El desafío
El control de plagas es fundamental para el correcto manejo de cualquier viñedo porque permite una detección temprana y manejo de cualquier posible infestación de plagas. Al monitorear regularmente el viñedo, los productores de uva pueden identificar las plagas en una etapa temprana y tomar medidas para evitar daños mayores. El monitoreo también puede proporcionar datos valiosos sobre el comportamiento de las plagas, la estacionalidad y el tamaño de la población. Esta información se puede utilizar para ajustar las estrategias de manejo y proteger la calidad de las uvas cosechadas del viñedo.
Una de las formas más efectivas de monitorear plagas es usar trampas de feromonas. Las trampas de feromonas utilizan compuestos similares a hormonas sintéticas para atraer insectos específicos y estimar correctamente su presencia general en función de su número, evitando así daños y enfermedades importantes en las plantas. El uso de trampas de feromonas puede ayudar a proteger las vides de infestaciones severas, reducir el uso de pesticidas y asegurar un cultivo saludable. Además, estas trampas se pueden usar para rastrear la actividad de una especie en particular a lo largo del tiempo, lo que es útil para predecir cuándo es probable que las poblaciones de plagas alcancen su punto máximo o disminuyan. Al saber cuándo la presión de los insectos es alta o baja, los productores pueden planificar mejor los tratamientos y cultivar sus tierras en consecuencia.
El valor de las iniciativas de conservación y control de plagas es incalculable a medida que los efectos del cambio climático, la pérdida de biodiversidad y las invasiones de especies se vuelven más evidentes. Las trampas son ampliamente utilizadas para detectar poblaciones, monitorear el progreso del proyecto, determinar soluciones de manejo; además de evaluar el desempeño del tratamiento.
popillia japónica
El monitoreo de plagas de viñedos es la práctica de monitorear y controlar plagas de viñedos, como Popillia japonica. Popillia japonica es una especie de escarabajo originaria de Japón que se alimenta de hojas de vid y puede causar daños importantes en los viñedos. Las técnicas tradicionales de control de plagas involucran el monitoreo manual con trampas o trampas de feromonas. Estos métodos requieren mucha mano de obra y es posible que no brinden un monitoreo o control de plagas preciso y oportuno.
Nuestra solución
Proponemos una solución para estimar poblaciones de Popillia japonica en viñedos utilizando trampas de feromonas y visión artificial.
Este sistema utiliza la tecnología LoRa® para permitir el monitoreo remoto de Popillia japonica en viñedos. Arduino Pro permite a los agricultores monitorear la actividad de Popillia japonica con trampas de feromonas y recopilar datos de forma remota. Esto facilita que los agricultores detecten infestaciones en una etapa temprana y tomen medidas, lo que mejora la eficiencia y los rendimientos. La tecnología IoT también reduce los costos de mano de obra asociados con el monitoreo manual.
Al usar Computer Vision en combinación con la tecnología LoRa®, se pueden recopilar datos en tiempo real sobre la actividad de plagas. Esta información permite a los viticultores comprender mejor la dinámica de las plagas de los viñedos, como Popillia japonica, ayudándoles a tomar decisiones más informadas y a reducir su impacto medioambiental. Con las herramientas de monitoreo adecuadas, los viñedos ahora pueden estar mejor preparados para enfrentar el mayor riesgo de brotes de escarabajos japoneses que plantea el cambio climático. Con los dispositivos IoT, ya no hay excusa para no utilizar el control de plagas en los viñedos. El uso del monitoreo de plagas basado en IoT no solo es rentable, sino que también ayuda a reducir el impacto ambiental de las aplicaciones de pesticidas. Esto lo convierte en una herramienta importante para los administradores de viñedos que buscan proteger sus cultivos en un entorno en constante cambio. El futuro de la gestión de viñedos está en manos de tecnologías innovadoras como esta, que permiten a los agricultores garantizar que sus cultivos sean saludables y seguros. Al aprovechar la última tecnología, los productores de uva pueden asegurarse de que sus cultivos estén protegidos de las infestaciones y asegurar una temporada de cosecha exitosa año tras año.
Para enfrentar el desafío, diseñaremos un sistema de monitoreo de plagas basado en nodos de sensores que monitorean áreas del viñedo y envían los datos recopilados a una puerta de enlace LoRa® que puede mostrarlos localmente o enviarlos a una solución en la nube, donde se pueden realizar cálculos adicionales. ser realizado. . Ya sea en la puerta de enlace o en la nube, las alertas se pueden configurar en función de ciertos umbrales que se consideren relevantes.
Recuento de errores
Para monitorear el número de Popillia Japonica en cada sección del viñedo, elegimos el Visión Arduino Nicla que es ideal para este proyecto debido a sus capacidades avanzadas de procesamiento de imágenes. Combina un potente procesador Dual ARM® Cortex® M7/M4 IC con una cámara a color de 2 MP compatible con TinyML en un factor de forma compacto. La ficha técnica completa está disponible aquí. Para entrenar el modelo de detección de objetos, elegimos el pulso de borde plataforma donde podemos entrenar e implementar fácilmente un modelo que nos permitirá detectar una cantidad de errores en la vista de la cámara. Después de la implementación, no se necesita conectividad a Internet para la cámara y solo se enviará el recuento de errores al Arduino MKR-WAN a través de la UART.
Conectividad
EL Arduino MKR-WAN es una placa de desarrollo de IoT potente y versátil basada en el procesador ARM Cortex®-M0+ de 32 bits, perfecta para crear proyectos conectados. Es compatible con el protocolo de comunicación LoRa®, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de largo alcance, como el control de plagas en viñedos. Además, también es compatible con los protocolos de comunicación UART, I2C y SPI para que pueda conectarse fácilmente con otros dispositivos. Además, el MKR WAN 1310 tiene un cargador de batería LiPo incorporado para que su proyecto siga funcionando las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Con su tamaño compacto y bajo consumo de energía, esta placa se puede utilizar en una amplia gama de proyectos donde se requiere conectividad sin sacrificar la eficiencia energética.
Gracias a su conectividad de radio a través de transceptores de radio LoRa®, los datos se pueden enviar directamente a la puerta de enlace LoRa® más cercana que los transmite a Arduino IoT Cloud. Puerta, Arduino Pro WisGate Edge Pro con tecnología RAKwireless™ brinda conectividad segura y confiable para una amplia gama de aplicaciones comerciales y es adecuado para cobertura de área mediana a grande en entornos industriales y áreas remotas. Su alta potencia de transmisión y antenas de fibra de vidrio 2x con ganancia de 5dBi brindan una amplia cobertura en entornos abiertos, lo que lo hace ideal para el despliegue de IoT comercial en exteriores, requerido por ejemplo para sensores de estacionamiento, gestión remota de flotas, seguimiento de ganado y geolocalización, y soluciones de monitoreo del suelo que maximizan los cultivos. producir.
Resolver con Arduino Pro
Ahora veamos cómo podríamos ponerlo todo junto y qué necesitaríamos para la implementación en términos de hardware y software. El ecosistema Arduino Pro es la última generación de soluciones Arduino que ofrece a los usuarios facilidad de integración y servicios escalables, seguros y con soporte profesional.
Requisitos de hardware
Programa requerido
EL Nicla Visión fue programado en MicroPython ya que el modelo Edge Impulse fue construido/probado usando el IDE de OpenMV, por lo que también enviamos la cantidad de errores encontrados al Arduino MKR WAN 1310 a través de UART.
EL Arduino MKR-WAN fue programado en C/C++ usando el IDE de Arduino y el Nube de IoT de Arduino y registrado en EL la pila de cosas (TTS) plataforma. El Arduino MKR WAN 1310 actúa como un dispositivo terminal programado para recibir el recuento de errores de Popilia Japonica detectado de Nicla Vision a través de UART y transmitirlo a Arduino IoT Cloud a través de la puerta de enlace LoRa® más cercana conectada al servicio TTS.
Aquí hay una captura de pantalla de un tablero creado directamente en la nube Arduino IoT que muestra los datos recibidos de los nodos sensores:
Aquí hay una descripción general de la pila de software y cómo se comunica una implementación mínima con uno de cada módulo de hardware para cumplir con la solución propuesta:
Conclusión
Al combinar la visión por computadora con la tecnología LoRa®, los agricultores pueden crear un sistema confiable de monitoreo de plagas en viñedos capaz de estimar de manera rápida y precisa la población de Popillia japonica. Con esta solución operativa basada en IoT, los agricultores pueden monitorear la actividad de Popillia japonica en su viñedo y tomar medidas antes de que Popillia japonica cause un daño significativo. Esto ayuda a proteger el viñedo de las infestaciones de Popillia japonica y asegura mayores rendimientos para el agricultor. Con Vineyard Pest Monitoring con Arduino Pro, los agricultores ya no necesitan depender de métodos manuales que requieren mucha mano de obra para monitorear Popillia japonica. En cambio, pueden usar la tecnología IoT para crear un sistema de monitoreo de plagas eficiente y rentable que proporcione datos precisos sobre la actividad de Popillia japonica en sus viñedos.
En resumen, las trampas de feromonas son una herramienta importante para proteger los viñedos de las plagas y garantizar una temporada de cosecha saludable y excelentes vinos. ¡Saludar!
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