PlantCare

Kurzbeschreibung

Problem Im städtischen Bereich steht Pflanzen aufgrund der fortschreitenden Flächenversiegelung nur wenig Boden zur Verfügung, über den sie Wasser aufnehmen können. Besonders Bäume sind bedroht, da Schäden oft erst festgestellt werden können, wenn es bereits zu spät ist.

Lösung Im Sinne der Nachhaltigkeit soll die Wasserversorgung der Bäume und Hecken durch Bodenfeuchtigkeitsmessungen und smarte Analysen optimiert werden, um Dürreschäden zu vermeiden.

Die Stadtgärtnerei St. Veit betreut insgesamt über 1700 Bäume, viele Kilometer Sträucher und zahlreiche Rasenflächen, viele davon befinden sich in Straßenteilern oder -inseln im innerstädtischen Bereich. Dadurch haben diese Pflanzen oft nur sehr wenig Erde zur Verfügung und können weniger Wasser aufnehmen. Besonders in den Sommermonaten müssen viele Pflanzen täglich gegossen werden, wobei die Menge an Wasser, die verabreicht wird, auf jahrelanger Erfahrung beruht. Vielfach werden unnötige Wege zurückgelegt und es treten häufig Fehler auf, was dazu führt, dass manche Pflanzen zu wenig oder zu viel Wasser bekommen. Solche Fehler können bei Bäumen und Sträuchern erst nach Wochen oder Monaten ersichtlich sein, oftmalig führt dies zum frühzeitigen Tod einer Pflanze, was hohe Kosten mit sich zieht.
Aus diesen Gründen wird eine Lösung gesucht, die dabei hilft, bei Fehlern schnell eingreifen zu können. Konkret sollen Sensoren bei wichtigen Pflanzen in der Stadt eingebaut werden, welche die Gesundheitsdaten der Pflanzen erfassen und an eine Applikation übermitteln, die die empfangenen Daten auswertet und anzeigt. Im Sinne der Nachhaltigkeit soll der Gießvorgang optimiert und Ressourcen geschont werden. Am Ende der Arbeit sollen die Gärtner*innen der Stadtgärtnerei Einsicht in die Gesundheitsdaten dieser Pflanzen haben, um Bäume und Sträucher nur dann zu gießen, wenn es wirklich notwendig ist. Dadurch sollen Kosten in der Höhe von mehreren tausend Euro im Falle des Todes eines Baumes vermieden werden, was auch einen finanziellen Gewinn für die Stadt bedeutet. Die benötigten Sensoren inklusive der benötigten Funkmodule werden von der Kelag Wärme GmbH zur Verfügung gestellt.

Projektpartner

Album

Im PlantCare Album sind einige Bilder des Projekts ausgestellt.
Hier wird laufend unser Fortschritt gezeigt.

Technische Details

Bei Interesse können hier technische Details eingesehen werden.

Allgemein

Blockschaltbild

Hardware

Sensoren

Sentek Drill & Drop Sonden

Die Sentek Drill & Drop Sonde kann nicht nur die Bodenfeuchtigkeit, sondern auch die Bodentemperatur und den Salzgehalt im Boden messen. Informationen über den Salzgehalt sind besonders im Winter und frühen Frühling von Vorteil, um feststellen zu können, ob sich das Streusalz im Boden bereits aufgelöst hat. Hier wird ein kapazitives Messverfahren angewendet. Von diesen Sensoren wurden drei Stück in St. Veit installiert.

Metos EC-5

Der Metos EC-5 ist ein kostengünstiger Bodenfeuchtesensor. In St. Veit kommen sieben dieser Sensoren zum Einsatz.

Übertragung

LoRa-WAN

LoRa

LoRa ist ein Wireless-Netzprotokoll und besitzt den großen Vorteil, dass es sehr energiesparend kleine Datenmengen über eine große Reichweite versenden kann. Die Reichweite beträgt bei idealen Bedingungen zehn Kilometer. In Europa werden die Daten dabei mit einer Frequenz von 868MHz übertragen. Jeder Sensor besitzt ein LoRa-Sendemodul, welches stündlich die Sensordaten an einen Datenspeicher übermittelt. Die Sendemodule haben eine Akkulaufzeit von fünf bis zehn Jahren.

Software

Backend

MySQL

MySQL wird zur Datenspeicherung verwendet. Die Sensordaten werden periodisch vom Kelag-Datenspeicher in unsere Datenbank geladen.

Spring Framework

Spring greift auf die Datenbank mittels JPA & Hibernate zu und verarbeitet die Daten so weiter, dass diese vom Frontend mittels API-Schnittstelle abgefragt werden können.

Software

Frontend

Angular

Angular wird als Framework für die Benutzeroberfläche verwendet. Die Parameter der Pflanzen sollen als Gesundheitsindex benutzerfreundlich dargestellt werden. Des weiteren werden Wetterdaten und generelle Informationen zu den Sensoren/Pflanzen/Sträuchern/Bäumen angezeigt.

Kontakt

Fragen beantworten wir gerne, für Feedback haben wir immer ein offenes Ohr 👂.

Team

Laurin Steiner

Frontend

"Das Ende naht"

Florian Steinkellner

Backend

"It's tough to make predictions, especially about the future"

Prof. Dipl.-Ing. Isabella Radl

Betreuerin