SISTEMOLIVO, “Sistemi di acquisizione dati per il miglioramento del livello decisionale: strategie e tecniche innovative per l’olivicoltura calabrese” è un progetto d’innovazione che prevede l’applicazione di un sistema di monitoaraggio delle avversità in campo olivicolo, funzionale e a basso costo per poter essere applicato su vasta scala.
L’applicazione su vasta scala permette ricadute positive e dirette per le aziende agricole in termini di contenimento dei costi di produzione, intesi come costi del monitoraggio delle infestanti (costi ridotti per i sistemi IoT e per l’impiego di tecnici di campo) e dei costi di produzione, grazie alla riduzione del numero degli interventi fitosanitari.
Inoltre interventi fitosanitari ridotti e mirati determinano un conseguente miglioramento della qualità delle produzioni e dell’impatto delle tecniche di produzione sull’agroecosistema.
Il progetto è finanziato dal Programma di Sviluppo Rurale PSR Calabria 2014/2020 – Misura 16 – Intervento 16.01.01 – Fase 2 – Realizzazione del progetto innovativo, ed è realizzato dal Gruppo Operativo SISTEMOLIVO, una partnership tra l’Azienda Canino Luigi, la OP APOUNASCO, AGCI AGRITAL e gli enti di ricerca ICR (Istituto Cooperativo di Ricerca) e ATENA 2.
Nello scenario odierno del controllo automatico degli insetti infestanti delle colture agricole diverse soluzioni monitorano i valori in campo inviando informazioni ad un applicativo/server che si occupa della elaborazione e della successiva visualizzazione ai tecnici e alle aziende agricole.
Le soluzioni attualmente sul mercato sono tutte accessoriate di webcam per l’identificazione degli insetti catturati e di scheda sim per la trasmissione di dati e video. Tali soluzioni presentano limiti legati al costo dell’hardware (webcam, sistemi di interconnessione, sistema di comunicazione verso internet, ecc.) e della trasmissione dei dati. Inoltre, le schede sim, per il trasferimento dati fanno uso di celle telefoniche, soluzione che in molte situazioni rappresenta un limite legato alla copertura territoriale delle reti mobili poiché, di solito, le trappole sono installate in zone prettamente agricole a scarsa copertura.
Queste ed altre considerazioni hanno portato all’idea di testare soluzioni con un costo hardware decisamente più basso e che sfruttano, per la comunicazione dei dati, una rete wireless per connettere oggetti a bassa potenza che devono essere continuamente accesi ed emettere piccole quantità di dati.
Sulla base di queste premesse, attraverso il progetto SISTEMOLIVO sono state ideate trappole composte da due parti distinte ed intercambiabili: la trappola attrattiva e il dispositivo di monitoraggio.
La trappola attrattiva è formata da un cono di plastica per la cattura, dove è posizionato il dispenser attrattivo, il feromone, ed un coperchio trattato sulla superficie interna con un insetticida. La mosca dell’ulivo, Bactrocera oleae, attratta nella trappola dal dispenser, dal feromone e dal colore giallo, viene uccisa per effetto dell’insetticida.
Il vantaggio principale di questa trappola è che gli esemplari uccisi rimangono all’interno della stessa, in questo modo è possibile monitorare con precisione le curve di cattura e gli attacchi, per poi decidere le precauzioni da adottare.
In dettaglio la trappola è composta da un involucro plastico contenente Deltametrina pura/trappola g 0,015 – Coformulanti q.b. a g 100 e contiene: Bicarbonato d’ammonio – 1,7 – Dioxaspiro [5,5] undecano.
Il dispositivo di monitoraggio, che si occupa delle misurazioni relative agli insetti catturati nella trappola è formato da una scheda hardware composta da un rilevatore capacitivo sperimentale di presenza insetti a bassissimo consumo, implementato con un sistema ad inseguimento di deriva con auto adattamento. La misurazione avviene tramite doppio sensore capacitivo con sensore interallacciato appositamente progettato con le seguenti caratteristiche: range di temperatura operativo: – 40 + 85 °C; risoluzione: 1 pF; range di misura: 0 – 8000 pF; Soglia di rilevazione: programmabile su tutto il range di misura e Consumo medio di corrente: 20 uA.
Il rilevatore effettua la misurazione dell’umidità presente sulla parte superiore della scheda esposta alla caduta degli insetti morti per l’insetticida presente nella trappola.
L’energia necessaria per il funzionamento della scheda hardware è fornita da una batteria stilo di tipo AA che permette il funzionamento per un’intera campagna di monitoraggio (circa 120 giorni), inoltre nella parte bassa della scheda hardware è presente un filo metallico che funge da antenna per la connessione alla rete di comunicazione dati.
La configurazione di un elemento di monitoraggio completo da installare in campo consiste nell’accoppiamento di una trappola con un dispositivo di monitoraggio.
Assemblate le due parti si attiva il dispositivo di monitoraggio fornendo energia e attivando l‘App Make App fornita dalla Blebricks. Questa App riconosce tutti i dispositivi della casa madre da due stringhe identificative (ID e PAC), che permettono di individuare ogni dispositivo di ogni genere in maniera univoca. Una volta individuato il singolo elemento si attivano tramite l’App e a questo punto l’elemento di monitoraggio è pronto per la misurazione del dato e per l’invio dello stesso sulla rete di comunicazione (l’intervallo con cui sono spediti i dati misurati può essere configurato per ogni trappola in qualsiasi momento).
La rete per la comunicazione dei dati utilizzata è SIGFOX (https://www.sigfox.com/). SIGFOX è un operatore di rete globale che gestisce reti wireless ed è basato su una comunicazione RF in banda ultra-stretta, a bassissimo consumo. Sfrutta la frequenza a 868 MHz, non soggetta a concessioni.
Il programma di certificazione SIGFOX Ready garantisce la compatibilità dei dispositivi con la rete SIGFOX e una connettività semplificata per tutti gli utenti, in quei Paesi coperti dalla rete, l’Italia è uno di questi. Le trappole assemblate e attivate misurano dati che sono stati acquisiti attraverso la configurazione di una REST API (Representational State Transfer Application Programming Interface), ovvero una interfaccia di programmazione che consente la comunicazione tra il sistema software che acquisisce i dati monitorati ed il sistema software che richiama le funzioni sopra descritte ogni sei ore e immagazzina i dati di ogni trappola e i monitoraggi misurati in un database.
In pratica il software implementato riprende la lista dei dispositivi registrati sulla dashboard, controlla che ogni singolo dispositivo sia presente nella “Tabella Dispositivi” e, per ogni dispositivo acquisisce tutti i messaggi inviati sul cloud di SIGFOX, ogni messaggio è caratterizzato da un valore letto (in esadecimale) e da una data di lettura. Il software implementato è stato testato per 30 giorni con l’utilizzo di tre trappole; successivamente al test sono state fornite 10 trappole ai tecnici di campo che le hanno installate negli oliveti selezionati, restituendo ai tecnici software un nome mnemonico e il punto GPS esatto di installazione.
A questo punto del progetto, con le trappole installate ed i tecnici di campo presenti sul territorio, sono stati monitorati i dati in arrivo dal sistema informatico che sono stati confrontati con i monitoraggi effettuati settimanalmente dai tecnici di campo sulle comuni capannine di monitoraggio installate in zone limitrofe alle capannine IoT.
