματο δίκτυο θα δοκιμασθεί για την αποτελεσματικότητα λειτουργίας του σε περιβάλλον θερμοκηπίου σε ότι αφορά την συνδεσιμότητα και αξιοπιστία στην μεταφορά δεδομένων από τους αισθητήρες στο σταθμό βάσης.

 

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ (Ε.Ε.) 2     [9-18]

Τίτλος Ε.Ε.2

Ανάπτυξη δεικτών καταπόνησης των φυτών

Στόχος, μεθοδολογία – αναμενόμενα αποτελέσματα - περιορισμοί και προϋποθέσεις

Οι δράσεις αυτής της ενότητας εργασίας έχουν ως στόχο:
- την ανάπτυξη δεικτών καταπόνησης της καλλιέργειας οι οποίοι θα υπολογίζονται με τη βοήθεια των μετρήσεων των αισθητήρων που θα είναι συνδεδεμένοι στο ασύρματο δίκτυο του θερμοκηπίου.
- την βέλτιστη κατανομή και συνδυασμό αισθητήρων και του καταλληλότερου λογισμικού επεξεργασίας των δεδομένων για την απεικόνιση της κατάστασης καταπόνησης των φυτών προκειμένου να γίνει χρήση των παραπάνω πληροφοριών για τον έλεγχο και τη διαχείριση του θερμοκηπίου (ΕΕ3 και ΕΕ4).
Στην ΕΕ2 θα γίνει ανάπτυξη δεικτών καταπόνησης των φυτών οι οποίοι θα αξιολογηθούν ταυτόχρονα και με δείκτες απεικόνισης της αποτελεσματικότητας λειτουργίας των φυτών για την δυνατότητα χρήσης τους στον έλεγχο του κλίματος και της άρδευσης στο θερμοκήπιο. Δεδομένα τα οποία θα συλλέγονται από απόσταση θα συνδυάζονται με αυτά από συμβατικούς αισθητήρες προκειμένου να παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση  καταπόνησης των φυτών.

Εργασία 2.1. Επεξεργασία δεδομένων αισθητήρων μέτρησης θερμοκρασίας από απόσταση (μήνες 9–18)
- Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας. Επιλογή κατάλληλων δεικτών καταπόνησης και αποτελεσματικής λειτουργίας των φυτών.
- Προκαταρκτική αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των δεικτών στον εντοπισμό αβιοτικής καταπόνησης με στόχο τον έλεγχο του κλίματος, της άρδευσης και της λίπανσης στο θερμοκήπιο.

Εργασία 2.2. Ανάλυση δεδομένων πολυφασματικών αισθητήρων (μήνες 9 – 18)
- Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας. Επιλογή κατάλληλων δεικτών υδατικής καταπόνησης και έλλειψης θρεπτικών στοιχείων των φυτών με βάση δεδομένα ανάκλασης και εκπομπής ακτινοβολίας των φυτών.
- Ανάπτυξη αλγορίθμων ανάλυσης εικόνων-φασμάτων για τον εντοπισμό καταπόνησης των φυτών
- Προκαταρκτική αξιολόγηση των δεδομένων των πολυφασματικών αισθητήρων για εντοπισμό αβιοτικής καταπόνησης των φυτών στο θερμοκήπιο και έλεγχο του κλίματος στο θερμοκήπιο.
- Οδηγίες αξιολόγησης δεικτών απεικόνισης της καταπόνησης των φυτών.

 

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ (Ε.Ε.) 3     [18-30]

Τίτλος Ε.Ε.3

Πειραματικές δοκιμές – Αξιολόγηση αποτελεσματικότητας ελέγχου εισροών ενέργειας

Στόχος, μεθοδολογία – αναμενόμενα αποτελέσματα - περιορισμοί και προϋποθέσεις

Αξιολόγηση του συστήματος παρακολούθησης των παραμέτρων-χαρακτηριστικών αποτύπωσης της κατάστασης της καλλιέργειας.

Εργασία 3.1. Αξιολόγηση του συστήματος στην αποτελεσματικότητα υποβοήθησης λήψης αποφάσεων για τον έλεγχο του κλίματος στο θερμοκήπιο (μήνες 18 – 30)
Ο στόχος της εργασίας αυτής είναι η βελτιστοποίηση της χρήσης των εισροών στο θερμοκήπιο με στόχο την μεγιστοποίηση ενός δείκτη αποτελεσματικότητας λειτουργίας της καλλιέργειας (π.χ. αποτελεσματικότητα χρήσης ακτινοβολίας) και ελάχιστη χρήση εισροών. Το σύστημα θα αξιολογηθεί σε ένα θερμοκήπιο έκτασης 160 m2 με στόχο την χρήση του για βέλτιστο έλεγχο των συστημάτων ελέγχου του κλίματος του θερμοκηπίου.

 

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ (Ε.Ε.) 4     [18-33]

Τίτλος Ε.Ε.4

Πειραματικές δοκιμές – Αξιολόγηση αποτελεσματικότητας ελέγχου άρδευσης και λίπανσης

Στόχος, μεθοδολογία – αναμενόμενα αποτελέσματα - περιορισμοί και προϋποθέσεις

Στόχος της ενότητας αυτής εργασίας είναι η αξιολόγηση του συστήματος παρακολούθησης των παραμέτρων-χαρακτηριστικών αποτύπωσης της κατάστασης της καλλιέργειας με στόχο τον έλεγχο της άρδευσης και της λίπανσης.
Εργασία 4.1. Αξιολόγηση του συστήματος στην αποτελεσματικότητα υποβοήθησης λήψης αποφάσεων για τον έλεγχο της άρδευσης στο θερμοκήπιο (μήνες 18 – 33)
Ο στόχος της εργασίας αυτής είναι η βελτιστοποίηση της άρδευσης στο θερμοκήπιο με ελαχιστοποίηση ενός δείκτη υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας (π.χ. δείκτης υδατικής καταπόνησης (Water Use Efficiency) της καλλιέργειας) και μεγιστοποίηση ενός δείκτη απεικόνισης της λειτουργίας των φυτών (π.χ. αποτελεσματικότητα χρήσης νερού). Συνδυασμός των παραπάνω δεικτών με ευρέως χρησιμοποιούμενες μετρήσεις του μικροκλίματος του θερμοκηπίου και της ανάπτυξης της καλλ. θα βοηθήσει στην αποτελεσματική διαχείριση και έλεγχο της λειτουργίας της καλλιέργειας.
Έμφαση θα δοθεί στην εξεύρεση του ελάχιστου αριθμού αισθητήρων-σημείων μέτρησης για τον βέλτιστο χωρικό χαρακτηρισμό της υδατικής κατάστασης των φυτών. Τα δεδομένα που θα συλλεχθούν θα χρησιμοποιηθούν για την περαιτέρω ανάπτυξη προσομοιωμάτων κατανάλωσης νερού της υπό μελέτη καλλιέργειας.
Εργασία 4.2. Εντοπισμός και αναγνώριση ελλείψεων θρεπτικών στοιχείων των φυτών (μήνες 21 – 33)
Στόχος της εργασίας αυτής είναι ο εντοπισμός σε πρώιμο στάδιο ελλείψεων θρεπτικών στοιχείων στα φυτά με τη βοήθεια των αποτελεσμάτων της ανάλυσης των μετρήσεων των πολυφασματικών αισθητήρων. Για το σκοπό αυτό θα γίνει σειρά μετρήσεων σε φυτά στα οποία δεν θα υπάρχει έλλειψη θρεπτικών στοιχείων και σε φυτά στα οποία θα γίνεται τεχνητή έλλειψη σε ένα θρεπτικό στοιχείο. Στόχος είναι η έλλειψη να εντοπίζεται από το σύστημα πριν γίνει αντιληπτή από έμπειρο γυμνό μάτι.

 

ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ (Ε.Ε.) 5     [1-36]

Τίτλος Ε.Ε.5

Διάχυση αποτελεσμάτων, μεταφορά τεχνογνωσίας και εκπαίδευση

Στόχος, μεθοδολογία – αναμενόμενα αποτελέσματα - περιορισμοί και προϋποθέσεις

Στόχος αυτής της ΕΕ είναι η διάχυση των αποτελεσμάτων του έργου, η ανταλλαγή πληροφοριών και η προβολή της χρήσης των εργαλείων που θα προκύψουν από τα παραδοτέα του έργου με σκοπό την πρακτική εφαρμογή τους προς όφελος των παραγωγών θερμοκηπιακών προϊόντων.
Τα αποτελέσματα θα διαχυθούν με ένα εύρος δραστηριοτήτων. Ιδιαίτερη προσοχή θα δοθεί στην πληροφόρηση των παραγωγών σχετικά με τα αποτελέσματα του έργου.
Εργασία 5.1. Κατασκευή ιστοσελίδας πληροφόρησης-επικοινωνίας του έργου (μήνες 1 – 5)
Η ιστοσελίδα θα δίνει την δυνατότητα τόσο διάχυσης των αποτελεσμάτων και των παραδοτέων του έργου όσο και επικοινωνίας με τους ενδιαφερομένους που ασχολούνται με το αντικείμενο του έργου.
Εργ. 5.2. Παραγωγή υλικού προβολής των αποτελεσμάτων του έργου και συγγραφή δημοσιεύσεων (μ. 9-36)
Θα γίνει προσπάθεια παρουσίασης των αποτελεσμάτων του έργου μέσα από δημοσιεύσεις σε εθνικά και διεθνή συνέδρια και διεθνή περιοδικά με κριτές.
Εργασία 5.3. Δράσεις πληροφόρησης (μήνες 6 – 36)
- Παραγωγή δελτίου πληροφόρησης σε τακτά χρονικά διαστήματα για την εκλαϊκευμένη διάχυση των επιστημονικών αποτελεσμάτων του έργου
- Δελτία τύπου σε μέσα ενημέρωσης
Εργασία 5.4. Διοργάνωση ημερίδας (μήνες 18 – 36)
Στόχος της ημερίδας θα είναι η διάχυση των αποτελεσμάτων του έργου και η ενημέρωση των ενδιαφερομένων σχετικά με τις νέες τεχνολογίες στον τομέα των θερμοκηπιακών κατασκευών.

 

 

 

Copyright © 2017 GreenSense - Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος.
Το Joomla! είναι Ελεύθερο Λογισμικό που διατίθεται σύμφωνα με τη Γενική Δημόσια Άδεια Χρήσης GNU.