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Forschung und Entwicklung

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Forschungsprojekt: iDent-Plus

 Thema:  Qualifikation und Erprobung einer Sensorsystemlösung zur bedarfsgerechten Düngung in der Agrar- und Ernährungswirtschaft

Fördergeber: Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung 

Projektpartner: Hof Fleming, ADVES GmbH & Co. KG, Landwirtschaftskammer Niedersachsen LUFA Nord-West (IfD)

Zeitraum: 01.07.2023 – 31.12.2025 

Ziel des Vorhabens ist ein Agricultural Intelligent Sensor System (AlSS)-Portal zur Anbindung von landwirtschaftlichen Sensorsystemen. Das Portal liefert sichere Client-und Cloud-Softwaremodule zur Verwaltung, Synchronisation, Aufbereitung, Vernetzung und Abrechnung landwirtschaftlicher Analysedaten. Onsite Sensoren und Edge-Systeme bereiten Daten vor Ort auf und übermitteln diese an das AISS. Diese werden übernommen, zugeordnet und verarbeitet. Mittels KI- und Labor-Anbindung können z.B. Spektraldaten zu numerischen wie auch verbalen Aussagen zum Zustand der Messungen und zu einem Monitoring der ausgebrachten organischen Stoffe weiterverarbeitet und zurückgegeben werden. Kunden sind landwirtschaftliche Labore, Hersteller von Gülletechnik und landwirtschaftliche Genossenschaften, welche herstellerneutral Düngedaten der bewirtschafteten Felder nutzen. Hierbei wird auf die Beachtung des Datenschutzes großer Wert gelegt. Web-Schnittstellen zur Datenübertragung mit bestehenden Systemen gewährleisten Over the Air Updates, die Kommunikation der Komponenten untereinander sowie die Anbindung externer IT-Systeme. Wichtiger Bestandteil des Projektes sind auch bedarfsgerechte Abrechnungsmethoden für diese Thematik.

Unser Ziel ist es, einen Beitrag zur Entlastung der Umwelt sowie zur Lösung des diffusen Nährstoffeintrags auf landwirtschaftlich genutzten Flächen Deutschlands zu leisten. 

Prinzipskizze zum Anlernen der Künstlichen Intelligenz für die entwickelte Systemlösung.

 Prinzip des Anlernens der KI


 Forschungsprojekt: iDent

Thema:  Echtzeitfähiges Sensorsystem zur bedarfsgerechten Düngung in der Landwirtschaft

Fördergeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung 

Zeitraum: 01.01.2020 – 31.12.2022

Ergebnisse:  Es wurde mit den vom Projektpartner LUFA Nord-West gelieferten Daten eine Referenzdatenbank für Gülleproben mit Nährstoffwerten und NIR-Spektren aufgebaut. Die iDent-Datenbank enthielt die nasschemischen Analyseergebnisse von über 1300 Gülleproben mit jeweils 3 zugehörigen NIR-Spektren als Referenzdaten. Diese Referenzdaten können durch Nutzung einer Web-Schnittstelle in anderen Softwarekomponenten, z.B. für KI-Anwendungen und die Entwicklung von Kalibrationsmodellen für die Vorhersage von Nährstoffen verwendet werden. Zum Management der Daten steht ein Web-Frontend als Blazor-Webanwendung zur Verfügung.

Zum Datenabgleich zwischen den Datenbanken wurde eine Datenbank-Replikation entwickelt. Die Server-Komponente ist in der iDent-Cloud in Form einer REST-API implementiert und kommuniziert mit der zentralen iDent-Datenbank. Die Client-Komponente, welche auf der Zentralelektronik installiert ist, lädt die Änderungen an den zu replizierenden Daten aus der lokalen in die zentrale Datenbank. Gleichzeitig werden Änderungen an den Daten der zentralen Datenbank in die lokale Datenbank heruntergeladen.

Zur Dokumentation der NIR-Messung einer Gülleprobe kann im iDent-Portal ein Lieferschein erzeugt werden. Dieser enthält neben der Gülleart auch die von den NIR-Sensoren ermittelten Nährstoffwerte für Ammonium, Kalium, Phosphat, Stickstoff und die Trockensubstanz.

Für die Versorgung der Zentralelektroniken auf den Arbeitsmaschinen mit Softwareaktualisierungen wurde eine Anwendung entwickelt, die es der Zentralelektronik ermöglicht, über die Mobilfunkverbindung in einer zentralen Datenbank die Verfügbarkeit von Softwareaktualisierungen ihrer Softwaremodule zu prüfen und diese herunterzuladen. 

Externer Link zur Projektseite des BMBF

 

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