Macchine agricole per l'agricoltura di - Digitalizzazione e connettività, la nuova sfida per la meccanica e - Eima Show
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13/14/15
LUGLIO 2018
orario 09:00/18:00 - domenica 09:00/13:00
CASALINA (PG)
Azienda Agraria
della Fondazione per
www.eimashow.it l’istruzione agraria
Digitalizzazione e connettività, la nuova sfida per la meccanica e
nizzato da
meccanizzazione agricola
Macchine agricole per l’agricoltura di
precisione
Luigi Sartori
Precisione basata su GNSS Forme e funzioni di controllo diretto delle operatrici con procedure standardizzate che non fanno uso di mappe di prescrizione, ma che si basano solamente su GNSS, sensori e Isobus Ø non occorrono competenze agronomiche esterne per la gestione della variabilità; Ø vantaggi certi e comprensibili dagli imprenditori) • Sistemi di guida semi-automatica, guida affiancata, V2V • Automazioni offerte dal protocollo CAN-ISOBUS • Controllo diretto delle operatrici basato su GNSS • Distribuzione variabile basata su sensori
GNSS (sistemi globali di navigazione tramite satellite)
RICEVITORI PIU’ AFFIDABILI, ROBUSTI E
PRECISI ANCHE NELLE ZONE DIFFICILI
• GPS con frequenze L1, L2C E L5
• GLONASS: costellazione di 3° generazione
• GALILEO (Europa) e COMPASS (Cina)
• Numero di satelliti visibili si quadruplica
TRASMISSIONE DELLE CORREZIONI PIU’
PRECISE
Le modalità di trasmissione delle correzioni tra rover
e base station sono uno dei punti cruciali. Tendenza è
verso una rete di stazioni di base (N-RTK) collegate
via radio o via telefono/web con gli utilizzatori.
Oppure senza stazione di base (PPP)
SISTEMI DI NAVIGAZIONE IN CAMPO
MONITOR GRANDI POLIFUNZIONALI (veri e
propri PC)
OPPURE PICCOLI OPEN SOURCE
SEMPRE PIU’ GUIDE ASSISTITE O SEMI-
AUTOMATICHE PRECISE (RTK)
Meccanizzazione
Automazione tramite Isobus di precisione
Sequence Controller
la tecnologia ISObus mette a disposizione protocolli per la messa in essere da parte degli
La tecnologia
utenti di funzioniISOBUS mettedei
di controllo a disposizione
trattori e delleprotocolli
operatriciper la messa in essere
personalizzate. Questeda parte degli
utenti di funzioni
funzionalità di controllo dei
sono denominate: trattoricontroller
Sequence e delle operatrici
(SC) personalizzate come il Sequence
Controller
Precisione basata su GNSS
Task Controller - Controllo automatico delle sezioni (ASC)
ASC
Nella gestisce
distribuzione in modo selettivo l’erogazione dei prodotti controllando sezioni, ugelli e file
dei concimi
minerali lungo i bordi
su seminatrici,
dell’appezzamento irroratrici
il diagramma di e spandiconcime. ASC utilizza un GNSS per localizzare la
posizione
distribuzione della della
macchina macchina
può e quindi registra le aree trattate. Se la macchina attraversa un'area
essere modificato agendo sulle
precedentemente
velocità di rotazione dei dischitrattata
o con o non trattabile, si disattiva l’erogazione, eliminando la sovra-
applicazione.
l’impiego di appositi deflettori
Larghezza di Larghezza Risparmi (%)
Inserire modulo n. ?? lavoro (m) minima
17
sezione
(m)
Seminatrice monogerme 3-9 0,45 2-13
Spandiconcime centrifugo 15-36 8 4-8
Spandiconcime pneumatico 12-18 2 5-10
Irroratrice a barra 12-36 1-4 6-20 (testate)
NIR (780nm)
CROP AND WEED REFLECTANCE SENSORS
nutrition and the vigour of the crop. TheData
mainoutput
indices used NDVI or four alternatives and nitrogen
Precisione basata su sensori
by the commercially available crop reflectance sensor recommendation Data output Vegetation index (NDRE or NDVI) and nitrogen
recommendations
systems are listed in Table 1. Yield potential and nitrogen responsiveness – winter
Calibrations wheat, spring wheat, canola, corn, sorghum, cotton Corn, wheat and user defined for other
Calibrations
agrochemicals
TABLE 1 Explanation of the calculations for the
PROXIMAL CROP AND WEED REFLECTANCE SENSORS
standard reflectance indices used by the majority of
crop reflectance sensor systems.
Index N-Sensor
Bands used
®
(ALS)
Vegetation Index (VI) or IR
Simple Ratio (SI) Red
IR
Red Edge Index (REI)
RedEdge
Normalised Difference Vegetation IR – Red
Index (NDVI) IR + Red
Normalised Difference Red Edge IR – RedEdge
(NDRE) IR + RedEdge
PHOTOS: HOLLAND SCIENTIFIC
Note: The infrared part of the electromagnetic spectrum (wavelengths of 700nm to 1mm) is notionally
divided into near-infrared (700 to 1400nm), mid infrared (3000 to 50,000nm) and far infrared (50,000nm to Company Holland Scientific
1mm). ‘Red edge’ refers to the region of rapid change in reflectance of vegetation in the near-infrared part.
Chlorophyll contained in vegetation absorbs most of the light in the visible part of the spectrum but becomes
almost transparent at wavelengths greater than 700nm. There is a very rapid change in its reflectance Height of operation 0.25m to 2.5m
between 680 and 730nm.
Field of view Height x 0.6 (up to 8 sensors on CANbus)
View angle Nadir
CropSpec TM
Active light source Model ACS430 – Red (670nm) or Red edge (730nm)
PHOTO: YARA INTERNATIONAL ASA
& NIR (780nm)
Model ACS-470 – 3 user-configurable bands
Company Yara International ASA(430–800 nm)
td Height of operation
Company Tractor cab height
Data output Model ACS-430 – band information and NDVI or
Ag Leader NDRE
Field of view 3m-wide strip on eachModel
side470
of –the tractor
band information and user-defined
or capable) Height of operation 0.25mindex
to 2.5m
View angle Oblique
Calibrations Crop biomass and nitrogen uptake
arget Fieldsource
Active light of view Red edge (730nm)
Height x 0.6
and NIR (up to
(760nm) 8 sensors on CANbus)
Data output
View angle Biomass indexNadir
and nitrogen recommendation
Company TOPCON Precision Agriculture
Calibrations Winter wheat, winter barley, spring wheat, spring
774nm)
Height of operation Tractor cab height barley, canola, Red
Active light source winter(670nm) or red oats,
rye, corn, triticale, edge (730nm) &
igation NIR
potatoes, protein (780nm)
in winter wheat
Field
ives andLtd
of view
nitrogen3m-wide strip on each side of the tractor Company Ag Leader
View angle Oblique Data output Vegetation index (NDRE or NDVI) and nitrogen
ple sensor
Active capable)
light source 730–740nm and 120 800–810nm Height of operationrecommendations
0.25m 120 to 2.5m
itrogen
Data outputresponsiveness
Biomass index and N(A)
– winter recommendation (B)
m, canola,
above target corn, sorghum, cotton FieldDose
of view
massima Corn, wheat Heightand x 0.6 (up
user
Dose to 8 sensors
defined
massima on CANbus)
for other
Winter wheat,100winter barley, springCalibrations
wheat, spring 100
Calibrations
barley, potatoes, protein in winter wheat
View angle
agrochemicals
Nadir
!$& − &("
Dose di concime (kg N -1)
Dose di concime (kg N -1)
Biomass cutoff
80 80
Red (670nm) or red edge (730nm) &
!"#$ =
m) & NIR (774nm)
Biomass cutoff
Active light source
NIR (780nm)
!$& + &("
Punto di calibrazione Punto di calibrazione
r alternatives and nitrogen 60 60
ation Data output Vegetation index (NDRE or NDVI) and nitrogen
40 recommendations
40
ial and nitrogen responsiveness – winter
!&# − #$Calibrations Corn,20wheat and user defined for other
Dose minima
ng wheat, canola, corn, sorghum,
20 cotton
agrochemicals Dose minima
!"#$ = 0 0
!&# + #$ 0 1 2 3 4 5
Valore indice di vegetazione (es. NDVI)
6 7 0 1 2 3 4 5
Valore indice di vegetazione (es. NDVI)
6 7
Precisione basata su sensori
ISOBUS CLASS III - INTELLICRUISE
Charge Control Slice Control
Controllo selettore
Spot spraying
Diserbo meccanico
Controllo densità imballatrice (ISOBUS 3)
Precisione basata su mappe
Mappa della Mappa della
coltura coltura
Mappa del suolo Mappa di produzione
RACCOLTA
DATI
Difesa Integrazione
di dati
APPLICAZION INTERPRETAZIONE
ANALISI
E VARIABILE
Concimaz.
Modelli
decisionali
Semina
Mappa di
prescrizione
Precisione basata su mappe
Regolazione elettronica della dose (DPAe)
Monitor dedicato
o VT con ISOBUS
• Flusso di prodotto
(pesa elettronica
o sensori sul
disco)
• Velocità effettiva
• Larghezza di lavoroPrecisione
DPAe + VRA basata suSECONDO!
mappe
CONTROLLO DEL FLUSSO
OGNI
PIÙ PRECISIONE SIGNIFICA
MAGGIOR REDDITIVITÀ DEGLI
INVESTIMENTIEvoluzione tecnologica delle operatrici
Evoluzione Sensori/ Tipo Tipo Dispositivo Controllo Controllo
tecnologica attuatori trasmissio attuatori visualizzaz delle della
ne moto MO ione sezioni distribuzio
alle MO ne (VRA)
Iniziale Pochi (< Meccanica Meccanici Cruscotto No No
10) –
meccanici
Basso Pochi Meccanica Meccanico Cruscotto Manuale No
(10-20) – idraulici o Pulsantiera ON-OFF
elettronici elettroidrau
lici
Medio Molti Meccanica- Elettro- Cruscotto + Manuale o Sì
(20-50) – elettrica idraulici pulsantiera Automatico
elettronici + Monitor ON-OFF
Dedicato
Alto Molti (50 – Meccanico Elettroidrau VT – Automatico Sì
100) -Elettrica lici + sequence singoli
elettronici elettrici controller distributori
Molto Alto Moltissimi Elettrica Elettrici VT – task Automatico Sì
(>100) controller singoli Prescrittivo
distributoriSeminatrice Seminatrice a SEMINATRICI monogerme righe Larghezza di lavoro (m) 3-9 3-6 Risoluzione trasversale (m) 0,4 3-6 Risoluzione longitudinale (m) 6 6 Area minima per VRT (m2) 3 18-36 Aumento di prezzo (%) 50-70 20-30 Benefici economici +/- +/- motore idraulico o elettrico agisce sul distributore. A seconda della larghezza di lavoro, possono essere centralizzati (seminatrici a righe) o presenti in un numero pari alle file seminate. Oltre il 80% delle seminatrici monogerme hanno come optional il dispositivo di esclusione delle file
Spandiconcime Spandiconcime
SPANDICONCIME
centrifugo pneumatico
Larghezza di lavoro (m) 15-36 12-18
Risoluzione trasversale (m) 8-18 2-9
Risoluzione longitudinale (m) 15 15
Area minima per VRT (m2) 120-270 30-135
Aumento di prezzo (%) 60-80 15-30
Vantaggi + ++
Controllo automatico delle sezioni: possibile, ma costoso
nei modelli centrifughi (4 m); presente in alcuni modelli
ZA-TS e ZG-TS 24
pneumatici in cui si possono comandare 6 sezioni (2-3 m)
AGT 6036
Vendite
ivazione inlarghezze
di 8 o 16 aumento; 50%
parziali per C´EST LA PRÉCISION QUI PRIME
dei modelli venduti hanno DPAE con possibilità di
andiconcime ISOBUS ZA-TS
variazione della dose
SECTION 1 SECTION 2 SECTION 3Irroratrici a barra
IRRORATRICI
VRA Spot spraying
Larghezza di lavoro (m) 12-36 12-24
Risoluzione trasversale (m) 12-24 4-6
Risoluzione longitudinale (m) 15 4
Area minima per VRT (m2) 120-270 16-24
Aumento di prezzo (%) 30-40 50-80
Vantaggi + +++
Spot sprying importanza
Controllo delle sezioni
Monitor di guida e controllo delle sezioni venduti after market sono circa 200 (6%)
Irroratrici a barra di alta gamma portate (40%) e trainate (50%) prevedono il
controllo delle sezioni (4-5% sul totale)Irrigatore a Irrigatore ala
IRRIGATORI recupero articolata
Larghezza di lavoro 30-40 200-400
Risoluzione trasversale 30-40 20-40
Risoluzione longitudinale 20 25
Area minima per VRT 600-800 400-800
15 (settori)
Aumento di prezzo (%) 30 100 (con
sensori)
Vantaggi +/- ++
Irrigatori a recupero: 40% con controllo remoto; 15
unità con rientro variabile
Irrigatori ad ala articolata (a spicchi e settori): 80% con
controllo remoto; circa circa 100 macchine negli ultimi
3 anni con variazione della velocità di avanzamento
(VRI a spicchi); poche unità con il controllo delle
sezioniDalla precisione alla certificazione
I dati raccolti con la precisione facilitano la gestione di una totale
tracciabilità dal campo alla forchetta. Questo processo si attua in 4 fasi
Prima fase: identificazione
è necessario dotare di un elemento
identificativo univoco gli oggetti
(macchine, prodotti, mezzi
produttivi,… ) che da questo
momento entrano a far parte della
rete digitale
L’identificazione consente la
visualizzazione di semplici
informazioni d’archivio ed è
condizione base per la tracciabilitàSeconda fase: condivisione
condivisione dei dati avviene
attraverso diversi sistemi di
trasmissione (GPRS, 3G, 4G, 5G,
Bluetooth, WiFi,… ) su basi comuni
(reti private o cloud pubblico)
La comunicazione consente la DOC
DOCG
raccolta automatica di informazioni: IGT
dati inviati in cloud dalla macchina,
conservati e resi accessibili
dall’azienda per vari scopiTerza fase: elaborazione
L’elaborazione dei dati consente di alimentare sistemi di supporto alle decisioni e di
machine learning con la sintesi di modelli previsionali, elaborazione di dati storici e
aggiornati per la definizione automatica di operazioni e modalità operative
Borse e Mercati
Dati meteo satelliti
Dati terreno
droni
Mappe di
vegetazioneQuarta fase: certificazione Includendo anche l’autenticazione e la criptazione. I diversi flussi di dati possono essere validati in tempo reale sfruttando: - Identificativi univoci collegati a macchine, prodotti e mezzi produttivi e protetti da password e firme digitali nel momento stesso in cui vengono generati e consente di instaurare una comunicazione sicura e cifrata tra i vari cloud. - Registri pubblici in cui avvengono i trasferimenti di dati (blockchain che assicura le transazioni del prodotto)
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