Big Data technológiai megoldások fejlesztése közvetlen mezőgazdasági tevékenységekhez Szármes Péter doktorandusz hallgató Széchenyi István Egyetem, MMTDI Dr. Élő Gábor egyetemi docens, Széchenyi István Egyetem ITOK

• AgroDat.hu projekt

• Szenzoros és kérdőíves adatgyűjtés

• Adatfeldolgozás, elemzés

2

Tartalom

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Magyar mezőgazdasági termelés

• Precíziós gazdálkodás

• Mezőgazdasági információs rendszerek

Dátum: 2014.04.23. 3

Mezőgazdaság

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor

• Integrált információs rendszer: – Adatgyűjtés (szenzoros és egyéb) – Összefüggések és előrejelzések – Javaslatok (pl. öntözés, permetezés)

• Információs tartalomszolgáltató portál – Információk összegyűjtése több forrásból – Megjelenítés a termelő szempontjai szerint

Dátum: 2014.04.23. 4

AgroDat projektcélok

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor

• szakértői rendszer és IT szolgáltatás (HP) • nagymintás, valós idejű,

mezőgazdaságot befolyásoló adatfelvétel szenzorrendszerrel (SZE)

• szuperszámítógépes adatfeldolgozás és tárolás (SZTAKI)

• elemző és előrejelző képességre felépített döntéstámogatás (eNET)

5

A projekt fő elemei

Dátum: 2014.04.23. Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor

SZENZOROS ÉS KÉRDŐÍVES ADATGYŰJTÉS

6 Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Vízpotenciál - vízfelvétel és vízáramlás a sejtben

• Dielektromos szenzor

• Méréstartomány: -10 - -500 kPa (pF 2.01 to pF 3.71)

7

Talajszenzorok vízpotenciál

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Elektromos vezetőképesség – sótartalom (0-7 dS/m)

• Talajnedvesség (0-50 V%)

• Talajhőmérséklet (-40 - 50°C)

8

Talajszenzorok talajnedvesség, -hőmérséklet

elektromos vezetőképesség

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Talajvízszint (0-3,5 m)

• Öntözés (igen/nem)

9

Talajszenzorok vízszint, öntözés

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Fotoszintetikusan aktív sugárzás (400-700 nm) intenzitása

10

Környezeti szenzorok napsugárzás

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Vegetációs index (NDVI) mérése – levélterület nagyság

• Fotokémiai visszaverődés index (PRI) – növényállapot, fotoszintézis hatékonysága

11

Környezeti szenzorok visszavert fényspektrum

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Relatív páratartalom (0-100 RH%)

• Léghőmérséklet (-40°C - 80°C)

• Gőznyomás (0-47 kPa)

• Digitális kapacitásmérő és termisztor

12

Környezeti szenzorok relatív páratartalom, léghőmérséklet, gőznyomás

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Érzékeny csapadékmérő (0,2 mm felbontással)

13

Környezeti szenzorok csapadék

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Szélsebesség (0-30 m/s)

• Szélirány (0-359º)

14

Környezeti szenzorok szélsebesség és szélirány

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Nedvesség és jégképződés kimutatása

15

Környezeti szenzorok levélnedvesség

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Szenzor – adatgyűjtő egység – SDI-12 szabvány

• Adatgyűjtő egység – szerverek – Mobilkommunikáció szolgáltató hálózatán – M2M SIM kártya menedzsment

16

Szenzorrendszer kommunikációja

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Kiegészítő adatfelvétel helyszíni lekérdezésekkel

• Adatfelvételi specifikáció

• Több rövidebb kérdőív

17

Kérdőíves adatgyűjtés

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

ADATFELDOLGOZÁS, ELEMZÉS

18 Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Környezeti és biológiai állapotok, folyamatok azonosítása

• Szenzorok és eszközök kiválasztása a megfigyeléshez, adatrögzítéshez

• Adatok feldolgozása hasznos információvá • Információ és tudás megjelenítése

megfelelő formában (vizualizáció) • Döntési javaslatok beavatkozáshoz

19

Mezőgazdasági döntéstámogató rendszer

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Speciális számítógéprendszer egyedi architektúrával – Gyors adattárolás, nagy adatmennyiség – Processzor-intenzív számítások

20

Hardver elemek

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Speciális számítógéprendszer egyedi architektúrával – Párhuzamosított számítások, webszerver – Mikroszerverek alkalmazása

21

Hardver elemek

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Analitika és vizualizáció – Összefüggések feltárása különböző algoritmusokkal – Mezőgazdasági tudásbázis felépítése – Döntéstámogató rendszer (javaslatokkal) – Példák (forrás: www.fruitionsciences.com):

22

Szoftver elemek

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Keresőmotor – Keresés szöveges adatbázisokban

(pl. FAO tanulmányok) – Szemantikus keresés (HP Autonomy)

• Webportál

– Információk megosztása (szenzoradatok, elemzések, előrejelzések, stb.)

– Keresési lehetőségek (hírek, tanulmányok)

23

Szoftver elemek

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

• Integrált szerverállomás – energiatakarékos, időjárás-álló, skálázható

(kommunikáció) • Big Data hardver és szoftver rendszerek

– nagy mennyiségű, különböző típusú adatok hatékony tárolása és feldolgozása

• Nagyszabású összefüggés-vizsgálat – a mezőgazdasági eredmények és a különböző

környezeti paraméterek között

Dátum: 2014.04.23. 24

Összegzés

Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor

KÉRDÉSEK?

25 Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

KÖSZÖNJÜK A FIGYELMET!

26 Előadók: Szármes Péter, Dr. Élő Gábor Dátum: 2014.04.23.

Slide Number 1TartalomMezőgazdaságAgroDat �projektcélokA projekt �fő elemeiSzenzoros és kérdőíves�adatgyűjtésTalajszenzorok�vízpotenciálTalajszenzorok�talajnedvesség, -hőmérséklet�elektromos vezetőképességTalajszenzorok�vízszint, öntözés Környezeti szenzorok�napsugárzás Környezeti szenzorok�visszavert fényspektrum Környezeti szenzorok�relatív páratartalom, léghőmérséklet, gőznyomás Környezeti szenzorok�csapadék Környezeti szenzorok�szélsebesség és szélirány Környezeti szenzorok�levélnedvesség Szenzorrendszer�kommunikációja Kérdőíves adatgyűjtésAdatfeldolgozás,�elemzés Mezőgazdasági�döntéstámogató rendszer Hardver elemek Hardver elemek Szoftver elemek�Szoftver elemekÖsszegzésKérdések?Köszönjük a figyelmet!