Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)

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Titel: Verbundprojekt: Entwicklung eines sensorbasierten intelligenten Gewächshaus-Managementsystems (ProsiBor) - Teilprojekt 1
Titel (englisch): Collaborative project: Development of a sensor based intelligent greenhouse management system (ProsiBor) - subproject 1
Beschreibung (dt.): Das Ziel des Projekts 'Entwicklung eines sensorbasierten intelligenten Gewächshaus-Managementsystems' ist, ein System zur Effizienzsteigerung für die Unterglasproduktion zu etablieren. Das System greift auf gigantische Datenmengen verschiedener Gewächshaussensoren zu und ermittelt optimale Kulturführungsstrategien. Darüber hinaus wird der Ressourcenverbrauch erfasst und zu wichtigen Kenngrößen (z.B. Carbon Footprint, Ressourceneinsatz pro Ertragseinheit etc) weiterverarbeitet, die in der Kundenkommunikation genutzt werden können und einen Vergleich des Ressourceneinsatzes verschiedener Betriebe ermöglicht. Das System integriert intelligente Sensoren, welche die Reaktion der Pflanzen (Photosynthese, Fruchtwachstum und Transpiration) auf verschiedene Kulturbedingungen anzeigen. Zudem können verschiedene Kulturführungsszenarien am Computer simuliert werden. Ziel ist, den Rohstoffverbrauch bei gleichzeitig optimaler Kulturführung zu reduzieren. Der Arbeitsplan gliedert sich in 3 Projektphasen mit insgesamt 9 Arbeitspaketen. In der ersten Projektphase mit insgesamt 4 Arbeitspaketen erfolgen eine umfassende Systembeschreibung sowie die Definition der Systemgrenzen, die Auswahl und Optimierung der Sensortechnologie. Den größten Teil der ersten Projektphase nehmen die Datenaufnahme sowie die Modellentwicklung und die Erstellung der Ressourcenbilanzen ein. In der zweiten Projektphase mit drei Arbeitspakten erfolgt die Strukturierung und Erstellung des Gewächshausmanagementsystems. Hier müssen die Daten aus der ersten Projektphase zu einen Gesamtsystem integriert und Auswertetools implementiert werden. Die Kommunikation mit bestehenden Systemen ist dabei eine wichtige Voraussetzung. In der dritten und letzten Projektphase mit zwei Arbeitspaketen erfolgt die Validierung sowie die Optimierung des Gewächshausmanagementsystems. Ebenso dient die dritte Phase dazu Strategien zur Minimierung des Ressourceneinsatzes für die Unterglasproduktion zu ermitteln.
Beschreibung (engl.): The goal of the project 'Development of a sensor based intelligent greenhouse management system' is to establish a system for increasing the efficiency of production under glass. This system accesses on huge quantities of data recorded in different greenhouses and determines optimal culture control strategies. Furthermore, the resource consumption is calculated and can be processed further to important parameters (e.g., carbon footprint, resource input per yield unit etc.), which can be used for costumer communication or to compare the resource consumption of different enterprises. This system includes intelligent sensors, which show plant responses, such as photosynthesis, fruit growth and plant transpiration, under different cultivation conditions. In addition, different scenarios of cultivation strategies can be simulat-ed on the computer. As such, the aim is to reduce raw material consumption caused by an optimal crop management. The work plan is split into three project phases with a total of nine work packages. During the first project phase consisting of four work packages, the work is focused on the description of the system and on the definition of the system boundaries, as well as on the selection and op-timization of the sensor technology. The largest part of the first project phase covers data ac-quisition, as well as the model development and the calculation of resource balances. Structur-ing and preparation of the greenhouse management system take place during the following project phase, which includes a total of three work packages. The data from the first and the second project phase must be merged into one overall system and evaluation tool have to be implemented. As such, the communication with existing systems is an important prerequisite. The third and last project phase consisting of two work packages is focused on the validation and optimization of the greenhouse management system. This phase also serves the purpose to determine strategies in order to minimize the recourse input for the production under glass.
Ergebnis (dt.): Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Gewächshaus-Managementsystems zur Effizienzsteigerung für die Unterglasproduktion. Das System nutzt große Datenmengen verschiedener Gewächshaussensoren, um optimale Kulturführungsstrategien zu ermitteln. Der Ressourcenverbrauch wird erfasst und zu wichtigen Kenngrößen (Carbon- und Water-Footprint) weiterverarbeitet, die in der Kundenkommunikation genutzt und auch in einem Online-Benchmark-Tool ermittelt werden können. Das System integriert intelligente Sensoren und Modelle, die die Pflanzenreaktionen (Photosynthese, Transpiration, VPD) auf verschiedene Kulturbedingungen anzeigen. Dabei wird der Nutzer mit Hilfe von KI-Routinen über die Wirkung der eingestellten Sollwerte der technischen Systeme wie Lüftung, Schattierung und Fog informiert. Ziel ist die Einstellung des Mikroklimas, um nicht nur unterhalb der vom System ermittelten Stressgrenzen der Pflanzen zu bleiben, sondern Optimalbereiche für pflanzenphysiologische Prozesse zu erreichen.
Ergebnis (engl.): The goal of the project was to develop a greenhouse management system to increase the efficiency of greenhouse production. The system uses large amounts of data from various greenhouse sensors to determine optimal crop management strategies. Resource consumption is recorded and processed into parameters, e.g., carbon and water footprints that can be used in customer communications, which can also be determined in an online benchmark tool. The system integrates intelligent sensors and models that display plant responses (photosynthesis, transpiration, VPD) to different crop conditions. In this process, AI routines inform the user about the effect of the set target values of technical systems such as ventilation, shading and fog. The goal is to adjust the microclimate to not only stay below the stress limits of the plants as determined by the system, but to achieve optimal ranges for plant physiological processes.
Laufzeit: Beginn: 01.09.2017 / Ende: 31.12.2022
Ausf. Einrichtung: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf - Zentrum für Forschung und Weiterbildung - Institut für Gartenbau, Freising
Themenfelder: Pflanzenbau, crop production
Förderprogramme: Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft
Schlagworte: Monitoring, Nachhaltigkeit, sustainability, Ressourcenschutz, Ressourceneffizienz, resource protection, resource efficiency, Gartenbau, horticulture, Unterglas / geschützter Anbau, greenhouse cultivation / protected cultivation, Digitalisierung, Digitale Welt, digital world, Kulturverfahren, cultivation
Förderkennzeichen: 2815701215
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Weizen*

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"Kleegras und Grünland"

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