Dezentrales IoT-System zur Steuerung von Aktorik durch Se

Bedingt durch den Klimawandel wird die zukünftige Wasserversorgung zunehmend Engpässe verzeichnen und soziale Konflikte verschärfen. Der weltweite Anteil von Süßwasser am gesamten Wasservorkommen beträgt weniger als fünf Prozent und wird zu etwa zwei Dritteln für die Bewässerung in der Landwirtschaft verbraucht, welche meist manuell und großflächig erfolgt, ohne Bodentyp oder Wasserbedarf der jeweiligen Nutzpflanzen zu berücksichtigen. Dabei kann sich im Fall der Weinrebe sowohl eine Unter-, als auch eine Überversorgung mit Wasser negativ auf Ertrag und Weinqualität auswirken. Das Ziel des Forschungsprojektes, welches in Kooperation mit der Fluid Systems & Automation GmbH sowie der Hochschule Offenburg bearbeitet und von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert wird, ist die Entwicklung einer intelligenten und kontinuierlich gesteuerten Tröpfchenbewässerung basierend auf dem tatsächlichen Wasserbedarf der Weinreben.

Sauberes Trinkwasser wird durch langanhaltende Trockenperioden, dem absinkenden Grundwasserpegel und der verstärkten Wasserentnahme aus Flüssen einerseits sowie durch Überflutungen und Verschmutzungen andererseits immer geringer. Eine Perspektive für die Landwirtschaft besteht hierbei in der Entwicklung von Technologien zur gezielten Bewässerung bei verminderter Ressourcenverschwendung, um die Konkurrenz zwischen Agrarkulturen und der Bevölkerung um das knappe Gut möglichst minimal zu halten. Im Rahmen des Projektes sollen Sensoren kontinuierlich den Wasserzustand des Bodens und der Weinreben sowie Umgebungsbedingungen und pflanzenphysiologische Parameter protokollieren, um diese Datensätze anschließend zusammen mit Wetterprognosen einer künstlichen Intelligenz zur Verfügung zu stellen, welche hieraus Korrelationen zwischen dem Trockenstress der Weinreben und den erhobenen Messdaten berechnet. Basierend auf vergangenen und prognostizierten Ereignissen bestimmt ein Algorithmus dann die Wassermenge sowie den Zeitpunkt der Bewässerung. Über eine wissenschaftliche Bewertung und Anpassung werden die Messwerte sowie die berechneten Entscheidungen der künstlichen Intelligenz validiert und damit das Bewässerungssystem optimiert. Durch die frühzeitige Erkennung und automatisierte, intelligente Reaktion sollen sowohl Trockenstress als auch ein hoher Wasserverbrauch vermieden werden. Das Bewässerungssystem wird im Weinbau erprobt und kann anschließend auch auf andere Agrarkulturen übertragen werden.