La presentazione di Massimo Barbaro e Silvia Loddo (Università di Cagliari) in occasione dell'evento finale del progetto GA_VINO che si è tenuto online il 17 marzo 2021.

1. POR Sardegna FESR 2014/2020 – Asse Prioritario I
Progetto Cluster Top
GA-VINO: Tecnologie per il monitoraggio remoto dello stato idrico del
vigneto
Massimo Barbaro, Silvia Loddo Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università degli Studi di Cagliari

2. Sommario
Piattaforma con sensore
AgriHouse e upgrade del sistema
Sperimentazione in campo:
risultati e criticità emerse
Piattaforma: esempio di costo
2

3. (alcuni) Sensori per la misura dello stato idrico della pianta
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Misura del flusso linfatico
TreeWatch, TreeTalker e altri
Misura diretta del potenziale idrico
tramite termocoppie
ICT International, PSY1

4. Sensore scelto per la misura dello stato idrico della pianta:
Agrihouse, Sensor Leaf REV 3
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• Misura (inversa) del turgore
della foglia (in volt): la misura
della tensione in uscita aumenta
al diminuire dello spessore della
foglia e quindi all’aumentare del
fabbisogno idrico della pianta.
• Target indicato: colture in
serra

5. Piattaforma commerciale Agrihouse per il monitoraggio remoto
GA-VINO: Tecnologie per il monitoraggio remoto dello stato idrico del vigneto Massimo Barbaro, Silvia Loddo 5
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SENSORE

6. Piattaforma Agrihouse «originale»
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• Piattaforma «plug and
play»:
• sensore foglia,
• Nodo sensore
autoalimentato,
• sistema trasmissione
Zigbee
• Software di gestione
• Alimentazione
autonoma

7. Sperimentazione sul campo: copertura sensori Agrihouse
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8. … sulla copertura limitata: reti wireless per il campo disponibili
Zigbee: distanza massima 200m, consumo di
potenza molto basso (AgriHouse)
LoRaWAN: fino a 15 km in campo aperto,
consumo di potenza basso (upgrade del
sistema)
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9. Upgrade piattaforma GA-VINO con LoRa: nodo alimentato a batteria
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Sperimentazione estate 2019 Consumo medio del nodo Durata effettiva di una carica di
batterie
Batterie AAA
2x1200mAh
30mA 3,3 giorni
Sperimentazione estate 2020 Consumo medio del nodo (con
aggiornamento software)
Durata stimata di una carica di batterie
Batterie AA
2x2700mAh
8mA 28,1 giorni
Batterie tipo C
2x8000mAh
8mA 83,3 giorni
Batterie tipo D
2x12000mAh
8mA 125 giorni (4 mesi)

10. GA-VINO: Sperimentazione sul campo
Azienda F.lli Cuccaru, Cooperativa della Romangia,
Sorso (SS)
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Cantine Su Entu, Sanluri (SU)
Cantina Ferruccio Deiana, Serdiana (CA) Vigne Surrau, Arzachena (SS)

11. Stagione
Azienda
Località
Ubicazione Gateway e Nodo Master
Nodo Master e Gateway alimentati autonomamente
Nodo Master e Gateway collegati a rete elettrica
Vitigni coinvolti Cannonau Vermentino Cannonau Vermentino Cannonau Vermentino Cannonau Vermentino
Ipotesi A: Irrigato, B: Sottoposte a stress idrico SI SI NO NO NO NO NO NO
Piante monitorate 2 2 1 1 2 2 1 1
Distanza Nodo Master & Gateway/Motes in metri 120 mt 104 mt 131 mt 340 mt 71,3 mt 463 mt 477 mt 477 mt
No. Motes installati 2 2 1 1 2 2 1 1
No. Sensori Agrihouse x Mote 1 1 2 2 2 2 2 2
Totale Sensori per vitigno 2 2 4 4 3 3 4 4
2 Batterie Tipo AAA SI SI NO NO NO NO NO NO
2 Batterie Tipo C 0 0 SI SI SI SI SI SI
Firmware Low Power (LP) NO NO NO NO SI SI SI SI
Data inizio 08-lug-19 08-lug-19 23-giu-20 23-giu-20 23-lug-20 23-lug-20 16-lug-20 16-lug-20
Data fine 26-set-19 26-set-19 09-set-20 07-set-20 07-ott-20 07-ott-20 13-set-20 28-set-20
1 segnale ogni 60' = Totale osservazioni (*) 1872 1864 3278 2778 2448 2762 2162 1854
Durata effettiva Min batterie (*) 3 giorni 3 giorni 35 giorni 28 giorni 23 giorni 23 giorni 23 giorni 14 giorni
Durata effettiva Max batterie (*) 5 giorni 5 giorni 37 giorni 34 giorni 25 giorni 25 giorni 25 giorni 38 giorni
Spegnimento accidentale Gateway NO NO 1_black out 1_black out 1_distacco da presa 1_distacco da presa 1_urto 1_urto
Distacco del sensore Agrihouse dalla foglia SI SI SI SI SI SI SI SI
Batterie scariche nd nd SI SI nd nd SI SI
Malfunzionamento Firmware LP SI SI SI SI
(*) Dati provvisori in corso di verifica
SI NO NO NO
NO SI SI SI
Sorso (SS) Arzachena (SS) Sanluri (CA) Settimo San Pietro (CA)
Casetta di servizio Officina Salone accoglienza Sala riunioni
2019 2020
Azienda Fratelli Cuccaru Cantine Surrau Cantina Su Entu Azienda Ferruccio Deiana
Schema sperimentazione in campo: stagioni 2019 e 2020
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12. Sperimentazione sul campo: Vermentino
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1,76
1,78
1,8
1,82
1,84
1,86
1,88
1,9
1,92
24/06/20
26/06/20
28/06/20
30/06/20
02/07/20
04/07/20
06/07/20
08/07/20
10/07/20
12/07/20
14/07/20
16/07/20
18/07/20
20/07/20
22/07/20
24/07/20
26/07/20
28/07/20
30/07/20
01/08/20
03/08/20
05/08/20
07/08/20
09/08/20
11/08/20
13/08/20
15/08/20
17/08/20
19/08/20
21/08/20
23/08/20
25/08/20
27/08/20
29/08/20
31/08/20
02/09/20
04/09/20
06/09/20
08/09/20
Leaf Sensor Rev3: Vermentino (segnale orario 12:50 – 13:20)
Irrigazione
Precipitazioni
Sens 1
Sens 2

13. Vermentino: Sensore Rev3 vs interventi irrigui (dati orari)
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14. Sperimentazione sul campo: Cannonau
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1,6
1,65
1,7
1,75
1,8
1,85
1,9
1,95
2
2,05
24/06/20
26/06/20
28/06/20
30/06/20
02/07/20
04/07/20
06/07/20
08/07/20
10/07/20
12/07/20
14/07/20
16/07/20
18/07/20
20/07/20
22/07/20
24/07/20
26/07/20
28/07/20
30/07/20
01/08/20
03/08/20
05/08/20
07/08/20
09/08/20
11/08/20
13/08/20
15/08/20
17/08/20
19/08/20
21/08/20
23/08/20
25/08/20
27/08/20
29/08/20
31/08/20
02/09/20
04/09/20
Leaf Sensor Rev3: Cannonau (segnale orario 12:50 – 13:20)
Irrigazione Precipitazioni Sens 2

15. Esempio di costo di una piattaforma completa
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Voci di costo Tecnologia AgriHouse
completa
Piattaforma con
sensore AgriHouse e
protocollo LoRa
1 sensore AgriHouse (kit sensore) Euro 290,00
1 sensore AgriHouse (solo sensore) Euro 90,00
1 trasmettitore wireless, fino a due sensori Euro 640,00
1 trasmettitore wireless, fino a otto sensori Euro 100,00
Stazione base di raccolta dati (1 per azienda) Euro 478,00 Euro 250,00
Servizio raccolta dati sul cloud (costo annuale) incluso Euro 10,00
Ipotesi: 12 piante monitorate, 1 sensore per pianta Euro 7.798,00 Euro 1.390,00

16. Sperimentazione sul campo piattaforma AgriHouse: una sintesi
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Vantaggi Limiti Soluzioni
• Effettua una sola misura (spessore
fogliare)
• Sensori sperimentali che
consentono misure diverse
• Facilità di installazione
della piattaforma “plug
and play”
• Sensore “fragile”: fili troppo sottili,
si rompono facilmente;
• Sensore “poco sensibile”: scarsa
variabilità agli agenti esterni;
• Valori anomali
• Alimentazione autonoma
del nodo sensore
• Supporta numero limitato di sensori • Nodo Sensore «LoRa Mote» a
batterie
• Copertura limitata (range inferiore ai
150 m)[*]
• LoRaWAN: fino a 15 km in
campo aperto
• Il gateway richiede (i) connessione
Internet e (ii) alimentazione
• Costi elevati [**] Sistema open source LoRa