Cerca virtual inteligente para pequenos ruminantes

Abstract

O aparecimento de espécies vegetais indesejadas em propriedades agrícolas, mais em específico em propriedades vinícolas, é um problema comum nos dias de hoje. A remoção destas é normalmente feita com recurso a máquinas agrícolas ou herbicidas, o que não só cria problemas ambientais relacionados com a queima de combustíveis fósseis, com a poluição dos aquíferos, e com a erosão dos solos, mas também problemas relacionados com a saúde humana. Uma alternativa mais ecológica é o uso de gado para a remoção deste tipo de espécies vegetais. O projeto SheepIT tem como objetivo desenvolver uma solução de controlo de pastagem de gado caprino para remoção de espécies vegetais invasoras em vinhas. Para isso foi desenvolvida uma coleira com sensores e atuadores capaz de monitorizar e controlar o comportamento dos animais. Estas comunicam com nós fixos (faróis) e enviam para estes informações periodicamente que são encaminhadas para um nó consumidor (gateway). Aqui é feito um processamento da informação recebida, a qual é posteriormente enviada para uma plataforma computacional onde também é tratada e disponibilizada ao utilizador. No âmbito desta dissertação foi desenvolvido um sistema de localização que determina a posição relativa de cada coleira em relação aos faróis. A localização absoluta destes é determinada por GPS, permitindo assim obter, de forma indirecta, a localização absoluta das coleiras. Para melhorar esta localização foram desenvolvidos mecanismos para aumentar a precisão e exactidão das distâncias estimadas que são usadas na trilateração, através de fusão sensorial. Para avaliar estes mecanismos foram comparados os resultados de localização obtidos por estes mecanismos com os resultados de um módulo GPS, tendo sido obtidos erros de localização abaixo de 18m.

The appearance of unwanted plant species on agricultural properties, more specifically on wine estates, is a common problem today. The removal of these is usually done using agricultural machines or herbicides, which can raise environmental issues. A more ecologic alternative is the use of cattle to remove this type of plant species. The SheepIT project aims to develop a goat grazing control solution for the removal of invasive plant species in vineyards. For this purpose, a collar was developed with sensors and actuators capable of monitoring and controlling the animals’ behavior. These communicate with the fixed nodes (beacons) and send this information periodically until it reaches the final node (gateway). Here the information received is processed and then sent to a computer platform where it is further processed and made available to the user. Within the scope of this dissertation, it was developed a location system that determines the relative position of each collar with respect to the beacons. The absolute location of the beacons is determined by GPS, thus allwoing to obtain, indirectly, the absolute position of the collars. To improve the location, mechanisms have been developed to improve the accuracy of the estimated distances that are used in trilateration through sensory fusion. To assess the improvemets obtained with this technique, the obtained results were compared with the ones obtained with a GPS module. The obtained localization errors are below 18m, in realistic scenarios.