NIRS ist eine Methode zum zerstörungsfreien und schnellen Messen verschiedenster organischer Inhaltsstoffe in pflanzlichem Material. Dadurch, dass mit dieser Methode auch sehr gut die für ein effektives Precision Farming-System wichtigen Qualitätsparameter bestimmbar sind, bietet sich diese Art der Messung für landwirtschaftliche Zwecke an. Daneben ist die NIRS-Technik bereits sehr ausgereift. Da bei modernen landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten heute eine Datenschnittstelle zum Standard gehört, bietet es sich an, die Sensoren mit dieser Schnittstelle zu verbinden. Da-mit werden Sensordaten als zusätzliche Parameter genutzt um z.B. Bodenkarten zu aktualisieren, den Versorgungszustand der Pflanzen auf dem Feld zu bestimmen oder Applikationsmaßnahmen gezielter zu steuern. Somit wird der Sensor ein „zusätzliches Anbaugerät am Traktor“, das vielfältige Aufgaben übernehmen kann. Das Problem ist eine Verbindung zu schaffen zwischen den NIR-Sensoren und der ISOBUS-Technik. Sensoren werden meist mit seriellen Schnittstellen ausgerüstet. Obwohl ISOBUS auch eine serielle Datenschnittstelle darstellt, können Sensoren und BUS nicht direkt miteinander verbunden werden. Neben einer Umwandlung der Sensordaten in eine CAN-konforme Form, müssen die Informationen des Sensors noch aufbereitet werden. Deshalb ist es zwingend notwendig, dass zusätzlich zu einer Umwandlung der Daten in ein CAN-konformes Format auch gleich die Spektren ausgewertet und mit geeigneten Parametern versehen werden. Das geschieht zweckmäßigerweise in einer ECU. Diese hat dann neben einer ISOBUS-Verbindung noch eine „normale“ serielle Verbindung, an der sich beliebige Sensoren anschließen lassen. Die oben angesprochenen Parameter sind Größen, die in der Norm ISO 11783 als Datenelemente definiert sein müssen. Momentan gibt es als einzigen Parameter die Pflanzenfeuchte, welcher einem Sensormesswert entspricht. Daher bedarf es zusätzlicher Definitionen, die im Teil 11 des ISOBUS-Standards festgelegt sein müssen. Dies sind neben der Pflanzenfeuchtigkeit folgende Parameter: • Ölgehalt. • Rohproteingehalt. • Stärkegehalt. • Energiegehalt. • Stickstoffversorgung . Der Aufbau dieser Daten sollte bezüglich ihrer Einheiten und datentechnischen Auflösung den bereits existenten Elementen entsprechen. Damit wird eine Gleichbehandlung der Sensorparameter sichergestellt. Die beiden letztgenannten Parameter sind aber vom Sensor nicht direkt messbar. Um diese Werte ermitteln zu können, bedarf es gewisser Algorithmen in der ECU, welche dann aus den Parametern Öl-, Protein- und Stärkegehalte die Energiegehalte des Pflanzenmaterials errechnet. Genauso muss bei der Ermittlung der N-Versorgung vorgegangen werden. Da-bei muss die Sensor-ECU den Rohproteingehalt als Anhaltswert verwenden und daraus die N-Gehalte errechnen. Ein weiterer wichtiger Punkt den die ECU erfüllen muss ist die Tatsache, dass die Spektrenauswertung nur geschehen kann wenn vorher Referenzwerte ein-gespeichert wurden. Da sich diese Referenzwerte im Zuge der Weiterentwicklung der Sensortechnik verändern können ist es notwendig, dass die ECU updatefähig sein muss. Damit ein Sensor als eigenständiges Gerät in das ISOBUS-Netzwerk integriert werden kann, ist es notwendig dafür eine eigene neue Geräteklassen zu schaffen. Wenn dies nicht geschieht, müsste der Sensor alternativ mit einer bestehenden Geräteklasse verknüpft werden. Dabei ergeben sich zwei Probleme. Es kann vorkommen, dass der Sensor nur arbeiten kann, wenn ein Gerät mit der zuständigen Geräteklasse angebaut ist. So z.B. bei Düngerstreuern. Der Sensor kann nur arbeiten, wenn der Düngerstreuer ebenfalls angebaut und im Netzwerk angemeldet ist. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn der Task-Controller nicht auf diese Situation hin angepasst wird. Der gravierendste Nachteil dabei ist aber, dass die vom Sensor übertragenen Qualitätsparameter nicht als eigenständige Informationen genutzt werden können. Das funktioniert nur im Zusammenhang mit anderen Arbeitsgeräten. Wird dagegen eine eigene Geräteklasse für Sensoren geschaffen, so hat dies mehrere Vorteile. Sensorinformationen können als eigenständige Botschaften genutzt werden und gleichzeitig ermöglicht dies späteren Entwicklungen eine leichtere Integrierbarkeit in das ISOBUS-System. Damit die Sensornachrichten der ISO-Norm 11783 entsprechen, müssen die einzelnen Datenelemente bestimmten Parametergruppen zugeordnet sein. Diese PGNs identifizieren die eigentliche Nachricht und in ihnen sind alle prozessrelevanten Parameter hinterlegt. Ob-wohl die Daten eines Sensors vom Typ Prozessdaten sind, ist es aus mehreren Gründen notwendig eine eigene PGN für Sensorinformationen zu erstellen. Erstens können in einer speziellen PGN die für einen Sensor relevanten Datenelemente zusammengefasst werden und zweitens wird dadurch auch die Übersichtlichkeit der Normung erhöht. Diese neue PGN sollte dabei nach der Analogie vorhandener Bezeichnungen den Namen „Sensor-System Messages“ tragen. Die so mögliche Datennachricht eines NIR-Sensors muss anschließend in das ISOBUS-Netzwerk übertragen werden. Da in einer Nachricht insgesamt 64 Bit für Daten zur Verfügung stehen und alle Sensorinformationen zu groß für eine Botschaft sind, ist es notwendig entweder die Nachrichten in einer multi packet message, oder jede Botschaft in einem einzelnen Daten-Frame zu senden. Die Variante der multi-packet message scheidet aber aus, da es einen zu hohen technischen Aufwand erfordert eine zuverlässige Datenübertragung zu gewährleisten. Deshalb sind einzelne Botschaften zu bevorzugen. Schlussfolgernd kann gesagt werden, dass eine Integration von NIR-Sensordaten in ISOBUS relativ problemlos möglich ist. Als erstes muss eine für die derzeit erhältlichen Sensoren geeignete ECU konzipiert werden, die in der Lage ist, neben einer Datenumsetzung auch die Sensorspektren auszuwerten. Für ISOBUS gilt, dass zusätzliche Datenelemente definiert werden müssen um die Qualitätsparameter in ISOBUS-konformer Form übertragbar zu machen. Damit ein Sensor als eigenständiges Informations- und Steuerungsinstrument arbeiten kann, ist es außerdem unabdingbar eine eigene Geräteklasse für Sensoren zu schaffen. Dies stellt auch einen nicht zu unterschätzenden Nebeneffekt für weitere Entwicklungen dar. Somit wurde gezeigt, dass eine Integration möglich und sinn-voll ist, um den steigenden Anforderungen von Precision Farming gerecht zu werden.      «

NIRS ist eine Methode zum zerstörungsfreien und schnellen Messen verschiedenster organischer Inhaltsstoffe in pflanzlichem Material. Dadurch, dass mit dieser Methode auch sehr gut die für ein effektives Precision Farming-System wichtigen Qualitätsparameter bestimmbar sind, bietet sich diese Art der Messung für landwirtschaftliche Zwecke an. Daneben ist die NIRS-Technik bereits sehr ausgereift. Da bei modernen landwirtschaftlichen Arbeitsgeräten heute eine Datenschnittstelle zum Standard gehört,...     »