Die zunehmenden regulatorischen Anforderungen, steigende Umweltauflagen sowie der Wunsch nach effizienteren Prozessen stellen Hersteller und Betreiber landwirtschaftlicher Maschinen vor neue Herausforderungen. Insbesondere in Sonderkulturen wie Obst-, Wein- oder Hopfenanbau ist eine präzise, nachvollziehbare und ressourcenschonende Spritzmittelapplikation entscheidend. In diesem Projekt unterstützte Konzept Informationssysteme GmbH die Entwicklung einer leistungsfähigen Software zur übergeordneten Planung, Steuerung und lückenlosen Dokumentation der Ausbringungsmenge von Pflanzenschutzmitteln, als technologische Grundlage für moderne, vernetzte Agrarsysteme.
Ausgangssituation und Projektmotivation Effiziente und nachvollziehbare Pflanzenschutzanwendung
Ziel des Projekts war es, den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln konsequent auf das notwendige Minimum zu reduzieren und gleichzeitig eine vollständige, behördentaugliche Dokumentation sicherzustellen. Die Lösung sollte als Zusatzequipment in bestehende Maschinen integrierbar sein und dabei eine hohe Varianz an Hardwarekonfigurationen unterstützen. Technisch anspruchsvoll waren insbesondere die automatische Erkennung von Baumlücken, die dynamische Regelung der Ausbringmenge in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit, Düsenkonfiguration und Baumvolumen sowie der zuverlässige Betrieb bei eingeschränkter Konnektivität im Feld. Bestehende Bedienkonzepte galten als zu komplex und wartungsintensiv und sollten durch eine zukunftsfähige, updatefreundliche Architektur ersetzt werden.
Projektinhalt, Lösungsansatz und Highlights Embedded-Software zur sensorgestützten Steuerung der Spritzmittelapplikation
Kern des Projekts war die Entwicklung einer modularen Embedded-Software, die Sensorsignale in Echtzeit erfasst, filtert und verarbeitet sowie Aktoren wie Ventile und Stellglieder präzise ansteuert. Unterschiedliche Sensoren, von Ultraschall- und Lidar-Systemen über Durchfluss- und Drucksensorik bis hin zu GPS und inertialen Messeinheiten wurden integriert und zu einem konsistenten Gesamtsystem zusammengeführt.
Ein zentrales Highlight ist die flexible Regelungslogik, die die Ausbringmenge kontinuierlich an Fahrgeschwindigkeit, Pflanzenstruktur und Gerätekonfiguration anpasst. Ergänzt wird dies durch intelligente Funktionen wie Vorgewendeerkennung (automatische Erkennung und Steuerung des Randstreifens eines Feldes) und sichere Zustandsübergänge bei Anomalien. Die Anbindung eines mobilen Endgeräts ermöglicht eine intuitive Visualisierung, die Übertragung von Arbeitsaufträgen sowie das Zwischenspeichern von Daten bei fehlender Netzabdeckung.
Technologie & Kompetenz Sensorsysteme als Kernkompetenz
Die Umsetzung erfolgte auf ressourcenbeschränkten Mikrocontroller-Plattformen mit Echtzeitbetriebssystem. Programmiert wurde in C, unterstützt durch eine neu entwickelte Toolchain für Embedded Systems. Besonderes Know-how erforderte der Umgang mit begrenztem RAM- und Flash-Speicher, niedrigen Bandbreiten sowie parallelen Echtzeitanforderungen.
Zur Qualitätssicherung setzte Konzept Informationssysteme auf automatisierte Unit- und Integrationstests, simulationsbasierte Tests mit synthetischen Sensordaten sowie kontinuierliche Build- und Testprozesse. Damit unterstreicht das Projekt die umfassende Kompetenz des Unternehmens in der Entwicklung robuster Embedded-Systeme, der Integration komplexer Sensorsysteme und der Absicherung sicherheitsrelevanter Funktionen im industriellen Umfeld.
Prozess, Zusammenarbeit und Wirkung Agiler Entwicklungsprozess und skalierbare Systemarchitektur in der Agrartechnik
Die Entwicklung erfolgte in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden und dessen Entwicklungsteam. Kurze Entscheidungswege, direkte Abstimmungen und ein pragmatischer, iterativer Entwicklungsansatz ermöglichten eine schnelle Umsetzung neuer Funktionen bei gleichzeitiger Sicherstellung der Systemstabilität.
Das Ergebnis ist ein skalierbares Baukastensystem aus Steuerungskomponenten, Sensorik und Aktorik, dass durch Händler integriert und in Betrieb genommen wird. Umfangreiche Tests, Servicehandbücher und ein mehrstufiges Supportkonzept sichern den zuverlässigen Betrieb im Feld. Die entwickelte Codebasis dient darüber hinaus als Grundlage für weitere Varianten und Funktionsausprägungen.
Ausblick & Perspektive Zukunftsperspektiven für vernetzte Embedded- und Sensorsysteme in der Agrartechnik
Die im Projekt aufgebauten Kompetenzen bilden eine solide Basis für zukünftige Anwendungen in der Agrartechnik und darüber hinaus. Die Kombination aus Embedded Systems, intelligenter Sensorfusion und vernetzter Datenverarbeitung eröffnet Potenziale für weitere Automatisierungs- und Optimierungslösungen, von präziser Applikationstechnik bis hin zu datengetriebenen Entscheidungsunterstützungssystemen.
Für Hersteller und Betreiber bedeutet dies: höhere Effizienz, reduzierte Betriebsmittel, verbesserte Nachvollziehbarkeit und eine zukunftssichere technologische Plattform. Konzept Informationssysteme ist damit ein erfahrener Entwicklungspartner für anspruchsvolle Embedded- und Sensorsysteme in regulierten, technisch komplexen Märkten.