+ All Categories
Home > Documents > PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor...

PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor...

Date post: 04-Feb-2018
Category:
Upload: vuliem
View: 231 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
30
PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora Faza de executie 2016 Faza 1 - Studiu prospectiv privind tehnologiile actuale de sisteme inteligente pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora. 1.1. Managementul integrat al buruienilor Buruienile sunt plante nedorite care cresc în cele mai diferite condiţii ecologice, care nu prezintă utilitate economică şi sunt de obicei dăunătoare, împiedicând activitatea economică a omului. Buruienile cresc împreună cu speciile cultivate concurându-le şi diminuându-le producţia. Pagubele produse de buruieni pot fi: reducerea producţiilor agricole; creşterea costurilor de producţie şi procesare; dificultăţi în executarea lucrărilor agricole; concurarea plantelor cultivate pentru factorii de vegetaţie; deprecierea calităţii produselor agricole; gazde pentru diferiţi agenţi patogeni şi dăunători ai plantelor de cultură; intoxicaţii produse animalelor; efecte negative asupra sănătăţii oamenilor. Clasificarea buruienilor : După modul de nutriţie: autotrofe, semiparazite, paraparazite După numărul de cotiledoane: monocotiledonate, dicotiledonate După perioada vegetaţie: anuale, bienale, perene Combaterea integrată a buruienilor (CIB) este un sistem de măsuri integrate îndreptate împotriva îmburuienării culturilor, care are ca obiectiv principal combaterea ci nu managementul acestora, reducerea numărului de buruieni, de regulă la nivelul zero. Managementul are ca obiectiv principal reducerea sau modificarea influenţei buruienilor (al speciilor sau comunităţilor acestora) până la nivelul tolerabil. Combaterea se referă la prezenţa sau absenţa buruienilor. Managementul se bazează pe evoluţia numărului de buruieni şi efectul acestora. Managementul prevede păstrarea biodiversităţii ca o cerinţă a agriculturii durabile.Elementele managementului integrat se precizează pentru fiecare fermă agricolă, pentru fiecare solă sau cultură în funcţie de gradul de îmburuienare, condiţiile pedo-climatice locale, cultura şi tehnologia acesteia, precum şi posibilităţile tehnico-organizatorice ale fermei. Managementul Integrat al Buruienilor presupune măsuri preventive, agrotehnice, biologice şi chimice. Metodele preventive urmăresc limitarea înmulţirii şi răspândirii buruienilor, ţinând seama de particularităţile biologice ale buruienilor, condiţiile de climă şi sol proprietăţile morfologice ale seminţelor şi particularităţile tehnologice ale plantelor cultivate, folosirea la semănat a seminţelor condiţionate; fertilizarea organică cu gunoi de grajd bine fermentat; curăţirea apei de irigat de seminţe; recoltarea corespunzătoare şi la timp a culturilor; curăţirea de seminţe de buruieni a combinelor la trecerea de la o solă la alta, a mijloacelor de transport, a magaziilor, depozitelor, silozurilor; distrugerea în limita posibilităţilor, a vetrelor de buruieni problemă înainte de maturarea acestora; evitarea răspândirii seminţelor de buruieni prin intermediul animalelor; organizarea serviciului de carantina; evitarea greşurilor din culturi. 1.2. Erbicidele in agricultura În utilizarea erbicidelor este necesar: cunoaşterea structurii culturilor din asolament şi rotaţiile acestora; cunoaşterea principalelor specii de buruieni, îndeosebi a celor problemă care însoţesc fiecare cultură şi care sunt răspândite în zona respectivă; stabilirea erbicidelor
Transcript
Page 1: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora Faza de executie 2016 Faza 1 - Studiu prospectiv privind tehnologiile actuale de sisteme inteligente pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora. 1.1. Managementul integrat al buruienilor

Buruienile sunt plante nedorite care cresc în cele mai diferite condiţii ecologice, care nu prezintă utilitate economică şi sunt de obicei dăunătoare, împiedicând activitatea economică a omului. Buruienile cresc împreună cu speciile cultivate concurându-le şi diminuându-le producţia.

Pagubele produse de buruieni pot fi: reducerea producţiilor agricole; creşterea costurilor de producţie şi procesare; dificultăţi în executarea lucrărilor agricole; concurarea plantelor cultivate pentru factorii de vegetaţie; deprecierea calităţii produselor agricole; gazde pentru diferiţi agenţi patogeni şi dăunători ai plantelor de cultură; intoxicaţii produse animalelor; efecte negative asupra sănătăţii oamenilor. Clasificarea buruienilor : După modul de nutriţie: autotrofe, semiparazite, paraparazite După numărul de cotiledoane: monocotiledonate, dicotiledonate După perioada vegetaţie: anuale, bienale, perene

Combaterea integrată a buruienilor (CIB) este un sistem de măsuri integrate

îndreptate împotriva îmburuienării culturilor, care are ca obiectiv principal combaterea ci nu managementul acestora, reducerea numărului de buruieni, de regulă la nivelul zero. Managementul are ca obiectiv principal reducerea sau modificarea influenţei buruienilor (al speciilor sau comunităţilor acestora) până la nivelul tolerabil. Combaterea se referă la prezenţa sau absenţa buruienilor. Managementul se bazează pe evoluţia numărului de buruieni şi efectul acestora. Managementul prevede păstrarea biodiversităţii ca o cerinţă a agriculturii durabile.Elementele managementului integrat se precizează pentru fiecare fermă agricolă, pentru fiecare solă sau cultură în funcţie de gradul de îmburuienare, condiţiile pedo-climatice locale, cultura şi tehnologia acesteia, precum şi posibilităţile tehnico-organizatorice ale fermei.

Managementul Integrat al Buruienilor presupune măsuri preventive, agrotehnice, biologice şi chimice.

Metodele preventive urmăresc limitarea înmulţirii şi răspândirii buruienilor, ţinând seama de particularităţile biologice ale buruienilor, condiţiile de climă şi sol proprietăţile morfologice ale seminţelor şi particularităţile tehnologice ale plantelor cultivate, folosirea la semănat a seminţelor condiţionate; fertilizarea organică cu gunoi de grajd bine fermentat; curăţirea apei de irigat de seminţe; recoltarea corespunzătoare şi la timp a culturilor; curăţirea de seminţe de buruieni a combinelor la trecerea de la o solă la alta, a mijloacelor de transport, a magaziilor, depozitelor, silozurilor; distrugerea în limita posibilităţilor, a vetrelor de buruieni problemă înainte de maturarea acestora; evitarea răspândirii seminţelor de buruieni prin intermediul animalelor; organizarea serviciului de carantina; evitarea greşurilor din culturi.

1.2. Erbicidele in agricultura

În utilizarea erbicidelor este necesar: cunoaşterea structurii culturilor din asolament şi rotaţiile acestora; cunoaşterea principalelor specii de buruieni, îndeosebi a celor problemă care însoţesc fiecare cultură şi care sunt răspândite în zona respectivă; stabilirea erbicidelor

Page 2: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

sau amestecurilor de erbicide, a dozelor, epocilor şi metodelor de aplicare în funcţie de buruienile prezente; folosirea erbicidelor trebuie considerată numai ca o verigă a sistemului de măsuri pentru MIB (Budoi, 1996).

Metode de reducere a cantităţii de erbicid. necesitate de protecţie a mediului: - Dozele de erbicid aplicate trebuie să fie corelate cu gradul de îmburuienare. - Budoi (1996) arată că se impune ca fermierul să cunoască bine fiecare

erbicid, durata persistenţei, modul său de influenţă şi să evite acumularea unor cantităţi mari care pot influenţa nefavorabil activitatea biologică din sol.

Toxicitatea reziduală în sol poate fi diminuată (sau evitată) prin mai multe măsuri astfel:

Aplicarea erbicidelor: a. în doză minimă, dar eficace, b. cât mai devreme posibil în sezonul cald al perioadei de vegetaţie, c. în benzi, deoarece astfel se reduce cantitatea de erbicid la hectar, d. în amestec (de obicei două erbicide) pentru a mări spectrul de

combatere a buruienilor cu doze mai mici de erbicide

Lucrările de afânare a solului cum sunt prăşitul, aratul, pentru a stimula activitatea microorganismelor;

Irigaţia, în scopul de a favoriza levigarea erbicidelor, precum şi desfăşurarea proceselor biochimice din sol;

Aplicarea de îngrăşăminte organice, care de asemenea stimulează procesele chimice şi biochimice din sol;

Cultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, porumbul semănat mai des (pentru siloz sau furaj) pe un teren care în anii anteriori s-au aplicat doze mari de atrazin.

Decizii mai exacte privind imputurile în sistem (măsurile agrofitotehnice şi în special aplicarea erbicidelor) după semănatul culturilor, pot fi luate numai cunoscând condiţiile locale (de sol, climă, îmburuienare etc). în acest scop, ca metode rapide de orientare, Assemat (1999) recomandă fotografierea şi analiza acesteia precum şi cunoaşterea comportamentului principalelor specii locale. Fotografiile au fost făcute la intervale şi concomitent s-au luat probe de buruieni la care s-a determinat mărimea buruienilor (înălţimea, lăţimea), măsurători la frunze (mărime biomasă, suprafaţă). Pentru porumb s-a determinat de asemenea mărimea frunzelor, suprafaţa. Cu aceste date se calculează indici ai competiţiei şi se pot lua decizii.

1.3. Istoricul si clasificarea echipamentelor destinate aplicarii tratamentelor fitosanitare Abia în secolul XIX, o dată cu descoperirea acţiunii fungicide a sulfatului de cupru şi a sulfului la combaterea manei s-au construit în America primele aparate purtate în spate pentru aplicarea soluţiilor de stropit. Acestea au fost alcătuite dintr-un rezervor purtat în spate şi un furtun, la capătul caruia se afla o pâlnie de stropit similară cu cea de la stropitoarea grădinarilor, mai tarziu aceasta fiind înlocuită cu un pulverizator cu corp de turbionare (America 1874) care lucra la presiunea de scurgere a lichidului din rezervor. În Europa, primele aparate de acest tip au fost construite şi perfecţionate de către Vermorel fiind folosite cu precădere la tratamentele de combatere a manei şi făinării viţei de vie cu "zeama bordeleză". Variantele modeme ale acestui tip de aparat de stropit se mai utilizeaza şi în prezent sub denumirea de "vermorel". În fig. 1 este prezentat un aparat de stropit purtat în spate realizat de firma Holder din Germania, iar în fig. 2 este ilustrata varianta perfectionata a acestui aparat, realizate la începutul secolului al XX- lea, purtate în şea de cai sau cu tracţiune animală.

Page 3: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig. 1.1. Aparatul manual cu perna de aer construit de catre C.F. Holder Tn 1898.

Sursa: fotografie din arhiva firmei HOLDER Metzingen (D).

Fig. 1.2. Aparate şi maşini de stropit cu tracţiune animală

1.4. Echipamente destinate aplicarii tratamentelor fitosanitare purtate, cu sasiu propriu sau autopropusate. Pentru combaterea bolilor, a dăunătorilor şi a buruienilor din culturile agricole, sunt utilizate frecvent pesticidele, care după destinaţie pot fi: fungicide, folosite pentru combaterea bolilor produse de ciuperci parazite; insecticide, folosite pentru combatere insectelor şi erbicide, folosite pentru combaterea buruienilor. Masinile şi echipamentele tehnice utilizate la erbicidat efectuează pulverizarea (dispersarea) substanţelor chimice lichide (erbicide) sub formă de soluţii, suspensii sau emulsii, în picături foarte fine şi în cantităţi determinate pe suprafaţa plantelor sau a solului.

În prezent se utilizează atât maşini de stropit cu pulverizare hidraulică, maşini cu pulverizare pneumatic, maşini de stropit cu pulverizare mecanică şi maşinile de stropit cu pulverizare combinată hidropneumatică.

In general o maşină de stropit se compune din: cadrul maşinii; rezervorul de lichid;furtunuri si conducte de transport ale lichidului; sistemul de filtrare; pompa(e) de lichid; agitatoarele (omogenizatoarele) de lichid; grupul de comanda cu aparatura de control, de dozare si de distributie; rampa de stropit cu echipamentul de pulverizare; diverse echipamente auxiliare (pentru spalare, prepararea solutiilor, etc.).

In tabelul de mai jos sunt prezentate masini de stropit purtate, cu sasiu propriu si autopropulsate

Page 4: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Maşină de stropit purtată

pe tiranţii instalaţiei hidraulice

Maşină de stropit montată pe şasiul tractor

Maşină de stropit cu pulverizare hidraulică

Maşină de stropit

tractată

Maşină de stropit cu

rampa amplasata frontal

Echipament de stropit

prafitoare Fig. 1.3. Maşini de stropit clasice

1.5. Metode si algoritmi de prelucrare a imaginilor. Utilizarea pe scara larga a computerelor digitale în procesarea informatiei a dus la

conceptia gresita ca atât informatia cât si procesarea ei sunt dependente de acestea. Prelucrarea (digitala) a imaginilor reprezinta un domeniu care are la baza o teorie

matematica riguroasa, bine pusa la punct, dar în general implementarile pe diverse masini de calcul sunt destul de mari consumatoare de resurse (putere decalcul, memorie), în special daca ne referim la utilizarea în timp real a informatiilor extrase din imagini.

Prelucrarea imaginilor include mai multe discipline, şi anume: preluarea, compresia si stocarea imaginilor; restaurarea si ameliorarea imaginilor prin corectii geometrice, radiometrice, ajustari de contrast, filtrarea zgomotuluiş fotogrammetrie, adica masuratori ale unor obiecte, fenomene facute pe baza unor imagini; recunoasterea formelor (pattern matching, shape recognition, face recognition); vederea artificiala (computer vision, robot vision); inteligenta artificial şi sinteza de imagini, imagini generate de calculator.

In fig. 1.4 este prezentat schematic domeniul de prelucrare de imagini si in fig. ..este descrisa structura generala a unui sistem de vedere artificiala.

Fig.1.4. Domeniul de prelucrare a

imaginilor

Achizitionarea imaginilor se realizeaza prin intermediul unui sistem (digital) de achizitie, compus din: un sistem optic (lentile, diafragma); un senzorul propriu-zis (CCD de obicei); un eventual etaj de amplificare si filtrare a semnalului de la senzor si un convertor analog-numeric.

Fig.1.5. Structura generala a procesului

Page 5: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Trebuie de retinut însa ca sistemul de achizitie a imaginii este o componenta esenUiala a lantului de prelucrare de imagine si în proiectarea acestuia trebuie Tinut cont de o serie de parametri: parametri optici: parametri fotometrici si parametri geometrici

În final, sistemul de achizitie produce o imagine digitala, de fapt un tablou bidimensional, iar valorile din acest tablou pot reprezenta intensitatea luminii, distante sau alte marimi fizice.

Principalul obiectiv al acestei lucrări este de a dezvolta un sistem capabil să diferentieze plantele de cultura de buruieni si sa achizitioneze cadre video în timp real. 1.6 Integrarea algoritmilor de prelucrare a imaginilor in tehnologiile de aplicare a tratamentelor fitosanitare

In lume s-au incercat solutii de automatizare a procesului de stropire a culturilor utilizand algoritmi de recunoastere a imaginilor. Astfel un exemplu reprezentativ este cel realizat de Burgos-Artizzu și colab., in 2009. Acesta a automatizat o masina de stropit clasica, de 10 m latime de lucru, formata din 5 segmente de rampa independente de 2 m fiecare. Au dotat echipamentul cu un sistem video pentru identificarea randurilor si a buruienilor din cultura in timp real. Informatiile de la sistemul video au fost folosite pentru controlul parametrilor de lucru ai masinii de stropit. În figura urmatoare se prezinta echipamentul astfel creat, avand camera amplasata la o înălțime de 2,15 m fata de sol, cu un unghi de înclinare de 10 °.

Fig.1.6. Amplasarea camerei orientata in directia de inaintare a tractorului pe acoperis.

Folosind această configurație imaginile rezultate acopera doar 6,5 m in loc de 10 m, cat este latimea totala de lucru a masinii. Din păcate, amplasarea camerei la o inaltime mai mare ar avea alte dezavantaje, cum ar fi o precizie mult mai mica sau neclaritate a imaginii mai mare, din cauza impactului major al vibratiilor generate de tractor. In figura urmatoare se prezintă un exemplu de tipuri de cadre a imaginilor obținute.

Page 6: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig.1.7. Exemple de cadre achizitionate.

După cum se poate observa din figură, cadrele capturate pot varia foarte mult în luminozitate, culoarea de fundal a solului și a culturilor / acoperirea buruienilor, toate acestea situații reprezentand perturbatii care pot afecta prelucrarea imaginii astfel incat interpretarea acesteia sa nu fie corecta. Mai mult decât atât, procesarea imaginii va trebui să se ocupe si de problemele ridicate de deplasarea tractorului printr-un teren neregulat, care pot provoca imagini neclare și chiar deplasarea bruscă a unghiului de vizualizare.

In aceste conditii se impune realizarea unor cercetari menite sa atenueze efectele perturbatiilor identificate in cadrul procesului de realizare a tratamentelor fitosanitare folosind sisteme video. 1.7.Alegerea solutiei constructive

În urma analizei soluțiilor constructive existente la momentul actual pe piața națională și internațională se va realiza in cadrul fazei a 2 a proiectului, proiectarea unui model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora. Modelul experimental va fi realizat si montat sub forma unui kit pe o masina clasica de stropit in culturile de camp si va fi utilizat respectand conceptul de agricultura de precizie.

In urma realizarii modelului experimental inovativ se vor obtine imbunatatiri considerabile cu privire la urmatoarele caracteristici: dozarea optima a tratamentelor fitosanitare aplicate functie de gradul de imburuienare a culturilor de camp, parametrii calitativi de lucru superiori ai masinii de stropit şi soluţii care să-i confere siguranţă în exploatare, fiabilitate sporită, întreţinere şi reglaje simple şi uşor de efectuat. Faza 2 - Documentație de execuție (proiectare) model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora. Faza 2: Documentație de execuție (proiectare) model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora 2.1 Sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare - SITF. Descriere şi componenţă.

Modelul experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp va fi compus din urmatoarele elemente principale:

1. sistem de recunoastere a imaginilor, destinat cuantificarii gradului de imburuienare al culturii;

Page 7: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

2. sistem tehnic destinat controlului activ al parametrilor de lucru ai masinii de stropit. Sistemul de recunoastere a imaginilor va fi compus următoarele componente principale:

- Camere inteligente pentru achizitia si prelucrarea imaginilor (color); - Stabilizator mecanic pentru camere inteligente - Senzor viteza fotoelectric reflexiv; - Interfata grafica cu utilizatorul - TO (terminal de operare); Sistemul tehnic destinat controlului activ al parametrilor de lucru ai masinii de stropit

va fi compus din urmatoarele componente principale: - regulatoare de presiune software; - regulatoare de debit software; - traductoare de presiune; - debitmetru digital; - distribuitor hidraulic cu comanda electrica (24 Vcc), cu actionare cu motoare

electrice(robinet cu motor electric, un robinet principal si 5 robinete pentru segmentele de rampa);

- invertor 12Vcc-220 Vca (1000 W); - sursa de tensiune 24Vcc; - PLC (controller logic programabil);

Sistemul inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare - SITF - reprezinta un echipament complex destinat montarii acestuia pe masinile clasice de aplicat tratamente fitosanitare in culturile de camp. Sistemul va fi realizat sub forma unui kit care poate fi adaptat pe aproape orice model de echipament destinat aplicarii tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, singura dependenta a kitului fata de tractor fiind sursa de energie electrica. Modelul experimental simulat grafic al sistemului inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare montat pe o masina de stropit clasica este prezentat in (fig. 1),

Fig. 2.1 – Modelul experimental simulat grafic al sistemului inteligent pentru controlul activ

al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare - SITF

2.2. Cerinte tehnice soft de control ale sistemului inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare

Functionarea modelului experimental proiectat in cadrul fazei presupune interconectarea si sincronizarea componentelor hardware descrise la punctul 5.1 cu componentele software instalate pe cele trei elemente principale din cadrul sistemului inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare: - camerele inteligente de recunoastere a imaginilor, cu software care va fi dezvoltat in mediul Vision Buider AI.

Page 8: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

- PLC-ul (programmable logical controller), cu software care va fi dezvoltat in mediul GXWorks2. - terminalul de operare, software care va fi dezvoltat in mediul GotDesigner. Modul de functionare software in ansamblu:

In vederea functionarii optime a sistemului inteligent, cerintele software pe care trebuie sa le respecte softul de control sunt dupa cum urmeaza:

Camerele inteligente captureaza imagini ale culturii aflate in fata masinii de stropit, sincronizat cu viteza de deplasare a acesteia. Acestea vor analiza imaginile si vor transmite catre PLC gradul de infestare cu buruieni al culturii, pe zone de interes, identice ca latime cu latimea segmentelor rampei masinii de stropit.

PLC-ul va calcula norma de substanta fitosanitara in functie de gradul de imburuienare si va comanda printr-un algoritm de comanda specific robinetii cu motor care alimenteaza fiecare segment de rampa. Algoritmul de comanda va fi bazat pe principiul reactiei negative primita de la senzorii de presiune de pe fiecare segment de rampa si va tine cont de sensul de rotatie al motorului electric de actionare a robinetilor. In consecinta se vor aplica cantitati diferite pe fiecare segment de ramp corelat cu procentul de buruieni din zonele parcurse de acestea.

Interfata grafica cu utilizatorul va permite selectarea normei de substante fitosanitare de referinta pentru cultura tratata, vizualizarea parametrilor de lucru (presiune, debit, viteza, etc).

Fig. 2.2 - Schema logica software

Page 9: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Schema de automatizare a sistemului inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora cuprinde:

Fig. 2.3 - Schema electrica si de automatizare a sistemului inteligent de control

(1.R -reervor masina de stropit, 2.P - pompa masina de stropit, 3.PTx traductor de presiune, 4.FX 3* – PLC, 5.NI17**– camera inteligenta, 6.SV – senzor viteza, 7.GT10** - terminal de operare, 8.Mx motor electric, 9Rd - rampa masina de stropit cu 5 segmente,

10 D– debitmetru) *componentele incadrate in chenar rosu nu fac parte din kit

Sistemul inteligent de comanda si control va fi alimentat prin intermediul un invertor cu o sursa de 24VCC conectate la bateria tractorului.

2.3. Componente principale ale sistemului inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora.

Camera inteligenta color cu urmatoarele caracteristici minimale:

IP IP 67

Iesire video: VGA

Protocl de comunicare i ndustriala suportat :

Ethernet / IP Modbus Modbus / TCP RS-232 TCP / IP

Minim Frame Rate(la rezolutie maxima) 17 fps

Page 10: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Rezolutie Minim 1280 x 960 SXGA

Fig.2.4 – Camera inteligenta

PLC, tip FX3* cu urmatoarele caracteristici minimale:

- Tensiune de alimentare 24 Vcc - 16 intrari digitale 0-24 Vcc - 8 intrari analogice 0-10 Vcc - 8 iesiri pe tranzistor

Fig.2.5 – PLC

Terminal de operare tip GT10**

- Tensiune de alimentare 24 Vcc - interfata comunicatie RS422

Fig.2.6 – Terminal de operare

Senzor viteza fotoelectric reflexiv WE-R3BL 0-0.08m NPN/NO

- Senzor: optoelectronic; - Raza:0 - 0,08m; NPN; LIGHT-ON; reflexiv - Tip senzor optoelectronic - Raza 0...0.08m - Configuratie iesire NPN - Moduri functionare senzor LIGHT-ON - Mod de actionare reflexiv - Gama tensiunii de alimentare 12...30 V DC - Conexiune cablu 2 m - Clasa etanseitate IP66 - Curent de incarcare max. 120mA - Frecventa comutare max. 250Hz - Temperatura de lucru -30...70C - Carcasa senzor M18x1

Page 11: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig.2.7 – Senzor viteza

Stabilizator mecanic Camera video

Fig.2.8 - Stabilizator mecanic

Faza 3 - Realizarea model experimental

„Realizarea model experimental (ME)’’, a treia fază a proiectului: "Sistem

inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare

in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora", a fost

întocmit pe baza comenzii interne nr. 665 / 2016.

Pentru realizarea modelui experimental (ME) de sistem inteligent pentru controlul

activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de

gradul de infestare cu buruieni al acestora au fost realizate următoarele părți

componente :

Software PLC

Software terminal de operare

Software pentru recunoaşterea imaginilor.

Cutie de comanda si control

Montaj camere inteligente

Echipare distribuitor hidraulic

3.1 Software PLC

Acesta a fost dezvoltat in mediul de programare GXWorks2. Programarea s-a facut

in modul ladder, fiind realizati 1542 pasi de program. S-au folosit atat registri de date cat si

Page 12: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

registri boolean procesati atat cu functii predefinite cat si cu porti logice. Programul dezvoltat

realizeaza urmatoarele operatii:

Citire pe intrari:

- achizitia de date de la traductoarele din sistem: presiune, debit, viteza de

deplasare pe intrarile analogice (4-20 mA) cat si digitale (0-24Vcc);

- citirea si decodarea trenurilor de impulsuri primite de la camerele inteligente pe

intrarile de numarare rapida;

Procesare:

- realizarea buclelor de reglare a presiunii de lucru cu algoritm PID pentru fiecare

segment de rampa pentru care au fost primite informatii cu privire la gradul de imburuienare

de la camerele inteligente;

Scriere iesiri:

-setarea iesirilor pe tranzistor pentru fiecare robinet corespunzator segmentelor de

rampa, in functie de comenzile fiecarei bucle de reglare;

In figura 1 se prezinta o secventa de program corespunzatoare fazei de achizitie de

date de la traductoarele de presiune.

Comunicare:

- realizeaza functia de comunicare cu interfata grafica cu utilizatorul a terminalului

de operare;

Fig. 3.1. Software PLC

3.2 Software terminal de operare

Acesta a fost realizat folosind mediul de programare GotDesigner.

Rolul acestui software este acela de a realiza interfata grafica cu utilizatorul, de unde

acesta poate seta urmatorii parametrii de lucru:

Mod de lucru: Manual/Automat

Norma de substanta de referinta

Viteza de lucru de referinta

In figura 3.2 se prezinta aspecte din timpul realizarii secventei de program referitoare

la modul de lucru Automat.

Page 13: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig. 3.2. Software terminal de operare

3.3 Software pentru recunoaşterea imaginilor.

Software-ul pentru recunoaşterea imaginilor a fost dezvoltat folosind mediul de

programare NI Vision Builder, compatibil cu camerele inteligente folosite, de tip NI 1774C.

Acestea dispun de memorie interna reinscriptibila care poate stoca pasi de program

software si au controller integrat care poate realiza operatii de prelucrare imagini.

Fig. 3.3. Software pentru recunoaşterea imaginilor

3.4 Cutie de comanda si control

In Fig. 4 se prezinta cutia de comanda si control. In acesta sunt montate principalele

elemente componente: PLC, terminal de operare, sursa de alimentare, siguranta automata.

PLC-ul calculeaza norma de substanta fitosanitara in functie de gradul de imburuienare si

comanda printr-un algoritm de comanda specific robinetii cu motor care alimenteaza fiecare

segment de rampa. Algoritmul de comanda este bazat pe principiul reactiei negative primita

de la senzorii de presiune de pe fiecare segment de rampa. In consecinta se vor aplica

cantitati diferite pe fiecare segment de rampa corelat cu procentul de buruieni din zonele

Page 14: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

parcurse de acestea. Interfata grafica cu utilizatorul permite selectarea normei de substante

fitosanitare de referinta pentru cultura tratata, vizualizarea parametrilor de lucru (presiune,

debit, viteza, etc).

Fig.3.4 – Cutie de comanda si control

3.5 Montaj camere inteligente

Cele două camere inteligente utilizate au fost montate pe un suport special adaptat

la stabilizatorul de imagine. Stabilizatorul de imagine mecanic, are rolul de preluare a

miscarii camerelor in timpul deplasarii tractorului, creandu-se astfel conditile optime

necesare achizitiei si prelucrarii imaginilor in timp real. Ansamblul format din camere

inteligente si stabilizator a fost montat ulterior in partea din fata a acoperisului cabinei

tractorului.(Fig. 5)

Page 15: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig. 3.5. Montarea cemerelor inteligente pe stabilizatorul de imagine mecanic,

si ulterior in partea din fata a acoperisului cabinei.

3.6 Echipare distribuitor hidraulic

Distribuitorul hidraulic actionat electric echipat cu senzori de presiune si debit

este prezentat in Fig.3.6. Acesta este format din robineti actionati cu motor de curent

continuu alimentat de la sursa de tensiune a tractorului care alimenteaza fiecare segment

de rampa. De asemenea exista un robinet general care regleaza presiunea totala de lucru.

Robinetii sunt actionati si inchid sau deschid circuitul hidraulic in functie de presiunea de

lucru comandata de catre sistemul de control al echipamentului.

Fig.3.6 – Distribuitor hidraulic cu senzori de presiune si debit

(1 - senzor debit, 2 - senzori presiune)

1

2

Page 16: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

3.7. Modul de functionare software in ansamblu:

In vederea functionarii optime a sistemului inteligent, cerintele software pe care trebuie sa le respecte softul de control sunt dupa cum urmeaza:

Camerele inteligente captureaza imagini ale culturii aflate in fata masinii de stropit, sincronizat cu viteza de deplasare a acesteia. Acestea vor analiza imaginile si vor transmite catre PLC gradul de infestare cu buruieni al culturii, pe zone de interes, identice ca latime cu latimea segmentelor rampei masinii de stropit.

PLC-ul va calcula norma de substanta fitosanitara in functie de gradul de imburuienare si va comanda printr-un algoritm de comanda specific robinetii cu motor care alimenteaza fiecare segment de rampa. Algoritmul de comanda va fi bazat pe principiul reactiei negative primita de la senzorii de presiune de pe fiecare segment de rampa si va tine cont de sensul de rotatie al motorului electric de actionare a robinetilor. In consecinta se vor aplica cantitati diferite pe fiecare segment de rampa corelat cu procentul de buruieni din zonele parcurse de acestea.

Interfata grafica cu utilizatorul va permite selectarea normei de substante fitosanitare de referinta pentru cultura tratata, vizualizarea parametrilor de lucru (presiune, debit, viteza, etc).

Faza de executie 2017 Faza 4 - Experimentarea si definiivarea constructiva a modelului experimental. Faza 5 - Demonstrarea utilitatii si functionalitatii tehnologiei; Definitivare proiect tehnic de executie(PTE); Diseminarea rezultatelor.

Page 17: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Faza nr. 4 - Experimentarea si definiivarea constructiva a modelului experimental

În vederea atingerii obiectivului fazei nr. 4 „Experimentarea si definiivarea constructiva a modelului experimental’’ s-au desfăşurat următoarele activităţi:

- Întocmirea metodologiei de testare a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare.

- Întocmirea raportului de testare a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare.

- Definiivarea constructiva a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare.

- Definitivarea software-ului sistemului; Raportul de experimentare (testare) a fost elaborat în conformitate cu cerinţele specificate în standardele şi procedurile în vigoare ale INMA Bucureşti privind încercările echipamentelor tehnice.

Rezumatul fazei: (maxim 5 pagini) Experimentarea sistemului inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare

a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora

Buruienile reprezinta o serie de plante nedorite, care se dezvolta in cele mai

diferite conditii de mediu, avand de asemenea un impact economic negativ pentru fermieri. Burienile se dezvolta impreuna cu plantele de cultura, influentand negativ dezvoltarea acestora. In ideea combaterii buruienilor, una dintre cele mai utilizate metode de combatere, este reprezentata de aplicarea de tratamente fitosanitare in culturile de camp. Pentru o utilizare optima a tratamentelor fitosanitare, este necesara o buna cunoastere a platelor cultivate, pentru o identificare corecata a principaleleor plate nedorite care se dezvolta cu preponderenta in tipul de cultura ales. In ideea aplicarii tratamentelor fitosanitare cu un impact negativ cat mai mic asupra mediului inconjurator, este necesara aplicare a acesta dozata optim in culturile de camp in funcie de gradul de acoperiere cu buruieni al acestora.

In vederea aplicarii unei doze optime de tratament fitosanitar in culturile de camp in functie de gradul de imburuienare al acestora, in cadrul proiectului " SISTEM INTELIGENT PENTRU CONTROLUL ACTIV AL LUCRARILOR DE REALIZARE A TRATAMENTELOR FITOSANITARE IN CULTURILE DE CAMP, IN FUNCTIE DE GRADUL DE INFESTARE CU BURUIENI AL ACESTORA" a fost realizat un model experimental de echipament inteligent de aplicat tratamente fitosanitare.

Modelul experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora, este alcatuit din urmatoarele parti com ponente importante:

Page 18: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

- Sistem de recunoastere a imaginilor in timp real, ce are ca scop determinarea gradului exact de imburuienare, fiind compus din doua camere inteligente, pozitionate in partea din fata pe acoperisul cabinei tractorului utilizat, acestea fiind fixate pe un suport cu un stabilizator de imagine ce are ca scop preluaea eventualelor vibratii ce pot influenta calitatea imaginilor achizitionate(Fig.1)

Fig. 1 Sistem de recunoastere a imaginilor in timp real.

- Sistem de monitorizare, comanda si control, cu rolul de preluare a datelor

transmise de camerele inteligende si transmiterea corespunzatoare a comenzilor spre sistemul de aplicare a tratamentelor fitosanitare. Acesta este compus dintr-un calculator central de proces(PLC) si un displa cu touch screen pe care pot fi monitorizare o serie de informatii in timp real.(Fig. 2)

Fig. 2 Sistemul de monitorizare, comanda si control.

- Sistem de dozare si aplicare a tratamentelor fitosanitare in culturile de

camp(Fig. 3), dotat cu traductori de monitorizare a debitului(Fig. 4).

Page 19: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig. 3 Sistem de dozare a tratamentelor fitosanitare.

Fig. 4 Traductori destinati monitorizarii debitului.

Pentru realizarea experimentarilor sistemului inteligent pentru controlul activ al

lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora, a fost utilizat un echipament de aplicat tramaente fitosanitare cu o latime totala de lucru de 12m, cunfigurat cu 3 segmente de lucru, fiecare cu o latime de 4m.(Fig.5)

Fig.5 Model experimental de sistem inteligent de aplicat tratamente fitosanitare,

monatat pe un echipament de stropit in culturi de camp cu o latime totala de 12m.

Page 20: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Modul de operarare al echipamnetului implica in prima faza achizitia de imagini ale culturii in timp real, prin intermediul camerelor inteligente pozitionate in partea din fata a acoperisului cabinei tractorului pe care a fost montat echipamentul de aplicat tratamente fitosanitare. Camerele inteligente analizeaza imaginile achizitionate prin intemediul uni algoritm de recunoastere si prelucrare complex, transmitand mai deprte catre unitatea de comanda si control date in timp real referitoare la gradul de infestare cu buruieni al culturii. Unitatea de calcul realizeaza calcului normei optime de aplicare a tratamentelot fitosanitare, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora, comandand mai departe electrovalvele de dozare aferente fiecaruia din cele 3 segmente ale rampei de aplicat tratamente fitosanitare.

Algoritmul de recunoaste si prelurare a imagnilior utilizat pentru identificarea gradului de infestare cu buruieni a fost dezvoltat utilizand softul NI Vision Builder special destinat camerelor utilizate - NI 1774C. Camerele inteligente dispun de o memorie interna reinscriptionabila, pe care este scris programul de recunoastere, acesta fiind rulat continuu si independent prin intemediu lprocesorului intern al camerelor.

Algoritmul de recunoastere si prelucrare a imaginilor dezvortat, respecta urmatoarele etape logice de procesare:

- achizitia de imagini in timp real si partitionarea acestora in zone de interes. Impartirea imaginii in mai multe zone de interes se realizeaza pentru corelare zonelor analizate cu zona de actiune a fiecarui segment de rampa a echipamentului de aplicat tratamente fitosanitare. Achizitia de imagini se realizeaza la fiecare 5m ai culturii, aceasta fiind dimensiunea maxima permisa de obiectivul camerelor inteligente.

Fig. 6 Exemplu de imagini de cultura achizitionate.

- urmatoarea etapa de procesare este reprezentata de identificarea randurilor de

cutura pentru fiecare zona de interes definita. Aceasta operatiune este realizata prin extragerea culorii verzi din RGB, identificandu-se astfel atat randurile de cultura cat si zonle acoperite cu buruieni.(Fig. 7)

Page 21: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig. 7. Identificarea zonelor definite de randurile de cultura si a celor acoperite cu buruieni - colorate cu albastru

- pasul urmator este definit de identificarea spatiilor pozitionate intre randurile de cultura pentru fiecare zona de interes definita anterior. Aceasta etapa are rolul de a identifica spatiile de pamant care nu sunt acoperite cu buruieni sau plante de cultura(Fig. 8).

Fig. 8. Identificarea spatiilor de sol neacoperite cu buruieni sau plante de cultura – colorate cu albastru.

Determinarea procentuala a gradului de imburuienare, se realizeaza prin analiza comparativa a spatiilor identificate ca fiind acoperite de buruieni si plante de cultura si spatiile libere de sol. In functie de rezultatul obtinut in urma acestei analize, unitatea de comanda si control transmite electrovalvelor comanda pentru realizarea dozajului optim de substanta fitosanitara aplicata pentru fiecare segment de rampa in parte. In cele ce urmeaza este prezentata o analiza comparativa referitoare la comportamentul echipamentului de aplicat tratamente fitosanitare echipat cu sistemul inteligent de dozare, respectiv cu un sistem clasic de dozare. Pentru realizarea experimentarilor au fost utilizat un echipament de aplicat tratamente fitosanitar cu o latime de 12m, echipat cu 16 duze de trei tipuri (0,4mm, 0,5mm, respactiv 0,6mm), experimente realizate la trei viteze de lucru(8 km/h, 10 km/h respectiv 12km/h) si cu o presiune de lucru de 3 bar.

In tablul 1 sunt prezentatate conditiile de testare luate in considerare.

Tablul 1

Page 22: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Conditii testare

Nr.crt. Tipul duzei

(mm)

Viteza de lucru

(km h-1)

Presiunea de lucru (bar)

Norma impusa

(l ha-1)

1 ISO 11004 8 3 240

2 ISO 11005 10 3 240

3 ISO 11006 12 3 240

Experimentele au fost realizate pe o lungime de 200 de metrii, cu latimea echipamentului de aplicat tratamente fitosanitare de 12m, totalizand o suprafata de lucru de 0,24 ha. terenul a fost cultivat cu porumb, si a fost lasat intentionat neprelucrat pentru a permite cresterea buruienilor. In tabelul 2 sunt prezentate rezultatele medii obtinute pentru gradul de acoperire cu buruieni, pentru intreaga suprafata lucrata.

Tableul 2 Rezultate obtinute pentru gradul de imburuienare

Nr.crt. Tipul duzei

(mm)

Viteza de lucru

(km h-1)

Gradul de acoperire cu buruieni (%)

1 ISO 11004 8 39.8

2 ISO 11005 10 37.9

3 ISO 11006 12 38.2

In tabelul 3 sunt prezentate datele comparative obtinute in teren, pentru echipamentul clasic de aplicat tratamente fitosanitare, cat si pentru echipamentul inteligent cu recunoastere de imagini.

Table 3 Rezultate comparative in camp intre echipamentul clasic de aplicat tratamente

fitosanitare si cel echipat cu sistemul inteligent de recunoastere.

Nr.crt. Tipul duzei

(mm)

Viteza de lucru

(km h-1)

Cantitatea imusa de substanta aplicata (l)

Echipament de aplicat

tratamente fitosanitare cu control clasic (l)

Echipament de aplicat

tratamente fitosanitare echipat cu

suistem inteligant de

control (l)

Diferenta(%)

1 ISO 11004 8 57.6 58.8 50.4 14.29

Page 23: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

2 ISO 11005 10 57.6 58.1 50.6 12.91

3 ISO 11006 12 57.6 57.4 50.3 12.37

2. Rezultate, stadiul realizării obiectivului fazei, concluzii şi propuneri pentru

continuarea proiectului Rezultatele planificate ale proiectului sunt realizate integral, fiind concretizate

prin: Studiu tehnologic privind tehnologiile inovative (utilizate în ţară şi pe plan

mondial) pentru realizarea tratamentelor fitosanitare utilizand un sistem inteligent pentru controlul activ de monitorizare si control (realizat in cadrul fazei nr. 1)

Documentaţie de execuţie a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare; (realizat in cadrul fazei nr. 2).

Realizarea model experimental (ME sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare; (realizat in cadrul fazei nr. 3)

Testarea, definitivarea constructivă model experimental (ME), realizat în cadrul fazei actuale nr. 4 și concretizată prin intocmirea de:

Raport de experimentare a tehnologiei inovative şi echipamentului propus (model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora);

Metodologia de incercare a echipamentului model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora.

Realizarea fazei 4 a proiectului nu a necesitat modificari aceasta fiind realizata in conformitate cu planul de realizare, atingandu-se in totalitate obiectivele propuse Pe baza concluziilor rezultate în urma experimentarii si definiivarii constructive a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ in timp real al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora, se propune trecerea la următoarele faze de execuţie din propunerea de proiect şi schema de realizare a proiectului, respectiv: - Demonstrarea utilitatii si functionalitatii tehnologiei, definitivare proiect tehnic de executie(PTE) si diseminarea rezultatelor, cu respectarea cerinţelor elaborate în acest scop.

Page 24: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Faza nr. 5 - Demonstrarea utilitatii si functionalitatii tehnologiei.Definitivare proiect tehnic de execuție (PTE). Diseminare rezultatelor

Obiectivul fazei:

Obiectivul fazei nr. 5 a constat in: Demonstrarea utilitatii si functionalitatii tehnologiei dezvoltate in cadrul proiectului, definitivarea proiectului tehnic de execuție (PTE) a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF și diseminarea rezultatelor.

Rezultate preconizate pentru atingerea obiectivului fazei: - În vederea atingerii obiectivului fazei nr. 5, “ Demonstrarea utilitatii si functionalitatii tehnologiei. Definitivare proiect tehnic de execuție (PTE). Diseminare pe scara larga a rezultatelor”, s-au desfăşurat următoarele activităţi:

- Demonstrarea utilitatii si functionalitatii tehnologiei dezvoltate in cadrul proiectului. - Definitivarea proiectului tehnic de execuție (PTE) a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF. - Diseminare rezultatelor; - Întocmirea dosarului economico-financiar, a dosarului tehnic şi predarea

lor Autorităţii Contractante - MCI în vederea decontării: Proces verbal de avizare internă; Raport de activitate al fazei; Deviz postcalcul; Centralizatoare de cheltuieli.

Rezumatul fazei: (maxim 5 pagini)

Demonstrarea privind utilitatea şi funcţionalitatea tehnologiei şi ME propus În cadrul fazei nr. 5, la sediul INMA, s-a realizat demonstrarea utilității și

funcţionalităţii tehnologiei inteligenta de intretinere si a sistemului inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF.

Demonstrarea a fost efectuată de către specialişti din cadrul colectivului de lucru al Departamentului de Încercări al INMA Bucuresti. La această acţiune au participat specialişti din mediul economic şi ştiinţific, cărora li s-a prezentat tehnologia de intretinere si sistemul inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora. Echipamentul tehnic a fost dezvoltat în cadrul proiectului, evidențindu-se astfel avantajele utilizarii algoritmului de identificare a gradului de imburuienare a culturilor de camp si a dozarii optime de substanta fitosanitara in functie de acesta.

Aspecte din timpul demonstraţiei sunt prezentate în fig. 9.

Page 25: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Fig. 9. Aspecte din timpul demonstraţiei Definitivarea proiectului tehnic de execuție (PTE) Buruienile reprezinta o serie de plante nedorite, care se dezvolta in cele mai

diferite conditii de mediu, avand de asemenea un impact economic negativ pentru fermieri. Buruienile se dezvolta impreuna cu plantele de cultura, influentand negativ dezvoltarea acestora. In ideea combaterii buruienilor, una dintre cele mai utilizate metode de combatere, este reprezentata de aplicarea de tratamente fitosanitare in culturile de camp. Pentru o utilizare optima a tratamentelor fitosanitare, este necesara o buna cunoastere a platelor cultivate, pentru o identificare corecata a principaleleor plate nedorite care se dezvolta cu preponderenta in tipul de cultura ales. In ideea aplicarii tratamentelor fitosanitare cu un impact negativ cat mai mic asupra mediului inconjurator, este necesara aplicarea acestora dozata optim in culturile de camp in functie de gradul de acoperire cu buruieni al acestora.

În urma verificărilor şi măsurătorilor efectuate în timpul testarii modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF., nu s-au constatat pierderi de substanta fitosanitara sau functionari neconforme raportate la modul de functionare prevazut in timpul realizarii modelului experimental. De asemenea a fost identificata o posibilitatea de imbunatatire a procesului de lucru al sistemului inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de

Page 26: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF. Aceasta consta in imbunatatirea sistemului de montare al stabilizatorului camerelor inteligente prin adaugarea unui punct de sprijin suplimentar, reprezentat in Fig. 10.

Odata cu montarea acestui punct suplimentar de sprijin, o mare parte a vibratiilor in plan orizontal au fost eliminate, fapt care a condus la o mai eficienta achizitie a imaginilor culturii, care urmeaza a fi prelucrate, contribuind esential la calitatea acestora.

Fig. 10. Reprezentare sistem de prindere a stabilizatorului pe care sunt montate camerele inteligente, cu un punct suplimentar de sprijin.

Diseminare pe scara larga a rezultatelor În vederea diseminării pe scară largă prin comunicarea şi publicarea rezultatelor

obţinute în cadrul proiectului „SISTEM INTELIGENT PENTRU CONTROLUL ACTIV AL LUCRARILOR DE REALIZARE A TRATAMENTELOR FITOSANITARE IN CULTURILE DE CAMP, IN FUNCTIE DE GRADUL DE INFESTARE CU BURUIENI AL ACESTORA”, au fost elaborate materiale de informare a posibililor beneficiari ai rezultatelor proiectului, materializate prin fişă tehnică, pagină Web, realizate pe perioada desfăşurării proiectului şi cu perspective de continuare după încheierea acestuia. Totodată, au fost publicate in

Page 27: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

timpul derulării proiectului 2 articole ISI, 2 articole indexate BDI, 2 din acestea fiind comunicate (susținute public in cadrul unor conferințe/simpozioane internaționale).

Imagini din timpul conferintelor internationale in care au fost sustinute comunicarile stintifice.

Fig.11. Imagini din cadrul conferinței internationale International Scientific

Conference ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT, Jelgava, Letonia, 2017 a fost comunicata lucrarea: RESEARCHES IN OPTIMIZING THE WORKING PROCESS OF

MACHINERY USED FOR TREATMENT OF FIELD CROPS Mihaela Nitu , Mihai Matache, , Valentin Vladut.

Fig.12. Imagini din cadrul conferinței internationale "International Conference on

Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development TE-RE-RD 2016 a fost comunicata lucrarea":C. Persu, M. Matache, D. Cujbescu, G. Gheorghe, C. Mircea, M.

Ionescu, N. Ungureanu, I. Găgeanu, K.Ç.Selvi, S. Andrei "APPLICATIONS OF IMAGE PROCESSING ALGORITHMS IN THE AGRICULTURAL SECTOR"

De asemenea a fost realizată o cerere de brevet intitulată KIT DE SISTEM INTELIGENT PENTRU OPTIMIZAREA APLICARII TRATAMENTELOR FITOSANITARE IN CULTURILE DE CAMP, înregistrată la OSIM cu numărul A 100558 / 09.08.2017. Materiale de informare realizate pe parcursul desfăşurării proiectului:

Page 28: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

a. Articole cu cotație ISI:

1. Matache Mihai, Persu Catalin, Nitu Mihaela, Gheorghe Gabriel - VISION SYSTEM

FOR SPRAYING MACHINE ADAPTIVE CONTROL, pag. 358-364, 16th International

Scientific Conference ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Proceedings,

Volume 16, Jelgava, Letonia, 24.-26.05.2017, ISSN 1691-5976 (DOI:

10.22616/ERDev2017.16.N035).

2. Mihaela Nitu , Mihai Matache, Valentin Vladut, Imre Kiss - RESEARCHES IN

OPTIMIZING THE WORKING PROCESS OF MACHINERY USED FOR TREATMENT OF

FIELD CROPS, pag. 832-839, 16th International Scientific Conference

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Proceedings, Volume 16, Jelgava,

Letonia, 24.-26.05.2017, ISSN 1691-5976 (DOI: 10.22616/ERDev2017.16.N161).

b. Articole cotate BDI:

1. Cătălin PERSU, Dan Cujbescu, Mihai Matache, Gabriel Gheorghe, Iulian Voicea INTELLIGENT SYSTEM FOR THE ACTIVE CONTROL OF WORKS FOR APPLYING PHYTOSANITARY TREATMENTS, Proceedings of 2016 International Conference on Hydraulics and Pneumatics - HERVEX , November 9-11, Baile Govora, Romania, ISSN 1454 - 8003. http:// www.fluidas.ro/hervex/proceedings/proceedings2016.pdf.

2. C. Persu, M. Matache, D. Cujbescu, G. Gheorghe, C. Mircea, M. Ionescu, N. Ungureanu, I. Găgeanu, K.Ç.Selvi, S. Andrei "APPLICATIONS OF IMAGE PROCESSING ALGORITHMS IN THE AGRICULTURAL SECTOR", , 5th International Conference of Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development, pag.339 - 344, ISSN 2359-7941.

c. Comunicări.

Au fost susținute două lucrări știintifice: În cadrul conferinței internationale International Scientific Conference

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT, Jelgava, Letonia, 2017 a fost susținută lucrarea:

Mihaela Nitu , Mihai Matache, , Valentin Vladut, Imre Kiss - RESEARCHES IN OPTIMIZING THE WORKING PROCESS OF MACHINERY USED FOR TREATMENT OF FIELD CROPS, pag. 832 - 839, 16th International Scientific Conference ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Proceedings, Volume 16, Jelgava, Letonia, 24.-26.05.2017, ISSN 1691-5976 (DOI: 10.22616/ERDev2017.16.N161).

În cadrul conferinței internationale International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development TE-RE-RD 2016 a fost susținută lucrarea:

C. Persu, M. Matache, D. Cujbescu, G. Gheorghe, C. Mircea, M. Ionescu, N. Ungureanu, I. Găgeanu, K.Ç.Selvi, S. Andrei "APPLICATIONS OF IMAGE

Page 29: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

PROCESSING ALGORITHMS IN THE AGRICULTURAL SECTOR", 5th International Conference of Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development, pag.339 - 344, ISSN 2359-7941.

d. Editarea unui CD ROM ce conține: - fişă tehnică a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF. e. Crearea unei pagini web

În pagina web sunt prezentate date de recunoaştere, obiective, rezultate obţinute, prezentarea tehnologiei şi echipamentelor tehnice realizate în cadrul proiectului şi modul de diseminare a rezultatelor obţinute în urma realizării proiectului. Pagina web a proiectului este următoarea: http://www.inma.ro/Pagina_web_NUCLEU/NUCLEU_nou/PN_16_24_01_05/Sistem_inteligent_tratamente_fitosanitare.pdf

Rezultate, stadiul realizării obiectivului fazei, concluzii şi propuneri pentru continuarea proiectului

Rezultatele planificate ale proiectului sunt realizate integral, fiind concretizate prin:

Studiu tehnologic privind tehnologiile inovative (utilizate în ţară şi pe plan mondial) pentru realizarea tratamentelor fitosanitare utilizand un sistem inteligent pentru controlul activ de monitorizare si control (realizat in cadrul fazei nr. 1)

Documentaţie de execuţie a modelului experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare; (realizat in cadrul fazei nr. 2).

Realizarea model experimental (ME sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare; (realizat in cadrul fazei nr. 3)

Testarea, definitivarea constructivă model experimental (ME), realizat în cadrul fazei actuale nr. 4 și concretizată prin intocmirea de:

Raport de experimentare a tehnologiei inovative şi echipamentului propus (model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestorarealizat în cadrul fazei nr. 4);

Metodologia de incercare a echipamentului model experimental de sistem inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora.(realizat în cadrul fazei nr. 4).

Tehnologie omologată (realizat în cadrul fazei nr. 4).

Page 30: PN 16 24 01 05 - Sistem inteligent pentru controlul activ ... · PDF fileCultivarea plantelor mari consumatoare şi tolerante la erbicidul respectiv, ca de exemplu, ... restaurarea

Cerere Brevet de invenție: KIT DE SISTEM INTELIGENT PENTRU OPTIMIZAREA APLICARII TRATAMENTELOR FITOSANITARE IN CULTURILE DE CAMP, înregistrată la OSIM cu numărul A 100558 / 09.08.2017. (realizat în cadrul fazei nr. 5).

Lucrari stiintifice in reviste de specialitate indexate: BDI-2 si ISI-2. Comunicari stiintifice prezentate la conferinte nationale/internationale: 2 Pagina web.

Față de indicatori de proiect inițiali din cerere de finanțare au fost realizați în

plus: 1 articol ISI,

În urma evaluării şi aprecierii pozitive a rezultatelor obţinute, INMA Bucureşti

AVIZEAZĂ REZULTATELE DIN CADRUL PROIECTULUI „PN 16 24 04 03: "SISTEM

INTELIGENT PENTRU CONTROLUL ACTIV AL LUCRARILOR DE REALIZARE A

TRATAMENTELOR FITOSANITARE IN CULTURILE DE CAMP, IN FUNCTIE DE GRADUL DE

INFESTARE CU BURUIENI AL ACESTORA.”. Astfel rezultatele obținute vor constitui baza

unor parteneriate în vederea depunerii de oferte de proiecte cu alte institute de cercetare,

instituţii de învăţământ superior sau agenţi economici interesaţi pentru abordarea cercetării

aplicative în vederea implementarii în producţie a modelului experimental de sistem

inteligent pentru controlul activ al lucrarilor de realizare a tratamentelor fitosanitare in

culturile de camp, in functie de gradul de infestare cu buruieni al acestora - SITF.


Recommended