Intervento di Paolo Mollo al CRA-VIV di Pescia, 19 Giugno 2015

1. Internet delle cose e remote sensing
per agricoltura di precisione
Innovazione, tecnologie informatiche e agricoltura::
aspetti pratici di convergenza
CRA-VIV di Pescia, 19 Giugno 2015
Paolo Mollo, Sensing Applications and Devices
Direzione Tecnologie, CSP – Innovazione nelle ICT

2. Agenda
► CSP: chi siamo
► Tecnologie abilitanti per agricoltura di
precisione
► Internet of Things (IoT) ed esperienze
progettuali
► Remote Sensing per indici vegetativi
► Conclusioni e sfide
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3. CSP – Innovazione nelle ICT
Organismo di ricerca
• Senza fini di lucro
• Sviluppo sperimentale e ricerca industriale in ambito ICT
• Utili reinvestiti in ricerca
• Nessun accesso preferenziale ai soci
Progetti europei, nazionali e regionali
Laboratorio di ricerca iscritto Albo laboratori
MIUR
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4. CSP e la ricerca applicata
Necessità
Utenti /
Comunità / PA
Tecnologie allo
stato dell’arte
CSP
Territorio
Progetti e prototipi “on field”Fondi privati,
regionali, europei
Tresferimento tecnologico
alle imprese (pref. PMI)
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5. Le tecnologie abilitanti
Agricoltura
di
precisione
Sensing
Reti
geografiche
di accesso
IoT
UAV
Android
APP
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6. Internet of Things
“In computing, the Internet of Things (also known as the Internet of
Objects) refers to the networked interconnection of everyday objects”
(Wikipedia)
 Consiste nell’idea che oggetti
comuni possano essere
riconoscibili, localizzabili,
accessibili e controllabili tramite
Internet
 Oggetti di vario genere (PC,
cellulari, elettrodomestici, veicoli,
edifici, indumenti, sensori,
attuatori) possono comunicare tra
di loro aprendo nuove possibilità
 Paradigmi thing-to-person e thing-
to-thing
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7. IoT: Componenti tecnologiche

8. Internet of Things Platform
• Database distribuito
non relazionale (NOSQL)
• Accesso tramite interfaccia
grafica e protocolli m2m
• Sorgenti eterogenee di dati 8

9. IoTNet
www.iotnet.it
Piattaforma tecnologica aperta
per l’accesso e l’elaborazione
dei dati
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10. Rete di accesso: HPWNet
HPWNet - High Performance Wireless Network:
Creazione di una dorsale wireless
nell’area metropolitana di Torino e
nel territorio regionale.
HPWNet permette di intervenire
rapidamente sia per l’attivazione
di nuovi nodi sia per il recupero
di eventuali guasti (tactical
networking).
Rendere le aree rurali luoghi
appetibili in cui vivere,
investire, lavorare
(European ICT challenges)
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11. Rete di accesso: DMR
M.Te Turu
Cima
Boschin
VHF
HPWNet
Montaldo S.
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12. Wireless Sensor Networks
 Acquisizione di dati da sensori
 Sviluppo di protocolli
 Frequenze in banda ISM 2,4 GHz e 868 MHz
Obiettivo: aumentare il tempo di vita dei nodi sensori agendo
principalmente su 3 aspetti:
> hardware
> protocolli di comunicazione Ultra-Low Power
> energy-awareness
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13. Progetto Orto Botanico* –
(Laboratorio a cielo aperto)
Monitoraggio e Open Data
• Rete di sensori wireless
composta da micro-sistemi
prototipati in CSP che operano
monitoraggio ambientale
presso l’Orto Botanico
dell’Università di Torino
• Topologia a stella, frequenza
868 MHz
• I nodi possono essere
alimentati sia a batteria sia con
sistemi di energy harvesting
micro-fotovoltaici
(*) http://youtu.be/6PlJeLbwtMo 13
Studio della
fenologia delle
piante

14. Orto Botanico – WSN ULP
Wireless Sensor Network Ultra Low Power
AP
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15. Il progetto ViniVeri
Progetto dimostrativo per una gestione avanzata del vigneto su scala
aziendale voluto dall’associazione Vini Veri.
Partner di progetto:
• Regione Piemonte, Direzione
Agricoltura, Settore Fitosanitario
• Istituto di Istruzione Superiore di
Stato Umberto I, Alba (CN)
• Vini Veri, Associazione di Viticoltori,
Alba (CN)
• Università di Torino, Dipartimento di
Colture Arboree
• 2i3T, Incubatore di imprese per il
trasferimento tecnologico, Torino
• Ai3, Acceleratore di Idee di Imprese
Innovative, Torino
• 3a Srl, Torino
• Horta Srl
• CSP - Innovazione nelle ICT, Torino.
Obiettivo
La suscettibilità della vite ad agenti patogeni che si
sviluppano con particolari situazioni ambientali
legate alle stagioni, alle precipitazioni ed al tasso
di umidità e che possono avere gravi
conseguenze per lo sviluppo vegetativo e per la
produzione se non controllati
Problema
Riduzione nell’uso dei fitofarmaci,
passando dai trattamenti a calendario a
trattamenti basati su schemi di controllo
bioagronomici
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16. ViniVeri - Agenti patogeni
Peronospora Oidio Muffa grigia
Si sviluppano con particolari situazioni ambientali legate al ciclo
stagionale, alle precipitazioni ed al tasso di umidità
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17. Vini Veri - sistema di monitoraggio
Nodo
Master
S1
S2
S4 S3
3 vigneti monitorati
• Vigneto Scuola Enologica di Alba [1 stazione master]
• Vigneto Gabutti a Serralunga d’Alba [2 stazioni master]
• Vigneto di Novello [1 stazione master]
Internet
2,4 GHz
802.15.4
802.11a
5 GHz
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18. Vini Veri: stazione master
STAZIONE MASTER
• mainboard
• connessione wireless a 5 Ghz
• pannello solare da 60 Watt
• batteria da 44 Ah
• controller Xbee
• 5 sensori collegati direttamente
• Umidità
• Temperatura
• Temperatura terreno
• Bagnatura fogliare
• Pluviometro
• Funzionalità
• Acquisizione misure da sensori direttamente collegati
• Acquisizione misure dai sensori remoti wireless
• Immagazzinamento ordinato dei dati
• Aggiunta di informazioni temporali: data e ora della misura
• Invio dei dati al server ad intervalli periodici
• Gestione energetica ottimizzata
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19. Vini Veri: stazioni remote
4 STAZIONI REMOTE
• scheda Arduino
• Modulo Xbee
• Pannello solare da 20 Watt
• Batteria da 9 Ah
• 3 sensori collegati direttamente
• Temperatura
• Umidità
• Pressione
• Funzionalità
• Acquisizione misure da sensore
• Invio delle misure alla stazione master
• Gestione energetica ottimizzata
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20. Progetto SIGEVI
SIGEVI
Sistema di gestione del comprensorio viti-vinicolo per la
programmazione degli interventi e della raccolta
Il progetto SIGEVI nasce con lo scopo di sviluppare, testare ed
implementare uno strumento innovativo di supporto alle decisioni
(Spatial-DSS) su questioni relative alla gestione del vigneto sfruttando la
collaborazione tra tre componenti fondamentali: gli agronomi, i
ricercatori ed i tecnologi
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21. SIGEVI: un approccio IoT pervasivo
APP per agronomi
Per Tablet Android
Dati storici
Monitoraggio
In campo
Decision Support
System
Portale WEB
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22. Sigevi: sensori e comunicazioni
Wireless Sensor Network:
• RF 868 MHz
• topologia a stella
• Protocollo Ultra-Low-Power
• Procedure self-healing
and self-recovery per
ottimizzazione energetica
Temperatura
Umidità
 PAR
 Umidità/temperatura del suolo ( -20 cm, -40 cm)
 NDVI
 PRI
Vigneto Barbera
Agliano (AT)
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23. SIGEVI: APP per tablet
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24. Sigevi: portale Web
Il DSS garantisce l’accesso ad un database sempre aggiornato,
caratterizzato da un’interfaccia usabile, che permette ai professionisti di
consultare facilmente i dati indoor e outdoor, personalizzando pagine
per la consultazione integrata delle informazioni e l’accesso a funzioni
di modellizzazione per ottenere il supporto alla gestione del vigneto
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25. Firma spettrale della vegetazione
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26. SIGEVI: remote sensing NDVI
in collaborazione con
Paylod:
Fotocamera
modificata
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-1 1

27. Conclusioni e sfide
L’elevata frammentazione degli appezzamenti
NON è un limite all’applicazione di tecnologie
innovative legate all’agricoltura di precisione
Minimizzare l’entropia e massimizzare le
informazioni utili
Aumentare l’integrazione sistemica dei fattori
Rendere i DSS sempre più semplici ed efficaci
Colmare il GAP tra tecnologia e utilizzatori finali
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28. CSP innovazione nelle ICT s.c. a r.l.
Sede
Via Nizza n. 150 – 10126 Torino – Italy
(ingresso da Via Alassio, 11/c)
Tel +39 011 4815111
Fax +39 011 4815001
E-mail: innovazione@csp.it
www.csp.it
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Grazie per l’attenzione
Paolo Mollo
Sensing Applications and Devices
E-mail: paolo.mollo@csp.it
cell: +39 346 288 4992
tel. +39 011 4815199
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