Multiszenzor – A precíziós állattartás új fejezete

Van egy mondás, miszerint a XX. század a technológia évszázada volt. A XXI. század pedig az információ évszázada. Én egyetértek ezzel. Az információ az új érték. A világ digitalizálódik. Megállíthatatlanul. Az információt bitekben tároljuk, legyen az mérési adat, kép, vagy bármilyen más, információval rendelkező adat. A világban a tárolt információ mennyisége pillanatnyilag minden 3 hónapban(!) megduplázódik. Pillanatnyilag, mert az információ növekedésének sebessége gyorsul. Ezt megalapozta és folyamatosan követi az az IT (információ technológia), amely lehetővé teszi az adatok tárolását (hálózatok tárolókapacitása) és az adatok be- és kiáramlását (hálózatok adatátviteli sebessége).

Mérés a nagyvilágban

Rendben, de mihez kell ennyi adat? A Döntéshez! És az automatikus működéshez… A döntéshozó – és itt legyen az ember vagy rendszer (gép) – annál megalapozottabb, és várhatóan jobb döntést képes hozni az adott pillanatban, minél több értékelhető információ (adat) áll rendelkezésére a döntés tárgyával kapcsolatban. Persze ez akkor igaz, ha az adatok áttekinthetőek, hitelesek és pontosak. Ez is rendben, de honnan kapjuk az adatokat az adatok? A mérési pontokról! Arra a pontra, (végpont) ahonnan adatot szeretnénk kapni, mérőeszközt kell elhelyeznünk. Ennek a mérőeszköznek az a feladata, hogy egy fizikai mennyiséget adattá alakítson át, és alkalmassá tegye a továbbításra.

Ennek a végponti mérőeszköznek a közismert neve: SZENZOR

2016-ban egy méréssel foglalkozó nemzetközi konferencián elhangzott, hogy 2017 a mérés- és szabályozástechnikában a szenzorok éve lesz. Ez bizonyos tekintetben beigazolódott, (itt visszautalok a korábbi tényre, miszerint az információ /adat/ növekedés sebessége gyorsul) bizonyos ágazatokban, elsősorban az iparban és a kereskedelemben. A mezőgazdaságban is megjelennek már a szenzorok, de az ágazat speciális működési körülményei miatt talán kicsit lassabban, de a fejlesztés itt is jelen van.

Szenzorok a mezőgazdaságban

A mezőgazdaságban van egy nagyon divatos hívó szó (persze ez jóval több ennél, hiszen hatalmas rendszerek állnak már mögötte) a modernitásra, az innovációra a „Precíziós gazdálkodás”. Ez azon alapszik, hogy precízen, azaz pontosan és sok ponton meg kell mérni a folyamatot, majd ezeket az adatokat feldolgozva döntést lehet (kell) hozni a folyamat befolyásolására, adott esetben megváltoztatására.

Ez elképzelhetetlen szenzorok alkalmazása nélkül. A szenzorok elhelyezésre kerülhetnek statikus módon, a végpontokon, azaz a mérés helyszínén. Ebből a pozícióból adnak értékes információt a működés, illetve tartás körülményeiről. A teljesség igénye nélkül ezek lehetnek meteorológiai körülmények, hőmérséklet, nedvességtartalom, levegősebesség, szélterhelés, sugárzás mérések.

És a szenzorok elhelyezhetők dinamikusan is, ez általában a munkavégző gépeken történik, és a munkavégzés körülményeiről adnak állapot jelentést. A megmunkált területen növények fejlettségi szintjéről, a gyomosodás mértékéről, vagy akár a betakarított termény mennyiségéről és minőségéről, rendszerszinten, területi alapon felbontva is.

Információ igény az állattartásban

Az állattenyésztés profitabilitását, hatékonyságát és természetesen a működés biztonságát és ezzel együtt a kockázat szintjét is nagymértékben befolyásolja a tartás körülményeiről rendelkezésre álló információ mennyisége. A mért és megismert adatok, valamint ezek kombinációi mind a cégvezető mind a telepen szolgálatot teljesítő szakember számára fontos információkat biztosítanak, döntési helyzeteket tesznek egyszerűbbé. A szakember számára elsősorban azonnali információt adnak. Már kialakult vészhelyzetben „piros” riasztással segítve az azonnali beavatkozás lehetőségét, megakadályozva a nagyobb bajt, akár az állat elhullást. Kevésbé súlyos esetben, (mivel a szenzorok jelzése időben folyamatos) nem kívánt folyamat beindulása esetén tájékoztató „előriasztást” biztosít, megteremtve a folyamat befolyásának lehetőségét, a korrekciót.

A cégvezetés és tulajdonosi kör – nevezhetjük döntéshozóknak – számára a szenzorok adatai és az ebből kapott információhalmaz elsősorban közép-, és hosszútávú döntések megalapozására használatosak.

A környezeti adatok, azaz a tartás körülményinek összevetése az elmúlt időszak gazdasági teljesítményével lehetőséget biztosít a trendek felismerésére és korrekcióra, finomhangolásra. A strukturált adatok vizualizációja és jövőbeli várható értékekre vonatkozó kivetítése (extrapoláció) pedig az üzleti tervezés szerves részévé válhat a jövőben, a mezőgazdaságban is.

A megvalósítás akadályai

Nagyon örvendetes, hogy IT már mind a tároló kapacitás mind az adatátviteli sebesség tekintetében alkalmas a mezőgazdaság információéhségének kiszolgálására. Ám a szenzorok elterjedése a szektorban még nem valósult meg üzemszerűen. Ez több okra vezethető vissza. Az első, hogy az a mezőgazdasági telepek jó része a felhasználáshoz elengedhetetlen alap informatikai infrastruktúrával sem rendelkezik. A mezőgazdasági telepek kevés kivételtől eltekintve nagy kiterjedésű, sokszor több hektáron elterülő funkcionálisan elkülönülő épületcsoportok együttese. Ebben a közegben egyenszilárdságú informatikai hálózat megvalósítása – amely ráadásul gazdaságosan kivitelezett – nagy odafigyelést tervezést és szakértelmet jelentő feladat. Ha az elhatározás megvan, rendelkezésre állnak azok az eszközök, amelyekkel vezetékesen vagy vezeték nélkül is kialakítható a nagysebességű üzembiztos működésű IT hálózat.

A másik ok a szenzorok kialakítása. A gyártók által kínált alap mérőeszközök önmagukban nem alkalmasak mezőgazdasági felhasználásra. Amint azt korábban már említettem a pontos méréshez a mérőeszközt a felhasználás közvetlen környezetében szükséges üzembiztosan felszerelni és rögzíteni. Ez a terménytárolás esetén jelentheti a terményben, állattartás esetében pedig az állat életterében történő elhelyezést. Ezek olyan üzemi körülmények, amelyekre a gyártók nem készítik fel az eszközöket, tehát szükséges még egy lépcsőt beiktatni, amely biztosítja a felhasználás körülményeinek megfelelő tokozást és a kivezetések biztosítását is. Ez speciális tervezői és gyártói tevékenység keretében valósítható meg.

Kulcskérdés – a szereléstechnika

Megvan a megfelelően kialakított szenzor. Ezzel azonban még nem hárult el minden akadály. A működéshez szükséges tápfeszültséget be, a szenzor által mért jelet pedig ki kell juttatni a működési területről. Ez a működési terület az állat élettere, és a pontos mérés miatt gyakran a látótere, fejmagassága is kell legyen. A tesztek során több ízben előfordult, hogy az állat leette, megrágta a szenzor burkolatát, vagy károsította a csatlakozásokat így okozott hibákat a rendszer működésében. Nem lehet figyelmen kívül hagyni azt sem, hogy gyakran az az állat életterében agresszív anyagok jelennek meg, így ammónia vagy metán. A kialakításnál ezekre is méretezni kell. Összefoglalva, a hosszú távú pontos és hibamentes szenzorműködéshez szükséges a megfelelő mechanikai kialakítás, a rögzítő- és kötőanyagok megfelelő megválasztása, és a szerelési technológia pontos betartása is.

Sok szenzor helyett egy szenzor

Az agráriumban a precíziós mérési technikák elterjedést nagymértékben gyorsíthatja a fajlagos költségek csökkenése. A korábban leírtak alapján egyértelműsíthető, hogy egy szenzor, mint mérési pont költségének számottevő hányada a telepítés. Az állatjóléti információk mérési pontja szinte mindegyiknél ugyanaz: az állat élettere. Ebből fakadt a felismerés, hogy közös platformra helyeződjön a különböző fizikai mennyiségek mérésére alkalmas eszköz. Így született meg a MULTISZENZOR.

Mi az a multiszenzor?

A multiszenzor egy modulárisan bővíthető, állatjóléti körülményeket és épületfelügyeleti szempontokat egyaránt vizsgáló integrált mérőeszköz.

Mit mér a multiszenzor?

Állattartó telepeken végzett fejlesztések során, a gazdálkodók igénye, és a velük végzett konzultáció alapján kerültek bele azok a fizikai mennyiségek, amelyeknek az állatok életteréből kell információt szolgáltatnia. Ezek a következők:

hőmérséklet;
páratartalom;
ammónia;
CO;
fénymennyiség érzékelés;
akusztikus érzékelés (zaj, köhögés).

Hová kell telepíteni?

A jószág életterébe. A szenzort kialakítása lehetővé teszi, hogy az állatok fejmagasságában működjön, ahol a legfontosabb a pontos eredmények mérése. Elhelyezhető baromfi, sertés és szarvasmarha telepeken egyaránt. Tokozása ellenáll a legnagyobb méretű egyedek „kíváncsiságának”, valamint a különböző takarítási és fertőtlenítési folyamatoknak.

Mi a feladata?

Legyen szó zártabb tartástechnológiát igénylő állatokról (pl. sertés, baromfi), vagy szabadtartásban lévő (pl. hús vagy tejhasznú szarvasmarha), egyben minden állattartó egyetértett: az állat akkor fejlődik megfelelően, ha jól érzi magát, számára megfelelő környezeti hatások érik. Ezek mérése és befolyásolása a takarmányozással és a dolgozói folyamatokkal összevetve konkrét képet adnak a vállalkozás működéséről, és ezek elemzésével, a megfelelő beavatkozásokkal hatékonyabban irányítható a gazdaság.

Miben több, mint a piacon fellelhető többi szenzor?

Röviden: a mezőgazdaság igényeire lett kialakítva, és flexibilisen használható. Már a kezdetektől fogva úgy lett fejlesztve, hogy képes meglévő szenzorokkal és szenzor rendszerekkel adatot cserélni, legyen szó adatszolgáltatásról vagy lekérdezésről. Ezek a funkciók a multiszenzor belső szoftverén keresztül működnek. Meglévő analóg vagy digitális érzékelők jelét is képes fogadni. A szoftver által használt szabványos adatbázisnak köszönhetően a gyűjtött mérésadatok további felhasználások – például vezérlések vagy komplex ügyviteli szoftverek – részére is adatot szolgáltatnak. A multiszenzor a rugalmasságával biztosítja, hogy az eszköz használata teljes mértékben a gazdaság igényeire szabva, a termelési folyamatot optimalizálva növeli felhasználójának profitját.