кейс

OzFerma — цифровая платформа управления сельхоз. предприятием

Уникальное решение для сити-фермеров с использованием легких в установке и экономичных IoT датчиков

О проекте

Нашим заказчиком в данном проекте выступила международная компания, лидирующая в производстве современных систем освещения и полупроводниковых компонентов.

Клиент обратился к нам с просьбой разработать цифровую платформу, которая поможет выращивать качественную сельскохозяйственную продукцию в пределах города круглый год. Проект OzFerma был призван помочь фермерам в решении их повседневных задач, а именно: мониторинге состояния здоровья растений.

Технологический стек

Ruby on rails
ReactJS
Python

pandas
numpy
MLFlow

PyTorch
Keras
REST API

PostgreSQL
Docker
Airflow

TensorFlow
MLOps
AWS

LoRa
Thread

Индустрия

АгроТех

Платформа

Веб

Команда

6 человек

Продолжительность работы

3 месяца

Успех урожая зависит от множества параметров:

влажности почвы

освещения

температуры

состояния воздуха

Все эти параметры поддаются контролю и коррекции. С помощью Интернета Вещей OzFerma обеспечивала удобный автоматический контроль над урожаем.

Требовалось создать MVP рабочей версии продвинутой системы управления городской фермой за короткий промежуток времени

Вызовы проекта

Необходимость провести тщательное исследование в сжатые сроки

От заказчика мы получили минимальные требования к проекту, поэтому глубоко погрузились в изучение специальной литературы и существующих предложений на рынке, а также проводили мозговые штурмы. В ходе исследования рождались гипотезы, которые мы проверяли с помощью эксперимента или математического моделирования. Отобранные гипотезы были представлены клиенту.

Корректная передача данных, получаемых от датчиков

Сеть сельскохозяйственных датчиков собирает данные по всей ферме. Чтобы конечный пользователь — фермер — мог видеть в приложении корректные и своевременные данные о состоянии растений (температура, освещение и т. д.), эта информация должна была поступить от датчиков по различным каналам связи в облако и, наконец, в интерфейс программы — ту часть, что видит пользователь. Качество этого соединения и создание надежной среды имели решающее значение для успеха этой системы мониторинга.

Схема процесса передачи данных

Наша работа

Цифровая система управления фермой должна была представлять информационно-аналитическую панель в едином удобном интерфейсе и одновременно позволять корректировать критически важные параметры. Эти задачи были реализованы за счет связки между серверной частью и интерфейсом, а также разработки удобного и понятного функционала.

Этап 1

Выработка пайплайна данных

Этап 2

Установка сети датчиков на основе IoT

Этап 3

Дизайн
интерфейса

1 этап

Выработка пайплайна данных

Мы стартовали с выработки наиболее оптимального пайплайна данных. Налаживание системы по сбору данных, их обработке и анализу традиционно являются нашей сильной стороной. Разработчики и инженеры компании применили имеющиеся наработки в сфере IoT проектов, чтобы спроектировать поток данных из точки А (например, устройства, измеряющего влажность почвы) в пользовательский интерфейс.

2 этап

Установка сети датчиков на основе IoT

Когда схема потока данных была готова, мы приступили к установке сети датчиков на основе IoT. Благодаря опыту работы с бессерверными IoT устройствами, наши инженеры по данным смогли наладить систему, которая оповещает фермера о малейшем отклонении от нормы в наблюдаемом параметре.

В целом, архитектура нашего решения позволила достичь следующих целей:

Выбор платформы Amazon Web Services (AWS) позволил сократить затраты на инфраструктуру. На данном этапе нашей первоочередной задачей было настроить поток данных от сенсоров (датчиков) в облако данных и, наконец, в личный кабинет пользователя. Также информация отправлялась на сервер, чтобы нейросеть могла генерировать наилучшую комбинацию света для каждой отдельной сити фермы. Датчики измеряли параметры воды, воздуха, света и почвы, а также иные данные о состоянии здоровья растений. В роли измерительных приборов были использованы гигрометры, термометры воздуха и почвы, датчики для постоянного отслеживания физических и химических характеристик почвы, метеостанции, датчики для гидросистем.

Схема работы датчиков

3 этап

Дизайн интерфейса

Дизайн интерфейса был разработан с упором на то, чтобы позволить фермерам легко обнаруживать аномалии в росте урожая. Помимо этого, данные обрабатывались и анализировались, чтобы продемонстрировать динамику урожайности и изменения этого параметра для принятия более информированных и обоснованных решений. Кроме того, панель позволяла фермерам управлять внешними условиями роста растений одним нажатием кнопки.