GINOP 3.2.2.

A Seacon Europe a Modern vállalkozások programja keretén belül kedvezményes termékeket és szolgáltatásokat ajánl a programban résztvevő vállalkozók és vállalkozások számára.
Klikk a listához!

Friss hírek

Nyitott FIWARE Accelerator pályázatok vállalkozásoknak -- segítségnyújtás a Seacon Europe-tól
Az Európai Unió (EU)  FI- WARE Accelerator Prog- ramja internetes alkalma- zásokat fejlesztő európai vállalkozások megerősí- tését célozza.Olvasson továb ...

BOROSS

I  Borkészítés folyamatának támogatása vezeték nélküli érzékelőkkel
 
A borászat Magyarországon tradicionálisan fontos szerepet tölt be. Az elmúlt 20 évben fokozatosan ment végbe a mennyiségi szemléletről a minőségi szemléletre való áttérés. A magyarországi borászatok, mint vállalkozások, a kis és közepes vállalkozás kategóriába esnek, jellemzően családi gazdaságok, akik vagyonukat, idejüket, erejüket erre a tevékenységre tették fel.
A borászati tevékenység fő adottsága a szezonalitás, a természeti és időjárási tényezőknek való kiszolgáltatottság. A magyar borászatok beruházásaikban igen óvatosak, főként az alaptevékenység ellátásának támogatására, fejlesztésére koncentrálnak, az innováció kisebb szerepet kap működésükben. Másrészt viszont a magyar borászok, a tevékenység komplex jellegéből fakadóan, képzettek, tájékozottak, nyitottak. Így előnyös lehet olyan technológiai újítások kialakítása, amelyek kis költségigényűek, mégis a minőséget és a piaci megítélést javítják. Vállalkozó szellemű úttörők bevonásával fokozatosan elterjeszthetők újszerű megoldások.
A fizikai és kémiai jellemzők mérése a teljes borkészítési folyamatot végigkíséri. Már a szőlő növekedési fázisában fontosak a környezetei paraméterek. Az idő előrehaladtával a szőlő érésekor szerepet kapnak a kémiai jellemzők is, majd a borkészítés során a technológiai környezet fizika jellemzőit és magának a bornak a fizikai és kémiai jellemzőit folyamatosan mérni, figyelni kell.
A must erjesztésekor az egyik legfontosabb környezeti paraméter az erjedő közeg hőmérséklete és hőmérsékletének dinamikája. A cukor és savtartalom, valamint az előállítandó végtermék jellemzőinek függvényében az optimális hőmérséklet-karakterisztika meghatározható, és az ettől való eltérés nagymértékben befolyásolja a végtermék minőségét. Az erjedési dinamika az állandó erjedési hőmérséklet biztosításával és a cukorfogyás nyomon követésével kontrollálható. Az előbbiek értelmében az erjesztés hőmérsékletszabályozása rendkívül fontos.
A must erjesztésekor végbemenő folyamatok egyik mellékterméke a felszabaduló mustgáz, azaz CO2, mely köztudomásúan színtelen, szagtalan, és bizonyos koncentráció felett életveszélyes. A CO2 felhalmozódását szellőztetéssel lehet elkerülni, de ennek mértékét érdemes alacsonyan tartani, hiszen ez többlet energia felhasználását eredményezi, és negatív hatással van a hőmérséklet szabályozására is.
A bor érlelése tipikusan fahordókban történik, ahol az előbbiekben leírt, hőmérsékleti és dinamikai paraméterek mellett, az érlelő környezet páratartalma is meghatározó, hiszen a hordókban az érő bor lélegzik, oxigént vesz fel a környezetéből és folyadékot párologtat el a hordók dongáin keresztül. A túlságosan száraz környezet felgyorsítja a bor nemkívánatos párolgását és oxidációját.
Rendszerünk támogatást kíván nyújtani az erjesztés és az érlelés során tapasztalt feladatok, problémák megoldásához. Célunk egy olyan rendszer megvalósítása volt, amely alkalmas borgazdaságokban, pincészetekben a bor érési környezetének folyamatos ellenőrzésére, nyomon követésére olyan módon, hogy a pincészetek speciális, és helyenként védettséget élvező, mikroklímájába a lehető legkevésbé avatkozzunk be. Ennek elérése érdekében vezeték nélküli érzékelők alkalmazását terveztük, amelyek alkalmasak a bor érési folyamatának meghatározó környezeti jellemzőinek (hőmérséklet, páratartalom) megfelelő mérésére, a mért adatok adatbázisba történő juttatására egy átjátszó állomáson keresztül.
A vezeték nélküli egységek egy részét CO2 szenzorral terveztük kiépíteni, mely segítségével, az esetleges veszélyes mustgáz koncentráció kialakulásakor a speciális vezeték nélküli riasztó (fénykürttel ellátott) egységek egyértelműen jelezni tudják az életveszélyt.
A begyűjtött adatok utólagos kiértékelésével további elemzések végezhetők, kutatások támogathatók, vagy minősítési rendszer részeként vevői tájékoztatásra használhatók fel. Az adatok az adatbázisban tárolódnak és grafikus felületen keresztül a jelek mért értékei nyomon követhetők, időbeni alakulásuk megjeleníthető elemezhető, vagy beilleszthetők komplex szabályozási folyamatokba. Határértékek átlépése esetén ezen a felületen kerülnek megjelenítésre a riasztások is.
A megoldás ismertetése
A projekt célja egy elméleti kutatáson alapuló, újszerű, az innovációs láncolatba illeszkedő összetett alkalmazás létrehozása, amely az alábbi főbb elemeket tartalmazza:
— Mérési és adatgyűjtő rendszer, amely az alábbi részelemekből áll:
  • Vezeték nélküli és/vagy vezetékes mérőhálózat: amelyben a szenzorokat a borkészítés helyszíneire (borászat épületei, pincék) meghatározott pontjaira telepítik, és folyamatos méréseket végeznek. (CO2, páratartalom, hőmérséklet)
  • Adatgyűjtő modul: amely a szenzorokról folyamatosan érkező üzenetet fogadja, tárolja, továbbítja.
— Borászati nyilvántartó rendszer
  • Monitoring modul: amely a nyers mérési adatokat adatbázisban tárolja, kiegészítve a szenzorhálózatról és a helyszínről származó információkkal. Lehetővé teszi a leíró adatok karbantartását és a mért adatok megjelenítését.
  • Borászati tevékenységek modul: amely a nyilvántartott műszaki és technológiai információkból, valamint a mérésekből olyan összetett számításokat, gyűjtéseket készít, amelyek támogatják a borászati mérések megismerését, elemzését.
  • Elemző modul: Az egyes modulokban összegyűjtött és képzett adatokból a felhasználó által önállóan végezhető lekérdezések és elemzések biztosítása.
Kommunikációs alapkártya - UCMote DRD
  • WMN (Wireless Mesh Network) kialakítására képes
  • fogadni és kezelni tudja a csatoló kártyákat
  • alacsony energiafelhasználású (akár 24 hónap kezelésmentes ciklus)
  • távoli programozásra felkészítve
  • hardveresen vagy programozható módon beállítható WSN ID
  • speciális pincékben is használható antenna
A DRD mote dupla rádióról kapta az elnevezést. Az elsődleges rádió a IEEE 802.15.4-es szabványnak megfelelően (2,4GHz-en) üzemel, melyről az Atmel Atmega128RFA1-e mikrokontroller gondoskodik. A másodlagos rádiót egy Silicon Labs SI4432 chip valósítja meg. Ez az IC hangolható 434Mhz és 868MHz-es tartományban is. Az 51 érintkezős csatlakozó biztosítja az eddig forgalomban lévő eszközök kompatibilis csatlakozását. Az eszköz képes USB-n keresztül adatot forgalmazni, illetve bootloader használata esetén ezen az interface-en keresztül programozható is. Táplálása hálózatról és 2db AA telepről is megoldott. Külső memóriája 16Mbites és SPI portra csatlakozik.
Környezeti mérőmodul
  • hőmérséklet, páratartalom, fényintenzitás, gyorsulás érzékelő
Az elterjedt MicaZ, Iris mote-okhoz is csatlakoztatható (51 PIN connector) adatgyűjtő szenzorkártya, mely alkalmas a páratartalom illetve légnyomás és hőmérséklet mérésére. A kártya tartalmaz még egy mikroSD dokkolót is, mely SPI interface-re kapcsolódik. A felhasznált alkatrészek rendkívül alacsony fogyasztásúak, ezért jól alkalmazhatók a szenzorhálózatos alkalmazásokban.
Mérőmodul CO2 érzékelővel - UCSB-ENV
  • hőmérséklet, páratartalom, fényintenzitás, gyorsulás érzékelő
  • kémiai CO2 szenzor
 
Az elterjedt MicaZ, Iris mote-okhoz is csatlakoztatható (51 PIN connector) adatgyűjtő szenzorkártya, mely alkalmas a levegő CO2 és páratartalom illetve légnyomás és hőmérséklet mérésére. Az eszközt elsősorban a levegő minőségének monitorozására terveztük. A kártya tartalmaz még egy mikroSD dokkolót is, mely SPI interface-re kapcsolódik. A felhasznált alkatrészek rendkívül alacsony fogyasztásúak, ezért jól alkalmazhatók a szenzorhálózatos alkalmazásokban.
Riasztómodul
  • Hang/fény kürt vezérlésére alkalmas
  • Kiegészítő tápegység fogadására alkalmas
Mérőmodul műszerdoboz
  • Kétrekeszes kialakítás, alsó rész (a központi egységet és az akkumulátort tartalmazza) és teljesen zárt felső rész (az érzékelők környékén perforált)
  • Átlátszó felső rész
  • Akkumulátor fogadására képes
  • Állapotjelző LED-ek
  • Hardveres címállító kapcsolók (WSN ID és CAN ID)
  • 2,4 GHz/800MHz –es leszerelhető antenna
  • Függőleges falsíkra is szerelhető és akasztható
  • 1 db központi egység és 1 db bővítő modul fogadására képes
Adatgyűjtő modulok paraméterező szoftvere
  • Grafikus felület
  • Távoli programozásra alkalmas
  • Mérőmodulok azonosítója beállítható, menthető
 
Mérési hálózat elemei:
Szenzorok: a hálózati csomópontokon található olyan érzékelők, amelyek adott fizikai (vagy kémiai) tulajdonságot, tulajdonság csoportot mérnek, arra „érzékenyek” és erről elektronikus jelet szolgáltatnak. Egy-egy fizikai tulajdonság csoportra egy adott szenzor alkalmas, vagyis vannak hő, fény, áram, sebesség, nedvesség vagy nyomás mérésére alkalmas szenzorok. A szenzorok a hálózattal való kapcsolatukat tekintve lehetnek vezetékes, illetve vezeték nélküli szenzorok.
  • Egyéb mérőeszközök: olyan beépített eszközök, amelyek a szenzorokhoz hasonlóan valamely fizikai, vagy kémiai paramétert mérnek.
  • Node-ok: hálózati csomópontok (vagy mote-ok), adott fizikai koordinátán elhelyezkedő, adott protokollal rendelkező hálózat tagjai. Feladatuk a szenzoroktól kapott jelek továbbítása a számítógép felé. Az üzenetek szöveges vagy bináris karaktersorozatok, meghatározott felépítéssel.
  • WSN hálózat (network): ugyanazon protokollt használó – így egymással közvetlen vagy közvetett kommunikációs kapcsolatba kerülő csomópontok halmaza (pl. Zigbee).
  • Számítógép: Az adatgyűjtő modul „hordozója”. A WSN hálózat által gyűjtött méréseket tartalmazó üzeneteket a számítógépen futó „service” alkalmazások feldolgozzák, a megfelelő kiegészítő információk hozzáadásával alkalmassá teszik a megjelenítésre, valamint az adatként való továbbításra. Szintén a számítógépen fut az adatbázis szerver alkalmazás, mely ezeket az adatokat tárolja. Ugyanezen vagy másik számítógépen futtatható továbbá az elsődleges monitorozó felületként (GUI) működő alkalmazás is.
A szenzorok azonosítóval történő ellátását és elsődleges (fizikai) konfigurációját, valamint a beérkezett nyers mérési adatok megjelenítését grafikus felületű szoftver biztosítja.
  •  A két rendszer közötti adatkommunikációt web szerviz segítségével valósítottuk meg, amellyel két adatcsoport kérdezhető le és tehető át az adatbázisba:
    • Mért adatok: node + mért jellemző + időbélyeg + mért adat
    • Szenzor konfigurációs adatok
 Borászati nyilvántartó rendszer
 A kialakításra kerülő komplex informatikai rendszer célja, hogy a speciális mérési feladatok elvégzésére kifejlesztett mérőberendezések által szolgáltatott, és a bázisállomás által összegyűjtött, majd továbbított adatok bekerüljenek egy erre a célra megtervezett és kialakított adatbázisba/ adattárba.
A kialakított szoftver megoldásban a szorosan egy területhez, folyamathoz tartozó funkciókat külön modulokba szerveztük, ezek integrált működése valósítja meg a teljes funkcionalitást. A konzorcium informatikai résztvevői, mint az egyes modulok szakértői alakították ki az adathátteret és a funkciók működési elvét. A kialakított moduláris felépítést az alábbi ábrán szemléltetjük:
Mérési és adatgyűjtő rendszer (részletesen lásd fentebb)
A rendszerben alkalmazott adatgyűjtő eszközöktől érkező üzenetek feldolgozását végzi, elsődleges megjelenítő és kezelő felületet biztosít a felhasználónak és a rendszer adminisztrátornak az adatgyűjtő hardver eszközök regisztrálására, azok méréseinek ember számára értelmezhető megjelenítésére.
Mérési monitoring modul
Törzsadatként tartalmazza a helyszínleíró információkat – ezek borászat-specifikus attribútumait –, a mérőeszközök jellemzőinek nyilvántartását. A telepítés során a helyszín és a mérőeszközök összerendelését, az elhelyezés konkrétumait regisztrálhatjuk. Az adatgyűjtő modulból kapott adatok a feldolgozott mérési adatok, amelyek a modulban a többi törzsadattal együtt kérdezhetők le és jeleníthetők meg.
A mérési adatok közé nemcsak a szenzorhálózatból érkezett mérések tárolhatók el, hanem a laboratóriumi mérésekből származó mérések, mutatók is. A borászati folyamatokhoz kapcsolódó tevékenységek, fizikai és kémiai mutatók korrelációs elemzésekhez is felhasználhatók.
Nyilvántartási és elemző modul
A nyilvántartási modul tartalmazza a borászat-specifikus törzsadatokat (szőlészet, szőlőfajták, borok, borkészítés fázisai, borkészítés alapanyagai, segédanyagai és késztermékei, eszközök, borászati tevékenységek). A borkés
zítés folyamatának tevékenységei helyszínhez rendelten rögzíthetők a tevékenységek sorrendjében.
Az utólagos elemzést támogatja a tevékenységek és mérési adatok együttes, különféle megközelítésű lekérdezései az adatok grafikus megjelenítésével.
 
 
 
 
 
Oldal nyomtatása