- Chemical Sensor
Η πρόσληψη της πληροφορίας από το περιβάλλον, για την ανίχνευση των φυτοπροστατευτικών χημικών προϊόντων, γίνεται μέσω της συστοιχίας αισθητήρων νανοσωματιδίων (“Nanoparticle Sensors”). Κατάλληλη ελεγκτική διάταξη (“Controller”) θα δρα ως επικεφαλής για την επιλογή και καταγραφή τιμών από το κάθε ξεχωριστό επιμέρους αισθητήρα νανοσωματιδίων από το σύνολο της συστοιχίας πολλαπλών αισθητήρων.
- Gaiatron Mediator
Η μονάδα “GAIATRON Mediator” θα είναι η μονάδα που θα εκτελεί το έργο της πρόσληψης, ανάλυση, καταγραφής και αναμετάδοσης της μετρούμενης πληροφορίας από την μονάδα “Chemical Sensor”. Εντός της μονάδας “GAIATRON Mediator” θα υπάρχουν τα απαραίτητα δομικά στοιχεία, σύμφωνα με το προηγούμενο Δομικό Διάγραμμα. Η τροφοδοσία της διάταξης θα γίνεται μέσω του δικτύου ηλεκτρισμού
- Central Processing Unit (CPU)
Τον ρόλο της κεντρικής επεξεργαστικής μονάδας του συστήματος ανίχνευσης του AcID, θα αναλάβει η “Central Processing Unit”, η οποία αποτελείται από έναν single-board microcomputer τύπου Raspberry Pi 3 Model B+. Εντός του ολοκληρωμένου αυτού μικροϋπολογιστικού συστήματος, υπάρχει ένας 4πύρηνος επεξεργαστής στα 1.4GHz, αρχιτεκτονικής 64bit, με 1GB RAM.
- Communication Unit (COMM)
Το σύστημα AcID θα επικοινωνεί με τον απομακρυσμένο CLOUD Server μέσω της τηλεπικοινωνιακής μονάδας “Communication Unit”. Η μονάδα αυτή θα αξιοποιεί τεχνολογία κινητής τηλεφωνίας τύπου GPRS ή μεταγενέστερης, θα συνδέεται μέσω USB στην “Central Processing Unit” και θα διαθέτει κάρτα SIM παρόχου τηλεπικοινωνιών με επαρκή εδαφική κάλυψη και κατάλληλο πρόγραμμα δεδομένων.
- Analog Front End (AFE)
Το AFE (Analog Front End) θα είναι η διάταξη η οποία θα περιλαμβάνει όλα τα απαραίτητα αναλογικά ηλεκτρονικά για την ορθή λήψη του αναλογικού σήματος από την έξοδο του κάθε αισθητήρα της συστοιχίας. Ανάμεσα σε άλλα, θα περιλαμβάνει ψηφιοαναλογικό μετατροπέα (DAC) για τη ρύθμιση του ρεύματος διέγερσης εκάστου υπό μέτρηση (επιλεγμένου) στοιχείου και τα απαραίτητα παρελκόμενα για το signal conditioning. Το AFE ελέγχεται από την “Central Processing Unit” και για λόγους ελαχιστοποίησης του θορύβου από τα λοιπά ηλεκτρονικά κυκλώματα, θα βρίσκεται κατά το δυνατό πλησιέστερα στους αισθητήρες. Η έξοδος του εκάστοτε επιλεγμένου αισθητήρα είναι μια μεταβλητή αντίσταση, μετρούμενη σε Ω (Ohm). Το εύρος της προς μέτρηση ωμικής αντίστασης εκτείνεται από 100K έως 5M και με ακρίβεια τουλάχιστον 0.5%. Η προτεινόμενη τάση μέτρησης είναι 1V.
- Analog to Digital Converter Unit (ADC)
Το “Analog to Digital Converter Unit” (ADC) είναι η μονάδα η οποία θα ευθύνεται για τη μετατροπή του αναλογικού σήματος το οποίο προέρχεται από το “Analog Front End” (AFE), σε ψηφιακό σήμα προς επεξεργασία από την κεντρική επεξεργαστική μονάδα “Central Processing Unit”.
Για τη μέτρηση αντίστασης που εκτείνεται σε εύρος σχεδόν 2 τάξεων μεγέθους (100K ως 5M) με ακρίβεια τουλάχιστο 0.5% σε όλο αυτό το εύρος προτείνεται συνδυασμός:
• ADC, που θα μπορεί να παρέχει την απαιτούμενη ακρίβεια για ένα περιορισμένο εύρος τιμών τάσης (παράθυρο προβλεπόμενης ευαισθησίας)
• DAC, που θα ελέγχει το παρεχόμενο στη μετρούμενη αντίσταση ρεύμα, ώστε να διασφαλίζει ότι κάθε μετρούμενη αντίσταση σε όλο το αποδεκτό εύρος, μπορεί να βρεθεί εντός του παραθύρου προβλεπόμενης ευαισθησίας του ADC (κλίμακα).
Η μετρούμενη τιμή θα προκύπτει από το συνδυασμό της τιμής του DAC και της ένδειξης του ADC. Τα components θα είναι τουλάχιστο 12bit I2C components, δεδομένου ότι δεν υπάρχουν απαιτήσεις ταχύτητας.
- Electromechanical Unit (EMU)
Η μονάδα ηλεκτρομηχανολογικού ελέγχου “Electromechanical Unit – EMU” θα συνδεθεί με την κεντρική επεξεργαστική μονάδα ώστε να εξυπηρετήσει οποιαδήποτε ηλεκτρολογική, μηχανολογική και υποστηρικτική ενέργεια απαιτηθεί για την απρόσκοπτη εκτέλεση της ανίχνευσης των φυτοπροστατευτικών χημικών ουσιών.
Το Electromechanical unit θα ελέγχει μια κατάλληλη αντλία αέρα για την αναρρόφηση δείγματος από τον αέρα του θερμοκηπίου, καθώς και έναν επιλογέα ροή αναρρόφησης, μεταξύ δείγματος αέρα θερμοκηπίου (sample) και αέρα καθαρισμού των αισθητηρίων (clean/filtered). Ταυτοχρόνως, θα παρέχει την απαραίτητη προστασία από μόλυνση του δείγματος λόγω ακαθαρσιών και λοιπών παραμέτρων θορύβου, μέσω ειδικών φίλτρων.
- Τηλεμετρικοί σταθμοί Gaiatron
Οι τηλεμετρικοί σταθμοί gaiatron έχουν σχεδιασθεί και αναπτυχθεί ειδικά ώστε να συλλέγουν δεδομένα για την ατμόσφαιρα, το έδαφος και το φύλλωμα της καλλιέργειας. Αποτελούν μέρος ενός εκτεταμένου πανελλαδικού δικτύου μέτρησης περιβαλλοντικών παραμέτρων.
Οι πληροφορίες του gaiasense field συνδυάζονται µε τις πληροφορίες που συλλέγονται από τις υπόλοιπες διαστάσεις του συστήματος και αξιοποιούνται στον ακριβή υπολογισμό της ανάγκης του φυτού για νερό, στον εντοπισμό της κατάλληλης χρονικής στιγμής για πότισμα, στη συνεχή αξιολόγηση του κινδύνου προσβολής των φυτών από εχθρούς και ασθένειες, στην παρακολούθηση της ζωτικότητας των φυτών, στην ορθολογική τους θρέψη και στην έγκαιρη ποιοτική και ποσοτική πρόβλεψη της παραγωγής.
Οι τηλεμετρικοί σταθμοί gaiatrons, μελετώνται, αναπτύσσονται και κατασκευάζονται στην Ελλάδα.
===
Πηγή: Παραδοτέο Π1.2 έργου AcID, “Αναλυτικό τεύχος καταγραφής προδιαγραφών συστήματος”, Αθήνα 30/09/2021
