Home

FORSCHUNGSBERICHT AGRARTECHNIK Arne

1. ECT REATE VIEW view_temperature AS ELECT tablel temperatur AS value tablel timestamp tablel sender able2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id ROM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 HERE ablel compartment table2 compartment_number ND tablel pen table2 pen_number ND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL ablel coordinate_x table3 coordinate_x ND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y Is NULL ablel coordinate_y table3 coordinate_y ND IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z LS NULL ablel coordinate_z table3 coordinate_z ND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till ND tablel temperature IS NOT NULL NION ALL Q le2 p_id AS f_loca M entity_101000 ta RE lel compartment Q table1 temperatur AS value tablel timestamp tablel sender tion_id table3 id AS f_measuring_point_id blel location table2 measuring_point table3 table2 compartment_number Z tabl ND tablel pen table2 pen_number ND table3 coordinate_x IS NULL ND table3 coordinate_x IS NULL ND table3 coordinate_x IS NULL ND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_t
2. ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_2 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL blel coordinate_x table3 coordinate_x D IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL blel coordinate_y table3 coordinate_y D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel water_meter IS NOT NULL view_heat_meter 186 Anhang CREATE VIEW view_heat_meter AS SELECT tablel heat_meter AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_2 tablel location table2 measur
3. name_intern name_extern last_name Een unit value first name PK p_id ft control_zone_min timestamp company i t_ control_zone_max f_location_id sender street1 farm penNumber f_sensor_id re i street2 stable numberOfAnimals sensor f_measuring_point_it postal_code E RAAN WEIRD compartment valveConsumption city p tier id pen date state WIEGEDATUM timestamp country sender phone1 WIEGEZEIT tierart value phone2 GEWICHT age timestamp fax GEWICHTSART weight sender email GEWICHTSTYP s_anz_g2 f_location_id website sender wasser f_measuring_point_id location_id sensor_type start_time end_time url Abbildung 5 20 Schema der Farming Cell Datenbank Konzeptionierung und Implementierung 107 5 6 7 Mailingliste und Info Mailer Eine gro e Datenmenge wird im Tagesverlauf in der Datenbank der Farming Cell gesammelt Einerseits ist es m glich diese Daten aktiv einzusehen vgl Kapitel 5 6 9 andererseits werden die Mitglieder einer Mailingliste einmal t glich mit einer E Mail versorgt die die wichtigsten Vortagesinformationen grafisch aufbereitet darstellt Die Mailingliste der Farming Cell wird durch das Rechenzentrum der Universit t Hohenheim bereitgestellt und tr gt den Namen farmingcell_list Das Erzeugen und Versenden der t glichen Status E Mail wird von der Software Info Mailer bernommen Sie ist permanent in Betrieb um einmal am Tag auto
4. Die Farming Cell Version verwendet die selbst definierten Entit ten 1 environment _values und 2 meter_values die in den Tabellen 5 6 und 5 7 definiert sind Ein Beispiel einer ADIS ADED Nachricht der Entit t 2 findet sich in Kapitel 5 6 3 Folgende Nachricht ist ein Beispiel f r eine Entit t 1 wie sie von der Farming Cell Version der Software verschickt wird DH990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 VH990054AGRO201000002010AGRO201020090721175903HME 00 60 35 07 ee 01 DN0000010090100240000901013170000000010420000000204200000003042 00101005060 VNO00001 0 3 1 0 20090721175903000034403140092000528 ZN Der genutzte Header 990054 isoagrinet_header und dessen Aufbau werden im Kapitel 2 detailliert vorgestellt und daher an dieser Stelle nicht erlautert Die Zeile ZN zeigt das physische Ende der Nachricht an Die eigentlichen Informationen sind in den zwei mit Definition Normal Data DN und Value Normal Data VN beginnenden Zeilen enthalten Die DN Zeile definiert den Aufbau der darauf folgenden VN Zeile Der Aufbau der Definitionszeile gestaltet sich wie folgt Leerzeichen zwischen den Nachrichtenabschnitten nachtr glich eingef gt DN000001 00901002400 00901013170 00000001042 00000002042 00000003042 00101005060 Tabelle 5 18 Aufbau einer ADIS ADED Definitionszeile Nachrichtenabschnitt Erl uterung 000001 Entit t 1 environment_values 00901002 40 0 Item 901002 l
5. ber die Implementierung ausgew hlter fachlicher und technischer Anwendungsfalle die Tragf higkeit der Architektur nachzuweisen Die Erbringung des Nachweises erfolgt im Falle des Prototyps nachfolgend Farming Cell genannt anhand einer Vielzahl implementierter Anwendungsfalle unterschiedlichen Detailgrades Ausgehend von dem in Kapitel 2 vorgestellten Stand der Forschung einschlieBlich geeigneter Standards wird in Kapitel 3 die Ausgangsbasis in baulicher und technologischer Hinsicht dargestellt Das sich anschlie ende Kapitel stellt die gew hlte Entwicklungsmethode und verwendete Technologien vor Kapitel 5 geht detailliert auf die f r eine Integration der einzelnen Elemente notwendigen Ma nahmen ein beschreibt deren Durchf hrung und zeichnet ein ganzheitliches Architekturbild Kapitel 6 nennt Anwendungsbeispiele die den Nutzen der Farming Cell verdeutlichen In Kapitel 7 wird eine Systembewertung vorgenommen und Optimierungspotentiale werden aufgezeigt Die Arbeit schlie t mir einer Zusammenfassung in Kapitel 8 4 Stand der Forschung 2 Stand der Forschung Die Entwicklung von IT Systemen die verschiedenartige Komponenten integrieren macht es erforderlich Daten aus ebendiesen Komponenten zu extrahieren und sie in ein Format zu berf hren das durch die anderen Teilnehmer verarbeitet werden kann Auch ist die Einigung auf Kommunikationsabl ufe erforderlich Der Projektauftrag welcher der Farming Cell zugrunde lie
6. Konzeptionierung und Implementierung 117 a E C Dokumente und Einstellungen Arne Desktop Eclipse Workspace ReST_Service_FarmingCell agroXML Windows Internet Explorer max j Y 2 https www Farmingcell de chargesfabc123def xmi v 4x Pr Datei Bearbeiten Ansicht Favoriten Extras an 7 w ae amp C Dokumente und Einstellungen Arne DesktopiEclips a gt B ah Seite G Extras lt xml version 1 0 encoding UTF 8 standalone yes gt lt chargeType id _123abc456 xmins http www agroxml de schema devel xmins xlink http www w3 org 1999 xlink gt lt LoadLocation xlink type simple xlink title Farm xlink href https www farmingcell de farms Farm_1234 xml gt lt TotalWeight uom kg gt 3488 0 lt TotalWeight gt lt ChargedObject xlink type simple xlink title Pig x lt ChargedObject xl lt ChargedObject xl lt ChargedObject x lt ChargedObject xl lt ChargedObject x lt ChargedObject xI lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject xI lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject xl lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject xI lt ChargedObject x lt ChargedObject xl lt ChargedObject xl lt ChargedObject x lt ChargedObject xI lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObject x lt ChargedObjec
7. entity_ 101001 ea farm stable compartment pen timestamp sender temperature humidity wind windrichtung luftdruck helligkeit regen enthalpie measuring_point coordinate_x coordinate_y coordinate_z valid_from valid_till description feed_consumption i penNumber numberOfAnimals valveConsumption date view_pig_xxx_feed_consumption value timestamp sender f_location_id f_measuring_point_id a view_sensor_to_location f_location_id f_sensor_id sensor Abbildung 5 17 Datenbank Schema Cluster 1 Mess und Anlagendaten name_intern name_extern unit control_zone_min control_zone_max Zum Zwecke besserer Auswertungsm glichkeiten wurden in der Datenbank der Farming Cell Sichten engl Views angelegt Views sind wie Tabellen zu nutzen bilden jedoch eine Teilmenge bestimmter Daten der Datenbank nur tempor r ab Auf Konzeptionierung und Implementierung 97 diese Weise ist es m glich ausgew hlte Teile verschiedener Tabellen miteinander in Beziehung zu setzen und darzustellen In der Datenbank existieren zwei Arten von Views Zum einen diejenigen die Rohdaten darstellen zum anderen solche die Stundensummen oder Stundendurchschnittswerte errechnen und darstellen Die Benennung der Views folgt dem Schema view_ Messwerttyp f r diejenigen Views welche Rohdaten enthalten Diejenigen die Stundensummen oder Stundenmittel bereitstellen lauten auf view_avg_ Mess
8. 99 F tterungscomputer antwortet nicht 98 Pr fsumme des empfangenen Datenpaketes falsch 66 Konzeptionierung und Implementierung int GetSCHAPINoofValves int computerno int noofvalves Liefert die Anzahl Ventile der F tterung int GetSCHAPIValveConsumption int computerno int valveno int noofanimals int quantityg int componentno01 int componentno02 int componentno03 int componentno04 int componentno035 int componentno06 int componentno07 int componentno08 int componentno09 int componentno10 int componentno11 int componentno12 int componentno13 int componentno14 int componentno15 int componentno16 Liefert die Ventil und Komponentenverbr uche sowie die Tieranzahl f r ein Ventil 1 bis noofvalves Die Ventilverbr uche quantityg werden in der Steuerung nach jedem Abholen zur ckgesetzt int SetSCHAPIValveData int computerno int valveno int noofanimals int weightg Setzt die Anzahl Tiere und das Tierdurchschnittsgewicht f r ein Ventil Mithilfe der DLL wurde ein Programm Namens Schauer Service implementiert Es arbeitet auf Kommandozeilenebene und bietet zwei Funktionalit ten die zeitgesteuert ausgef hrt werden aber auch manuell angesto en werden k nnen 1 Abrufen aller Ventilverbr uche sowie dazugeh riger Tieranzahl aus der F tterungssteuerung und anschlie endes Speichern in der Farming Cell Datenbank Tabelle feed_consumpti
9. Anhang 181 Z a Z I Z N D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel humidity IS NOT NULL ION ALL F ECT tablel humidity AS value tablel timestamp tablel sender a R ZAAA A w ZH N ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_101000 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel humidity IS NOT NULL ION ALL F ECT tablel humidity AS value tablel timestamp tablel sender zz zz ze zw A I Pppp gt gt p gt rtshrunc pn z D gt Bb gt bbrshiteunc gt b pre Z R ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 ERE ble1 compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D tablel timestamp BETWEEN table3
10. Die folgende Tabelle ist ein exaktes Abbild der im Data Dictionary der Version 2010 f r die Entity 990054 hinterlegten Information Stand der Forschung 11 Tabelle 2 2 Entity 990054 isoagrinet_header Auf Daten L n f Code ID Typ Nr Name Beschreibung l s Einheit typ ge set ung MA 1 x 0 DD Type DD Type AN 8 0 0 MA 90000 2 HER dd_ version ADED DD Version N 8 0 0 MA 90105 3 dd_name DD_NAME AN 8 0 0 N 9 MA 90000 4 it oi FIDACREA Date file create or update N 8 0 CCYYMMDD 0 MA 90000 5 N FITICREA File create or update N 6 0 hhmmss 0 90000 6 GA SISSTAT System Status AN 1 0 999 MA 90000 7 Ne SENDER Sender Name AN 24 0 999 90000 8 OFT RECEIVER Receiver Name AN 24 0 999 90000 9 OPT VERSEPRG AN 8 0 999 1 90000 dd_national_ OPT ADED DD national version AN 8 0 0 0 9 version 1 90106 dd_national_ OPT DD_NATIONAL_NAME AN 8 0 0 1 0 name 1 90001 f 5 OP i PCTYPE process device type AN 10 0 0 ADED 1 90001 ADED Manufacturer OP Manufacturer AN 8 0 0 3 2 Version Version 1 90105 ORTS sender addr SENDER_ADDR AN 99 0 URI 0 1 90105 OPT reveiver_addr RECEIVER_ADDR AN 99 0 URI 0 1 90105 r OPT currency CURRENCY AN 3 0 0 1 90105 AdisCodeset 9010 OP character_set CHARACTER_SET AN 2 901058 58 12 Stand der Forschung Jedes Item kann einen Wert eines bestimmten Datentyps einer definierten L nge und gegebenenfalls Aufl sung Anzahl Nachkommastellen be
11. processData 3 DN000001009010024000090101317000000001042000000020420000000304200000010031 4 VN8888610 3 1 8 20091022160910000000000000000016 line DNO00001009010024000090101317000000001042000000020420000000304200000010031 line VN0000010 3 1 0 20091022160910000000000000000016 22 10 2009 16 09 14 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 1 from sender Ebox 00 90 c2 d2 24 64 4 TN1010000 1 2 0 20091022161006000 18407777 line DN10100000901002400009010131700010100006200101001041 line VN1818888 1 1 20091022161006000 1938777 22 10 2009 16 69 14 parser ADIS parser parseVNline INFO Skipping 101001 humidity with value 22 10 2009 16 89 14 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 101000 from sender unknown line VN1010000 1 2 0 20891022161006808 18407 22 10 2009 16 69 14 parser ADIS parser parseVNline INFO Skipping 101001 humidity with value 22 16 2609 16 89 14 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 101000 from sender unknown line TN processData 3 DN000001009010024000090101317000000001042000000020420000000304200101004060 4 VN0000010 3 1 6 20091022161413000029403440092000043 Line DNO00001009010024000090101317000000001042000000020420000000304200101004060 line VNO000010 3 1 0 20091022161413000029403440092000043 22 10 2009 16 10 33 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 1 from sender HME 00 60 35 07 ed aa processData 3 DN00000100901
12. von Daten unter Nutzung eines Computers zu einem sp teren Zeitpunkt ist ebenso m glich Internet Explorer 2 11 03 amp http 144 41 176 165 FarmingCell e Behandlung Internet Explorer 4 11 05 amp http 144 41 176 165 Farmingcell Abteil Bucht Nr rfig 96900000015646 144 p_electronical_id visual_id mother_ i 28 3 969000000366973 123 404 weight mother_no mother_no v H Veyxyl 50 carlalslaltlolnlilkl pil amie tag shift z x b n m 17 culaay hie View Tools Q sv ER View Tools amp a xy Ej Abbildung 5 24 Webapplikation Bildschirmmasken Links Einstallen Rechts Medikamentierung ber die genannten Managementt tigkeiten hinaus bietet die Webapplikation die M glichkeit Dateien im Microsoft Excel Format zu importieren welche Tierdaten zum Inhalt haben Die Dateien sind Exporte der Software Supersau der Firma CLAAS 112 Konzeptionierung und Implementierung Agrosystems GmbH amp Co KG ehemals AGROCOM GmbH amp Co Agrarsystem KG und enthalten Informationen ber potentielle Masttiere vgl Tabelle 5 31 Tabelle 5 31 Beispiel Importdatei Name Nr Geb Dat Geschlecht Rasse Name 344 90 28 11 2008 1 PI DL Momo 402 78 21 12 2008 1 PI DL Brutus 402 79 21 12 2008 1 PI DL Brutus 404 80 14 03 2009 1 PI DL Basti 404 81 14 03 2009 1 PI DL Basti Name Nummer der Muttersau Nr Ferkelnum
13. 2009 Die Hohenheimer Messwerterfassung wurde durch die DLG als ISOagriNET konform zertifiziert DLG 2009 5 4 2 Ethernetbox Die Ethernetbox der Firma better networks basiert auf einem Mikroprozessor der amerikanischen Firma Rabbit Sie erm glicht den Anschluss von Sensoren Strom oder Spannungssignal und Verbrauchsmessern SO Signal und sie bietet netzwerkbasierte Abfragem glichkeiten f r die Signale angeschlossener Komponenten sowie ihre internen Z hlerst nde Abbildung 5 7 zeigt eine solche Ethernetbox 1 Internetpr senz http www betternetworks de 58 Konzeptionierung und Implementierung Abbildung 5 7 Ethernetbox Das System dient seiner urspr nglichen Bestimmung nach der berwachung von Serverr umen und ist in zwei Versionen verf gbar die sich hinsichtlich der Schnittstellenausstattung unterscheiden Version 1 verf gt ber 12 digitale Eing nge Version 2 ist dar ber hinaus mit 8 analogen Eing ngen ausgestattet Anliegende Spannungen k nnen im Bereich von 0 bis 10 Volt mit einer Genauigkeit von 0 1 mV erfasst werden Die Z hlereing nge sind in der Lage bis zu 100 Impulse in der Sekunde spezielle Firmware Version Standard ist 3 Impulse in der Sekunde zu erfassen Die Kosten f r die beiden Versionen belaufen sich auf brutto 225 70 beziehungsweise 285 20 und sind damit verh ltnism ig preisg nstig G TTICH 2004 Die ISOagriNET konforme Integration der Ethernetbox in das Stallnetz i
14. 900003 FIDACREA 900004 FITICREA und 900006 SENDER Stand der Forschung 13 Die beiden Header Zeilen einer Nachricht innerhalb des Farming Cell Netzes k nnten beispielsweise wie folgt bef llt sein DH990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 VH990054AGRO201000002010AGRO201020090721175903HME 00 60 35 07 ee 01 Der Aufbau der Definitionszeile dieses Headers gestaltet sich wie folgt Leerzeichen zwischen den Nachrichtenabschnitten sind nachtr glich eingef gt DH990054 00000000080 00900002080 00901059080 00900003080 00900004060 00900006240 Tabelle 2 3 Inhalte der Definitionszeile eines ISOagriNET Headers Nachrichtenabschnitt Erl uterung DH990054 Entit t 990054 isoagrinet_header 00000000 08 0 Item 0 DD Type Lange 8 Aufl sung 0 00900002 08 0 Item 900002 dd_version Lange 8 Aufl sung 0 00901059 08 0 Item 901059 dd_name L nge 8 Aufl sung 0 00900003 08 0 Item 900003 FIDACREA Lange 8 Aufl sung 0 00900004 06 0 Item 900004 FITICREA L nge 6 Aufl sung 0 00900006 24 0 Item 900006 SENDER L nge 24 Aufl sung 0 Der Aufbau der Wertezeile des obigen Headers gestaltet sich wie folgt Leerzeichen zwischen den Nachrichtenabschnitten sind nachtr glich eingef gt VH990054 AGRO2010 00002010 AGRO2010 20090721 175903 HME 00 60 35 07 ee 01 Tabelle 2 4 Inhalte der Wertezeile eines ISOagriNET Headers Nachrichtena
15. A Ressourcen und Systemarchitektur Gesamtsystem 163 Tabellendefinitionen 164 Attributdefinitionen 172 Create Statements der Datenbank Views 180 Anhang 163 Gesamtsystem Switch N Ethernetbox Typ 1 Ethernetbox Typ 2 144 41 72 176 144 41 72 177 F tterung Switch wui HME 144 41 72 178 n Draht zq 1 RFID Reader Waagenterminal Fi as WLAN AP i xe mas Stromenergie Warmeenergie Wasservolumen z hler messer messer a Sensoren a N Managed Switch Datenbank Server 144 41 728 ISOagriNET LON Adapter 144 41 72 172 144 41 72 179 Lu m au Leow 144 41 72 171 gt Klimasteuerung Managed Switch WAN Management PC 144 41 72 190 Multigasmonitor Internet Ethernetbox Typ 1 144 41 72 175 Wasservolumen messer ung 0 1 Hardware berblick Abbild Die Abbildung zeigt schematisch die Hardwarearchitektur der Farming Cell in ihrer gr ten Ausbaustufe 164 Anhang Tabellendefinitionen Auf den folgenden Seiten sind die Strukturen aller Tabellen der Farming Cell Datenbank in alphabetischer Reihenfolge hinterlegt Dies umfasst die Nennung aller Felder auch Attribute genannt deren Typ sowie deren Besonderheiten und einen kurzen beschreibenden Text Tiefergehende Erl uterungen zu jedem einzelnen Attribut folgen in einem separaten Abschnitt Abk rzungen PK Primary Key Prim rschl ssel oder die Prim
16. Abbildung 3 7 Abbildung 3 8 Abbildung 4 1 Abbildung 5 1 Abbildung 5 2 Abbildung 5 3 Abbildung 5 4 Abbildung 5 5 Abbildung 5 6 Abbildung 5 7 Abbildung 5 8 Abbildung 5 9 Waagenterminal links und Waage mit RFID Antenne rechts Multigasmonitor mit Multiplexer und Pumpe Handheld mit RFID Lesemodul Plattformunabhangigkeit Hard und Softwarearchitektur der Farming Cell Serielle Server JetPort 5601 der Firma Korenix ISOagriNET LON Adapter Waagenterminal Tru Test XR3000 Hohenheimer Messwerterfassung One Wire Module Ethernetbox Sensoren im Versuchsstall Schauer Service Abbildung 5 10 E Mail bei F tterungsanpassung Abbildung 5 11 Anbindung der Tierwaage Abbildung 5 12 TruTest Client 17 17 18 19 20 22 23 27 31 37 51 52 53 55 56 58 62 67 68 70 74 IV Abbildungsverzeichnis Abbildung 5 13 Ethernetbox Service Abbildung 5 14 HME bersichtsseite Abbildung 5 15 HME Konfigurationsseite Abbildung 5 16 ISOagriNET Parser Abbildung 5 17 Datenbank Schema Cluster 1 Mess und Anlagendaten Abbildung 5 18 Datenbank Schema Cluster 2 Tierdaten Abbildung 5 19 Datenbank Schema Cluster 3 Sonstige Abbildung 5 20 Schema der Farming Cell Datenbank Abbildung 5 21 Tagliche Status E Mail Abbildung 5 22 Darstellung von Verbrauchsmesserdaten Abbildung 5 23 Kommandozeilenausgabe des Info Mailers Abbildung 5 24 Webapplikation Bildschirmmasken Abbildung 5 25 Reporting Appl
17. Tabelle 5 8 nennt die durch das KTBL bereitgestellten XML Schema Dateien XSD und deren Inhalt Jede dieser Dateien enth lt Vorgaben ber die zul ssigen Inhalte und den Aufbau der zugeh rigen XML Dateien Tabelle 5 8 XML Schema Dateien des KTBL Schema Datei Inhalt Address xsd Kontaktdaten agroxml xsd Namespaces und Modulimporte agroxml xsd ist Root Element einer Instanz Animal xsd Fur alle Tierarten g ltige Eigenschaften AnimalEggs xsd Speziell auf Legehennen zutreffende Eigenschaften Konzeptionierung und Implementierung 47 AnimalMeat xsd Speziell auf Schweine zutreffende Eigenschaften AnimalMilk xsd Speziell auf Milch gebende Tiere zutreffende Eigenschaften Charge xsd Eigenschaften einer Tiercharge CommonBasic Erl uterungen zu Datentypen Components xsd CoreComponent Types xsd Einheiten etc von Datentypen Event xsd Typ und Eigenschaften eines Ereignisses Farm xsd Eigenschaften eines Betriebes Gmi xsd Datencontainerkonstrukten wie Listen etc Stall xsd Eigenschaften eines Stalls Xlinks xsd Eigenschaften eines XLinks Die f r den abzubildenden Sachverhalt wichtigsten Dateien sind Charge xsd Farm xsd und AnimalMeat xsd denn sie definieren die Strukturen der zu modellierenden Objekte Tiercharge landwirtschaftlicher Betrieb und Einzeltier Um aus den bereitgestellten XSD Dateien XML Dateien erzeugen zu k nnen wurde das Framework Maven verwendet
18. Auf die relevanten Merkmale aller Komponenten wird in den folgenden Abschnitten und detaillierter in Kapitel 5 eingegangen Material 17 Vorraum Bucht 3 Bucht 2 7 Bucht 1 lt L HIATT Beobachtungsgang Abbildung 3 2 Vorraum und Messkammer 18 Material Abbildung 3 3 Abteil 1 mit Blick zum Beobachtungsgang Technik im Versuchsstall Als Ausgangsbasis f r das entwickelte System standen ein Computer mit Managementsoftware sowie verschiedene Anlagen Sensoren und Verbrauchsmesser zur Verf gung oder wurden den Anforderungen entsprechend nachger stet Einige dieser Komponenten insbesondere sind hier die Anlagen F tterung und L ftung zu nennen befinden sich seit mehreren Jahren im Stall Das Kapitel 3 2 stellt alle Komponenten vor Dies umfasst neben der Nennung der Eckdaten jeder Komponente das Aufzeigen der M glichkeiten ihrer Einbindung in das Gesamtsystem unter Verwendung des Standards ISOagriNET Kapitel 5 greift die Varianten auf und erl utert deren konkrete Umsetzung in Hard und Software 3 1 1 Anlagen Der Versuchsstall ist mit mehreren Anlagen ausgestattet Bei der verbauten F tterungsanlage handelt es sich um eine Fl ssigf tterung der Firma Schauer Maschinenfabrik GmbH und Co KG Die L ftungsanlage der Firma M ller Agrarklima GmbH ist in zweifacher Ausf hrung separat f r beide Abteile vorhanden Material 19 Die im Vorraum befindliche Tierwaage der Firma Tru Test Ltd ist ausgestattet m
19. D B TTINGER S 2007 agroXML a standardized language for data exchange in agriculture EFITA WCCA 2007 Environmental and rural sustainability through ICT Glasgow Schottland 2 5 7 2007 EFITA MARTINI D 2007 Gemeinsame Datenstruktur ISOagriNet und agroXML IT Food Trace Meilensteinbericht des KTBL vom 15 August 2007 Darmstadt MARTINI D SCHMITZ M Kunisch M 2008 Erweiterung von agroXML zur Dokumentation und Qualit tssicherung in der Tierhaltung eZAl 2008 H 8 NOACK P O 2007 Standards f r den elektronischen Datenaustausch in der Landwirtschaft Landtechnik 2007 Sonderheft S 283 285 160 Literaturverzeichnis NOURIE D PAWALAN M 2007 New to Java Programming Introducing the Java Platform Oracle Corporation http java sun com new2java programming intro 14 01 2010 PAULSEN C SPILKE J WAGNER P 2005 ISOagriNet ein ISO Projekt zur Standardisierung der elektronischen Kommunikation in der Erzeugung tierischer Produkte und deren Verarbeitung eZAl 2005 H 2 S 25 26 e POMBERGER G PREE W 2004 Software Engineering Architektur Design und Prozessorientierung Hanser Fachbuchverlag Munchen SCHULZE L 2010 Ethernetbox Netzwerkprotokoll better networks http www messpc de netzwerkprotokoll php 24 11 2009 e SEEBOERGER WEICHSELBAUM M 2004 Java Server Pages Kompendium Markt und Technik Verlag M nchen SEIDLER K 2009 XAMPP Apache Friends ht
20. Einzeltier oder Gruppengewicht heat_meter Tabellen entity_2 Ein Messwert Anhang 175 helligkeit Tabellen entity_1 entity_101001 Ein Messwert humidity Tabellen entity_1 entity_101000 entita_101001 Ein Messwert id Tabellen sensors measuring_point entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 Fortlaufende Nummer die als Prim rschl ssel f r die Eintr ge der jeweiligen Tabelle dient last_name Tabellen contact Der Nachname des Kontaktes left_timestamp Tabellen animal animal_to_location Datum und Uhrzeit wann das Tier ausgestallt wurde um den Betrieb zu verlassen Tabelle animal oder wann es einer Lokation zugeordnet wurde Tabelle animal_to_location login_name Tabellen user Name eines Webfrontend Benuizers luftdruck Tabellen entity_ 101001 Ein Messwert mother_no Tabellen animal temp_animal boar Schlussel in der Software Supersau welcher in die Datenbank der Farming Cell bernommen wird Diese alphanumerische Zeichenfolge identifiziert die Muttersau eindeutig n20 Tabellen entity_1 Ein Messwert name Tabellen race diagnosis boar Name der Rasse Tabelle race Name der Krankheit der Diagnose Tabelle diagnosis oder des Ebers Tabelle boar name_extern Tabellen sensors Die im Webfrontend anzuzeigende Bezeichnung eines Sensors oder Verbrauchsmessers 176 Anhang name_intern Tabellen sensors Bezeichnung eines Sensors oder Verbrau
21. Schnittstellen zu normieren NOACK 2007 HENNINGER 2007 und STEINBERGER et al 2009 ist dies auch f r die Stalltechnik erforderlich Der Notwendigkeit Anlagen miteinander zu vernetzen steht die Existenz einer Vielzahl herstellerspezifischer Datenschnittstellen gegen ber Das Vernetzen unterschiedlicher Anlagen sowie das Einbeziehen weiterer Prozessparameter insbesondere Ressourcenverbr uche und tierindividuelle Merkmale ist jedoch sinnvoll um eine ganzheitliche Prozess berwachung und bewertung vornehmen zu k nnen Ist eine Kommunikationsgrundlage in Form eines Datenaustauschstandards geschaffen und wird dieser von den Herstellern landwirtschaftlicher Anlagen getragen d rfen Vorteile hinsichtlich des Arbeitszeitbedarfs sowie der Prozessqualitat und effektivit t erwartet werden BERNHARD u HECKMANN 2008 Dar ber hinaus k nnte die Wissenschaft von einer breiten Datenbasis profitieren 1 2 Zielsetzung Das Ziel des Teilprojektes Informations und Datengewinnung aus Tierhaltungssystemen und damit auch Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung die Implementierung der Betrieb und die Bewertung eines prototypischen Systems zur Datenerfassung und nutzung in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung Vorrangiger Zweck dabei ist einen m glichst hohen Detailgrad der Datenerfassung zu erreichen und neben Qualit ts und R ckverfolgbarkeitsparametern auch solche zu erheben die Aussagen ber die Einzel Tiergesundheit und
22. W FOWLER M GRENNING J HIGHSMITH J HUNT A JEFFRIES R KERN J MARICK B MARTIN R C MELLOR S SCHWABER K 158 Literaturverzeichnis SUTHERLAND J THOMAS D 2001 Manifesto for Agile Software Development Ward Cunningham http agilemanifesto org 13 01 2010 BERNHARD H HECKMANN M 2008 Dokumentationsaufwand in der Mastschweineproduktion Landtechnik 2008 H 3 S 164 165 BLE 2008 Versorgungsbilanz Fleisch 2003 bis 2005 und Regionale Versorgungsbilanz Fleisch 2006 BLE http www ble de cln_099 nn_417426 SharedDocs Downloads 06___Aktuelles 0 6__Publikationen Broschueren VersorgungsbilanzFleisch templateld raw prope rty publicationFile pdf VersorgungsbilanzFleisch pdf 24 11 2009 B SCHER W RUDOVSKY A MARKS M HAEUSER S HESSE D 2008 DLG Merkblatt 351 Tr nketechnik f r Schweine Frankfurt am Main e COCKBURN A 2005 Crystal Clear Agile Software Entwicklung f r kleine Teams Mitp Verlag Frechen e DERN G 2006 Management von IT Architekturen Leitlinien f r die Ausrichtung Planung und Gestaltung von Informationssystemen Vieweg Wiesbaden DLG 2009 DLG und BFL haben erstmals Zertifikate ISOagriNET conform verliehen Proplanta GmbH amp Co KG http www agrar presseportal de Nachrichten agrar_presseportal_nachricht_pdf_zip php id_S 3 282 26 10 2009 DOLUSCHITZ R KUNISCH M JUNGBLUTH T EIDER C 2005 agroXML A standardized Data Format fo
23. de gt Dieses Element wird in der Instanz nie verwendet Anstattdessen werden die konkreten in der substitutionGroup abgelegten Elemente Milchkuh Schwein eingebunden lt xsd documentation gt lt xsd annotation gt lt xsd element gt lt xsd complexType name PigType gt lt xsd annotation gt lt xsd documentation gt In diesem Datentyp sind alle f r die vorhandenen Tierarten gemeinsamen Element untergebracht lt xsd documentation gt lt xsd annotation gt lt xsd complexContent gt lt xsd extension base AbstractAnimalType gt lt xsd sequence gt lt xsd element name EartagNumber type xsd token minOccurs 0 gt lt xsd element name PigRace type CodeType minOccurs 0 gt lt xsd sequence gt lt xsd extension gt lt xsd complexContent gt lt xsd complexType gt lt xsd schema gt Die Datei AnimalMeat xsd ist das Modell eines Mastschweins Eine unter Verwendung dieser Schema Datei erzeugte XML Instanz d h ein konkretes Mastschwein sieht beispielweise wie folgt aus lt xml version 1 0 encoding UTF 8 standalone yes gt lt pigType id _969000000365025 xmIns http www agroxml de schema devel xmlns xlink http www w3 org 1999 xlink gt lt Events gt lt Weighing gt lt DateOrTimestamp gt 2008 09 12 lt DateOrTimestamp gt lt Weight uom kg gt 128 0 lt Weight gt lt Weighing gt lt Events gt lt Sex gt f lt Sex gt lt EartagNumber gt
24. gepr gte Methode k nnte diesbez glich Vorteile bieten Diskussion 151 Abschlie end kann festgehalten werden dass die Entwicklungsmethode Crystal Clear innerhalb des Projektteams Farming Cell erfolgsf rdernd war Ihre Eignung f r projekt bergreifende Entwicklungen ist unter anderem anhand des Kriteriums Vertrauen individuell zu pr fen Neben der Entwicklungsmethode nennt Kapitel 4 1 mit Experimentellem Prototyping auch die gew hlte Implementierungsmethode Sie wurde gew hlt da sie schnell vorliegende Prototypen verspricht und sich gut mit dem experimentellen Charakter der Farming Cell vereinbaren l sst Die Methode war im Falle der Farming Cell zielf hrend da der Entwicklungszeitraum knapp bemessen war Die schnell erfolgten Implementierungen lauff higer Prototypen durchliefen nur kurze Testphasen bevor sie eingesetzt wurden Eine h here Fehleranf lligkeit der Anwendungen musste hingenommen werden Nachbesserungsarbeiten waren die Folge nahmen aber wenig Zeit in Anspruch da sie im Rahmen der iterativ durchgef hrten Erweiterung der Prototypen durchgef hrt werden konnten Die Wahl einer alternativen Implementierungsmethode die umfassende Planungsphasen vor der eigentlichen Implementierung vorsieht w re f r die Farming Cell wenig geeignet gewesen 7 3 2 Technologie In diesem Kapitel wird auf die Eignung der zwei zentralen Elemente Programmiersprache und Datenbanksystem eingegangen Die Kapitel 4 2 und 5 6 6 nenn
25. in feeding had to be updated Scale says there are 26 animals in pen 1 DB says 28 The number of animals from DB will be used The following values have been set for pen number 1 Number of animals 28 Average weight in g 189692 Checking pen 2 in feeding had to be updated Scale says there are 26 animals in pen 2 DB says 29 The number of animals from DB will be used The following values have been set for pen number 2 Number of animals 29 Average weight in g 99846 Checking pen 3 No changes need to be done Checking pen 4 No changes need to be done Abbildung 5 9 Schauer Service Abbildung 5 9 zeigt die Software Schauer Service im Betrieb Ihre Konfiguration erfolgt zum einen mithilfe der Datei setup properties welche die Verbindungsparameter f r die serielle Schnittstelle comport baudRate parity timeout retries die Nummer des F tterungscomputers computerNo und den Zeitpunkt f r die automatische Ausf hrung run _Hour run_Minute festlegt Zum anderen werden in der Datei MySQL_DB properties die f r die Verbindungsaufnahme mir der Farming Cell Datenbank erforderlichen Parameter gesetzt Nachfolgend finden sich Beispielkonfigurationen 68 Konzeptionierung und Implementierung Inhalt der Datei setup properties computerNo 1 comport COM3 baudRate 9600 parity EVENPARITY timeout 1000 retries 3 run_Hour 23 run_Minute 55 Il Inhalt der Datei MySQL_DB propertie
26. llstandes in einer Grafischen Oberfl che engl Graphical User Interface GUI oder in der Eingabeaufforderung sinnvoll Die genannten Verbesserungsvorschl ge sollten insbesondere im Falle der Umsetzung des vorgeschlagenen Datenbank Redesigns beherzigt werden da dieses den Verarbeitungsaufwand auf Seiten des ISOagriNET Parsers erh hen wird Datenbankstruktur Einen zentralen Bereich des Datenbankschemas bilden die Messdaten Auf das Design des in Abbildung 7 1 dargestellten Teilbereiches soll an dieser Stelle eingegangen werden Diskussion 147 compartment pid pen p_id sender farm stable coordinate_x stable i compartment coordinate_y compartment pen coordinate _z pen farm timestamp temperature timestamp stable sender humidity sender compartment temperature co2 coordinate_x pen idi nh3 timestamp ch4 Be sender n2o electric_meter temperature unterdruck water_meter humidity helligkeit heat_meter co2 air_speed gas_meter nh3 coordinate_x coordinate_y coordinate_z t location id valid_from cation_i AR farm_number ER valid_tit stable_number f_measuring_point_id description compartment_number pen_number p id sensor name_intern name_extern view_sensor_to_location f_location_id f_sensor_id sensor Abbildung 7 1 Datenbank Schema Auszug aus Cluster 1 Mess und Anlagendaten Die hier dargestellte Struktur orien
27. no_of_values FROM view_nh3 GROUP BY DATE FORMAT f_measuring_point_id oe E timestamp view avg_ch4 CREATE VIEW view_avg_ch4 AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_ch4 GROUP BY DATE _FORMAT f_measuring_point_id timestamp view avg_n2o CREATE VIEW view_avg_n2o AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_n2o GROUP BY DATE _FORMAT f_measuring_point_id timestamp view avg_helligkeit CREATE VIEW view_avg_helligkeit AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_helligkeit GROUP BY DATE_FORMAT f_measuring_point_id timestamp view avg_unterdruck CREATE VIEW view_avg_unterdruck AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_unterdruck GROUP BY DATE FORMAT f_measuring_point_id timestamp view avg_air_speed CREATE VIEW view_avg_air_speed AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_air_speed f_measuring_point_id avg value f_measuring_point_id avg value f_measuring_point_id avg value f_measuring_point_id avg value f_measuring_point_id avg v
28. 1 Zusammensetzung der Futtermischung 2 Einzeltiergewichte von f nf Wiegetagen 3 Gruppenweise Futterverbr uche Futtermischung F r die Berechnung der Futterverwertung ist die Errechnung des Trockensubstanzanteils der Futtermischung erforderlich Der Wasseranteil der Futtermischung betr gt 71 4 Anwendungsbeispiel 121 Tabelle 6 2 Futtermischung Anteil Trockensubstanz Eiwei g kg Lysin g kg Cystin g kg Mischung 28 6 88 147 10 10 6 10 Anteil Trockensubstanz je kg Futtermischung basierend auf Tabelle 6 2 1 0 286 0 88 0 25168 25 168 Einzeltiergewichte W hrend des Mastdurchganges sind 5 Wiegungen erfolgt vgl Tabelle 6 3 Tabelle 6 3 Gewichtsentwicklung Tieranzahl Tierdurchschnittsgewicht kg Datum Masttag Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 1 Gruppe 2 22 06 2009 0 30 30 34 85 30 12 16 07 2009 24 30 29 49 17 42 02 29 07 2009 37 30 29 56 87 52 71 03 09 2009 73 29 29 94 26 87 23 24 09 2009 94 28 29 109 69 99 85 Die durchschnittliche Zunahme ber 94 Tage betr gt somit 74 84 kg f r die Tiere der Gruppe 1 und 69 73 kg f r die Tiere der Gruppe 2 Dies entspricht durchschnittlichen Einzeltiertageszunahmen von 796 17 g und 741 81 g Diese Werte sind hoch vergleicht man sie mit dem durch den ZDS ermittelten Vergleichswert von 735 g vgl Anonymus 2007 ZALUDIK 2002 hat im Rahmen ihrer Untersuchungen Tageszunahmen von 759 g ermittelt 122 Anwendungsbeispiel
29. 3 Gewichtsentwicklung Tabelle 6 4 Futterverbr uche Tabelle 6 5 Futterverwertung Tabelle 6 6 Wasserbedarf von Mastschweinen Tabelle 6 7 Tageszunahmen in Abh ngigkeit der eberseitigen Abstammung Tabelle 6 8 F tterungszeiten 83 85 86 92 93 93 94 95 97 98 99 100 101 102 112 120 121 121 122 123 126 128 130 Abk rzungsverzeichnis Vil Abkurzungsverzeichnis A ADED ADIS API AuA AWS BFL BIRT BLE BMBF BTU CCTA CHa CO CPU CSV DB DBMS DBS DLG DLL EFITA FK GB GIL GUI h HME HTML http s Ampere Agricultural Data Exchange Dictionary ISO 11788 Agricultural Data Interchange Syntax ISO 11787 Application Programming Interface Abgabe und Anwendung Amazon Web Services Bauf rderung Landwirtschaft eV Business Intelligence and Reporting Tools Bundesanstalt fur Landwirtschaft und Ernahrung Bundesministerium f r Bildung und Forschung Bau Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture Methan Kohlendioxid Central Processing Unit Comma Separated Values Datenbank Datenbankmanagementsystem Datenbanksystem Deutsche Landwirtschafts Gesellschaft Dynamic Link Library European Federation for Information Technology in Agriculture Foreign Key Gigabyte Gesellschaft f r Informatik in der Landwirtschaft Graphical User Interface Stunde Hohenheimer Messwerterfassung Hypertext M
30. 969000000365025 lt EartagNumber gt lt PigRace gt PIxDL lt PigRace gt lt pigType gt Die XML Instanz repr sentiert ein weibliches Schwein der Rasse Pietran x Deutsche Landrasse PIxDL dessen Ohrmarkennummer 969000000365025 ist Seine Wiegung am 12 09 2008 ergab ein Gewicht von 128 kg 16 Material 3 Darstellung und Analyse der Ausgangslage In diesem Kapitel wird mit den baulichen Gegebenheiten des Versuchsstalls sowie dessen technischer Ausstattung die Ausgangslage vorgestellt Kapitel 5 schlie t an diese Ausf hrungen an indem es die zum Erreichen der vollst ndigen Vernetzung und Datenerfassung erforderlichen Ma nahmen erl utert und zus tzlich ben tigte Hard und Softwarekomponenten vorstellt 3 1 Der Versuchsstall und dessen bauliche Gegebenheiten Abbildung 3 1 zeigt den Grundriss des Versuchsstalls f r Mastschweine auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof in dem die Farming Cell implementiert ist Der Stall ist in zwei Abteile zu jeweils zwei Buchten unterteilt Jede Bucht bietet 27 Tierpl tze 4 0 9 m H USSERMANN 2006 Ferner existiert ein Vorraum in dem sich neben F tterungsanlage und Klimasteuerung auch die Tierwaage mit der RFID Leseeinrichtung befindet Im Stall sind Sensoren f r die Erfassung von Temperatur Luftfeuchte Helligkeit NH3 CO2 und Luftdruck sowie W rmeenergie Wasservolumen und Strommesser verbaut vgl Kapitel 3 2 2
31. Adapters der von der Firma M ller entwickelt wurde vgl Abbildung 5 3 und Anonymus 2009b Abbildung 5 3 ISOagriNET LON Adapter Bildquelle M ller Agrarklima GmbH Der als ISOagriNET konform zertifizierte Adapter DLG 2009 ist in der Lage ADIS ADED Nachrichten mit stallklimarelevantem Inhalt zu publizieren UDP Multicast Inhalt ADED Entit t und Sendeintervall der Nachrichten sind konfigurierbar vgl Anonymus 2009b 5 3 3 Waage mit RFID Reader Abbildung 5 4 zeigt das Waagenterminal XR3000 der Firma Tru Test an welche die Wiegeeinheit sowie die nachfolgend vorgestellte RFID Leseeinheit angeschlossen sind Auf generierte Wiegedatens tze RFID Ohrmarkennummer und dazugeh riges Gewicht kann ber eine der beiden RS232 Schnittstellen der XR3000 zugegriffen werden Das Kommunikationsprotokoll des Waagenterminals ist frei verf gbar vgl Anonymus 2004a Konzeptionierung und Implementierung 53 Abbildung 5 4 Waagenterminal Tru Test XR3000 Nach dem gleichen Prinzip wie die serielle Schnittstelle des F tterungscomputers auf Ethernet umgesetzt wurde serieller Server h tte auch die Steuereinheit der Waage an das Ethernet angebunden werden k nnen Es wurde jedoch ein anderer Weg beschritten und die Hohenheimer Messwerterfassung vgl Kapitel 5 4 1 als Gateway verwendet Diese verf gt ber eine geeignete serielle Schnittselle und realisiert die Ethernetanbindung des Waagenterminals Die f r die Kommunikation zwi
32. Ausfall einzelner Komponenten ist f r das Gesamtsystem unkritisch sofern es sich nicht um den ISOagriNET Parser oder die Datenbank handelt F llt eine dieser beiden Komponenten aus hat dies massive Datenverluste zur Folge Beide Komponenten arbeiteten jedoch zu jedem Zeitpunkt einwandfrei Die Gefahr eines auf diese Weise auftretenden Datenverlustes wird daher als gering bewertet Die Mehrzahl der im Netzwerk verschickten Nachrichten basiert entsprechend ISOagriNET auf dem verbindungslosen User Datagram Protocol UDP Da die Zustellung mittels UDP verschickter Nachrichten nicht garantiert ist besteht insbesondere bei stark ausgelasteten Netzwerken die Gefahr des Datenverlustes Die Farming Cell verwendet mittlerweile professionelle Switches da die urspr nglich verwendeten preisg nstigen Ger te den Netzwerkverkehr nur unter Paketverlusten aufrecht erhalten konnten Abschlie end kann festgehalten werden dass ausbleibende Datenerfassungen in nahezu allen F llen auf den Benutzer zur ckzuf hren sind Der Betrieb des Gesamtsystems ist aufgrund seiner Vielgliedrigkeit komplex und schwer berschaubar Die Entwicklung einer als berwachungsinstanz fungierenden Softwarekomponente welche den Benutzer im Falle ausbleibender Daten benachrichtigt w re sinnvoll 7 1 4 Eignung als wissenschaftliches Werkzeug Die Eignung der Farming Cell f r die Kl rung wissenschaftlicher Fragestellungen ist prinzipiell gegeben Ihre besondere St rke l
33. Futterverbr uche Folgende Tabelle stellt die zwischen den Wiegungen ausgeteilten Futtermengen sowie deren Entsprechung in Trockenmasse dar Tabelle 6 4 Futterverbr uche Zeitraum Gesamtfutter Gesamtverbrauch Tagesdurch Anzahl Tage verbrauch je Tier Trockenmasse je schnittsverbrauch kg Tier kg Trockenmasse je Tier kg Gruppe Gruppe Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 1 Gruppe 2 1 2 22 06 2009 178 367 162 748 44 891 40 960 1 870 1 707 15 07 2009 24 16 07 2009 133 367 123 448 33 566 31 069 2 582 2 390 28 07 2009 13 29 07 2009 419 430 397 724 105 562 100 099 3 016 2 860 02 09 2009 35 03 09 2009 229 341 220 995 57 721 55 620 2 749 2 649 23 09 2009 21 Einen Trockensubstanzanteil von 25 168 zugrunde legend s o Werden der Trockenmasseverbrauch und die Gewichtszunahme eines Zeitraumes ins Verh ltnis gesetzt l sst sich eine Aussage ber die Futterverwertung treffen vgl Tabelle 6 5 Anwendungsbeispiel 123 Tabelle 6 5 Futterverwertung Zeitraum Durchschnittliche Gesamtverbrauch Trockenmasse Anzahl Tage Gewichtszunahme Trockenmasse je je kg Zunahme kg je Tier kg Tier kg Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 1 Gruppe 2 22 06 2009 14 32 11 9 44 891 40 960 3 135 3 442 15 07 2009 24 16 07 2009 7 7 10 69 33 566 31 069 4 359 2 906 28 07 2009 13 29 07 2009 37 39 34 52 105 562 100 099 2 823 2 900 02 09 2009 35
34. Nein Tieranzahl valveConsumption int 11 Nein Futtermenge in g date date Nein Datum google_chart_url Google Chart URLs der durch den Info Mailer erzeugten Grafiken Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer f_location_id tinyint 4 Nein FK ID aus Tabelle location f_sensor_id int 11 Nein FK ID aus Tabelle sensor start_time timestamp Nein Startzeitpunkt der Darstellung end_time timestamp Nein Endzeitpunkt der Darstellung url text Nein URL des Google Charts leaving_reason Gr nde f r den Abgang von Masttieren Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id tinyint 4 Nein PK Fortlaufende Nummer description varchar 64 Nein Abgangsgrund location M gliche Farm Stall Abteil Bucht Kombinationen Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id tinyint 4 Nein PK Fortlaufende Nummer stable_number varchar 15 Nein Nummer des Stalls Anhang 169 Feld Typ Null Besonderheit Kommentar compartment_number varchar 15 Nein Nummer des Abteils pen_number varchar 15 Nein Nummer der Bucht farm_number varchar 15 Nein Nummer der Farm 0 bei lokal description varchar 128 Nein Beschreibender Text Da der ISOagriNET Adapter f r die L ftungssteuerung der Firma M ller bis zum Ende der Implementierung aller Dienste nur in der Lage war feste Werte farmnumber Testkunde stable 1 zu senden werden die Attribute stable_number und farm_number f r d
35. Nummer der Muttersau piglet_no Nummer die das Tier als Ferkel hatte date_of_birth Geburtsdatum sex Geschlecht Die Nummer der elektronischen Ohrmarke ausgenommen stammen die Daten aus der Managementsoftware Supersau der Firma CLAAS Agrosystems GmbH amp Co KG ehemals AGROCOM GmbH amp Co Agrarsystem KG die im vorgelagerten Ferkelproduktionsprozess im Einsatz ist Der dort gepflegte Tierbestand wird mittels Excel Datei Import in die Tabelle temp_anmial der Farming Cell Datenbank berf hrt vgl Kapitel 5 6 8 W hrend des Einstallens stehen auf diese Weise die Datens tze aller potentiellen Masttiere zur Verf gung Zus tzlich zu den genannten Daten sind in der Software Supersau Informationen ber Abstammung und Rasse hinterlegt Diese werden ebenfalls bertragen und in den beiden Tabellen boar engl Eber und race engl Rasse in der Datenbank der Farming Cell abgelegt In den Tabellen temp_animal und animal sind Fremdschl ssel vorhanden die auf Inhalte dieser beiden Tabellen referenzieren Konzeptionierung und Implementierung 101 Tabelle 5 29 Fremdschl ssel der Tabellen temp_animal und animal Feld Erl uterung f_father_id Referenz auf einen Eintrag in der Tabelle boar f_race_id Referenz auf einen Eintrag in der Tabelle race Ein einzustallendes Tier kann anhand seiner T towiernummer die sich aus der Mutternummer und der Ferkelnummer zusammensetzt identifiziert werden Dieser wird beim Einstallpro
36. O 8 O 0 6 O O 0 5 4 T T T T T T T 1 2 3 4 5 6 7 Eber Druchschnitt Einzelwert Abbildung 6 3 Durchschnittliche Tageszunahmen der Einzeltiere in Abh ngigkeit der eberseitigen Abstammung Anwendungsbeispiel 129 Die Abbildung verdeutlicht die vorhandene Streuung der durchschnittlichen Zunahmen der Einzeltiere von 550 g bis 990 g am Tag und l sst einen eberseitigen Einfluss vermuten Gr nde f r die niedrigen Tageszunahmen einzelner Nachkommen der Eber 3 und 4 konnten nicht ausgemacht werden Aufgrund der geringen Stichprobengr e wurde auf eine statistische Auswertung verzichtet 4 Betrachtung NH und CO Konzentrationen in Abteil 1 an einem Tag mit Wiegeereignis Die M glichkeit der min tlichen Datenerfassung gestattet eine detaillierte Darstellung des Konzentrationsverlaufes von CO und NH3 in Abteil 1 Abbildung 6 4 zeigt einen solchen Verlauf am Beispiel des 03 09 2009 An diesem Tag erfolgte eine Wiegung der Tiere Die durchschnittlichen Tiergewichte am dargestellten Tag betrugen 94 26 kg f r Bucht 1 und 87 23 kg f r Bucht 2 vgl Tabelle 6 3 die Tieranzahl in jeder der beiden Buchten war 29 Bei der Interpretation der in Abbildung 6 4 dargestellten Daten ist zu beachten dass der NH3 Sensor eine zu geringe Empfindlichkeit zeigt wodurch Konzentrationsschwankungen nicht im vollen Ma e erfasst wurden Der CO Sensor lieferte zu hohe und hinsichtlich der Genauigkeit schwankende Werte ADRION 2009 Nichtsd
37. Port 16 Interval 18 Port 11 Interval gt 18 Port 12 Interval 18 Port 1 Interval 18 Port 2 Interval gt 18 Port 5 Interval 18 Port 18 Interval 18 Port 13 Interval 1 Port 14 Interval 1 Port 15 Interval 1 Port 16 Interval 1 Port 17 Interval 1 Port 18 Interval 1 Port 1 Interval 1 job Mac 89 98 c2 d2 24 64 Port 28 Interval 1 running job Mac 66 9 c2 d2 26 af Port 6 Interval 1 Type electric_meter running job Mac 88 98 c2 d2 26 af Port 9 Interval 1 Type electric_meter running job Mac 66 9 c2 d2 26 af Port 16 Interval 1 Type water_meter running job Mac 89 98 c2 d3 47 Be Port 1 Interval 1 Type water_meter running job Mac 88 98 c2 d2 24 64 Port 13 Interval 1 Type air_speed running job Mac 88 98 c2 d2 24 64 Port 14 Interval 1 Type air_speed running Mac 88 98 c2 d2 24 64 Port 15 Interval 1 Type temperature running Mac 88 98 c2 d2 24 64 Port 16 Interval 1 Type air_speed Mac 88 98 c2 d2 24 64 Port 17 Interval 1 Type nh3 Abbildung 5 13 Ethernetbox Service Den in den Konfigurationsdateien hinterlegten Angaben entsprechend werden die Messwerte ISOagriNET konform als Multicast Nachricht verschickt Der Inhalt der Nachrichten besteht je nachdem ob es sich um Messwerte eines Sensors oder eines Verbrauchsmessers handelt aus einer Entitat 1 environment_values oder 2 meter_values Das folgende Beispiel zeigt eine Entitat 2 Nachricht DH990054000000000800
38. Schauer Application Programming Interface siehe oben Structured Query Language siehe unten Subversion Transmission Control Protocol Tiny Internet Interface User Datagram Protocol Uninterruptible Power Supply Unterbrechungsfreie Stromversorgung Uniform Resource Identifier Uniform Resource Locator Universal Serial Bus und so weiter Unicode Transformation Format Volt Virtual Network Computing Windows Compact Edition Wireless Local Area Network Syntax zur Definition von Links in XML Dokumenten Microsoft Excel Dateiformat Extensible Markup Language XML Schema Definition Einleitung 1 1 Einleitung Der Produktionsprozess stellt einen sensiblen Teil in der Wertsch pfungskette tierischer Lebensmittel dar Da Schweinefleisch den weitaus gr ten Anteil am Pro Kopf Fleischverbrauch der Deutschen ausmacht BLE 2008 erfolgte im Rahmen des im Verbundprojekt IT FoodTrace bearbeiteten Teilprojektes Informations und Datengewinnung aus Tierhaltungssystemen die Betrachtung des Schweinemastprozesses Insbesondere waren hierbei die fur die Sicherstellung der Qualitatssicherung und R ckverfolgbarkeit relevanten Prozessdaten von Interesse Deren Erfassung Aufbereitung und betriebsinterne Nutzung aber auch die betriebsexterne Bereitstellung f r Prozessverantwortliche und Mitglieder der Wertsch pfungskette sind relevante Aspekte vgl VON BORELL et al 2001 1 1 Problemstellung Wirtschaftliche Zw nge Aufzeic
39. Server Pages JSP Technologie implementierte browserbasierte Benutzerschnittstelle Sie ist sowohl auf mobilen Endgeraten als auch mit jedem im lokalen Netzwerk befindlichen Computer nutzbar Einzige Voraussetzung auf Clientseite ist neben dem Netzzugang ein Browser Als serverseitige Laufzeitumgebung ist ein Tomcat Webserver geeignet Die Webapplikation dient dem Zweck die Dokumentation durchgef hrter Managementaufgaben zu erm glichen und bei deren Durchf hrung zu unterst tzen 5 www farmingcell de 8080 FarmingCell_ Webapplikation Konzeptionierung und Implementierung 111 Sie arbeitet direkt auf dem Datenbestand der Farming Cell Autorisierte Personen k nnen die folgenden T tigkeiten mithilfe der Webapplikation dokumentieren e Einstallen Einzeltier oder Tiergruppe e Umstallen Einzeltier oder Tiergruppe e Ausstallen Einzeltier oder Tiergruppe e Diagnosestellung und Medikamentierung Einzeltier Mithilfe eines mobilen Ger tes wie beispielsweise dem Handlesegerat WORKABOUT PRO C mit RFID Lesemodul AIR200 ist die Nutzung der Webapplikation im Stall m glich Wireless LAN vorausgesetzt Die RFID Leseeinrichtung des Handlesegerates wird von der Webapplikation unterst tzt d h Tiere sind ber hrungslos anhand ihrer Ohrmarke identifizierbar vgl Abbildung 3 8 Die folgende Abbildung 5 24 zeigt die Benutzeroberfl che auf dem Handleseger t f r den Einstallprozess und bei der Eingabe von Behandlungsdaten Das Nachtragen
40. bei Dienstbeginn am Morgen vorliegen zu haben wurde als Ausf hrungszeitpunkt 00 05 gew hlt Konzeptionierung und Implementierung 119 Das Generieren der E Mail Inhalte kann abh ngig von der gew hlten Konfiguration vgl Kapitel 5 6 7 und dem Volumen der Daten in der Datenbank mehrere Stunden in Anspruch nehmen 120 Anwendungsbeispiel 6 Anwendungsbeispiele Datenauswertung und interpretation Die F lle an erfassten Daten aus den Bereichen Ressourcen Klima und Einzeltiere er ffnet vielf ltige M glichkeiten der Auswertung Neben der Darstellung einzelner Parameter wie beispielsweise im Rahmen der t glich generierten Informations E Mail ist die kombinierte Betrachtung mehrerer Parameter sehr interessant Dieses Kapitel stellt eine Auswahl m glicher Betrachtungen anhand ausgew hlter Beispiele dar Als Datengrundlage dienen die Daten von Mastdurchgang 4 vgl Tabelle 6 1 Tabelle 6 1 Mastdurchg nge Durchgang Einstallung Ausstallung Abteil Anzahl Bucht Tiere 1 03 03 2008 Juni 2008 1 1und2 60 2 19 08 2008 Dezember 2008 1 1und2 60 3 03 03 2009 Juni 2009 1 1und2 60 4 22 06 2009 Oktober November 2009 1 1und 2 60 1 Betrachtung Futterverwertung Die Futterverwertung ist ein wichtiger Indikator fur die Effektivitat des Mastprozesses Sie beschreibt das Verh ltnis von gef tterter Trockenmasse zu Gewichtszunahme F r die Berechnung der Futterverwertung wurden folgende Daten herangezogen
41. der HME kann lediglich vier unterschiedliche Nachrichtentypen verschicken Die Anzahl ergibt sich aus der verwendeten Entitat 101000 namens Klima_Luftdaten vgl Tabelle 5 1 1 Die Entit t kann Werte f r Temperatur Luftfeuchte CO2 und NH3 aufnehmen H990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 H990054AGRO201000002010AGRO201020090219095515HME 00 60 35 07 ee 01 N101000009010024000090101317000101000062 N10100012345 1 2 3 20090219095515000002345 NSU lt U Z H990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 H990054AGRO201000002010AGRO201020090219095519HME 00 60 35 07 ee 01 N10100000901002400009010131700010100006200101001041 N10100012345 1 2 3 200902190955190000023457891 NSU lt U H990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 H990054AGRO201000002010AGRO201020090219095524HME 00 60 35 07 ee 01 N10100000901002400009010131700010100006200101006061 N10100012345 1 2 3 0090219095524000002345067891 NNSUSO H990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 H990054AGRO201000002010AGRO201020090219095528HME 00 60 35 07 ee 01 N10100000901002400009010131700010100006200101005060 N10100012345 1 2 3 0090219095528000002345006789 NNSUSKU Z Der oben abgedruckte Nachrichtensatz umfasst die vier Nachrichten die zu Testzwecken ber das Webinterface der HME versendet werden k nnen Konzeptionierung und Implementierung 85
42. eines Softwareentwicklungsprozesses ist die Verwaltung des generierten Quellcodes eine zentrale Herausforderung Dies ist insbesondere dann der Fall wenn mehrere Entwickler an einem Projekt arbeiten Ein Hilfsmittel um diese Herausforderung zu meistern ist eine Versionsverwaltungssoftware Im Rahmen des Ein Datenbanksystem besteht aus den Komponenten Datenbankmanagementsystem DBMS und Datenbank DB Das DBMS ist eine Verwaltungssoftware und erm glicht die Administration der Datenbank welche die eigentlichen Daten h lt 1 Internetpr senz von Eclipse http www eclipse org 13 Internetpr senz von Subclipse http subclipse tigris org 34 Methode Projektes wurde die freie Software VisualSVN genutzt Sie erm glicht es verteilt generierten Quellcode zusammenzuf hren M chte ein Entwickler neuen oder ge nderten Quellcode bermitteln so wird der Code der zun chst nur auf dem lokalen Rechner des Entwicklers vorhanden ist in den zentral hinterlegten eingef gt Andere Entwickler haben nun die M glichkeit den neuen Code vom SVN Server in ihre lokale Entwicklungsumgebung zu bernehmen An den SVN Server bermittelte nderungen k nnen vom Entwickler mit Kommentaren versehen werden welche in ihrer Gesamtheit eine Dokumentation des Entwicklungsprozesses darstellen Jede nderung besitzt eine eigene Revisionsnummer ist jederzeit einsehbar und der Entwicklungsprozess somit reproduzierbar a Internetpr senz http w
43. konform realisiert Um eine Kommunikation zu erreichen m ssen die Farming Cell wie auch das Fremdsystem aufeinander abgestimmte Schnittstellen implementieren Die Unterst tzung des Fremdsystembetreibers vorausgesetzt ist dies leicht m glich Eine bertragung der Farming Cell als Gesamtsystem ist kaum m glich Dies w rde im Zielbetrieb eine identische Ausstattung hinsichtlich aller Anlagen und identische Prozessabl ufe voraussetzen Einzelne Komponenten dies gilt insbesondere f r die Diskussion 137 Datenbank sind hingegen portierbar Differenziert zu betrachten sind die der Datenbank vorgelagerten Komponenten zur Datenerfassung sowie die nachgelagerten zur Datennutzung Sie sind zum Gro teil nicht an den Prozess der Schweinmast gebunden jedoch an die im Stall vorhandenen Anlagen und Messtechnik bzw an Art und Umfang der in der Datenbank verf gbaren Informationen Die Wiederverwendbarkeit einzelner Komponenten oder ganzer Komponentengruppen ist insbesondere im Bereich der Messwerterfassung und speicherung gegeben Beispielsweise befindet sich die Hohenheimer Messwerterfassung HME zusammen mit dem ISOagriNET Parser und der Datenbank im Rahmen eines Projektes zur Bestimmung des Trocknungsverhaltens von G rresten im Einsatz Das System dient dabei in einem Trockenlager f r Biomasse zur Klimadatenerfassung und speicherung Werden einzelne Komponenten oder gro e Teile der Farming Cell bernommen ist zu pr fen ob das
44. korrekte Taktung dieser Services f r den reibungslosen Betrieb notwendig 118 Konzeptionierung und Implementierung Folgende Rahmenbedingungen und Abh ngigkeiten gelten f r die einzelnen Software Services der Farming Cell Schauer Service e Ausf hrung nach letzter F tterung des Tages vgl F tterungszeiten unten e Ausf hrung nach TruTest Service da dieser sollte am gleichen Tag gewogen worden sein die neue Tieranzahl und das neue Tierdurchschnittsgewicht in die F tterung eintr gt F tterungszeiten g ltig w hrend des gesamten Projektzeitraumes e 6 00 und 6 20 e 8 45 und 9 20 e 12 00 und 12 20 e 15 00 und 15 20 e 18 30 und 18 50 e 21 40 und 22 00 TruTest Service e Ausf hrung nach einer m glichen Wiegung jedoch am gleichen Tag Info Mailer e Ausf hrung zwingend am Folgetag da alle Daten des Vortages genutzt werden Ausgehend von den genannten Rahmenbedingungen ergibt sich die Ausf hrungsreihenfolge TruTest Service Schauer Service und im Anschluss Info Mailer Als Zeitfenster f r die Ausf hrung der beiden erstgenannten ist das Zeitfenster 22 00 bis 23 59 sinnvoll da es genug Zeit f r die Abarbeitung der Aufgaben bietet und Arbeiten im Stall und damit einhergehende relevante nderungen zu sp ter Stunde nicht zu erwarten sind Da der Info Mailer ausschlie lich auf Vortagesdatens tze zugreift ist dessen Ausf hrung au erhalb der Arbeitszeit sinnvoll Um die E Mail mit den Vortagesinformationen
45. luftdruck float Ja Luftdruck helligkeit float Ja Helligkeit regen float Ja Regenst rke enthalpie float Ja Enthalpie entity_101005 Daten empfangener ADIS ADED Entit ten vom Typ entity_101005 Klima_Tierdaten Feld Typ Null Besonderheit Kommentar id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer farm varchar 20 Nein Betriebsnummer lokal 0 stable varchar 20 Nein Stallnummer compartment varchar 20 Nein Abteilnummer pen varchar 20 Nein Buchtnummer timestamp timestamp Nein ein Messzeitpunkt sender varchar 24 Nein Ger t das Wert geschickt hat tierart float Ja FK Tierart nicht verwendet age float Ja Alter in Tagen weight float Ja Gewicht s_anz_g2 float Ja 168 Anhang Feld Typ Null Besonderheit Kommentar wasser float Ja Wasserverbrauch entity_610011 Daten empfangener ADIS ADED Entit ten vom Typ entity_610011 WIEGEN Feld Typ Null Besonderheit Kommentar tier_id bigint 15 Nein PK FK Elektronische ID aus Tabelle animal WIEGEDATUM date Nein Wiegedatum WIEGEZEIT time Ja Wiegezeit GEWICHT float Nein Gewicht in kg GEWICHTSART tinyint 4 Ja GEWICHTSTYP tinyint 4 Ja sender varchar 24 Nein Ger t das Wert geschickt hat feed_consumption Futterverbr uche Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer penNumber tinyint 4 Nein Buchtnummer numberOfAnimals tinyint 4
46. sendet Dessen Antwort verarbeitet das Gateway und reicht im Anschluss eine inhaltlich identische und wiederum syntaktisch abweichende Nachricht zur ck an den TruTest Client Dieser verarbeitet die Antwort und schreibt die gewonnen Daten in die Datenbank An dieser Stelle werden lediglich die Details des zweiten Kommunikationsabschnitts zwischen HME und Computer beispielhaft erl utert da die Kommunikation in Abschnitt eins durch die von der Firma Tru Test bereitgestellte Dokumentation erl utert wird vgl Anonymus 2004a Abschnitt zwei umfasst zwei Kommunikationsschritte Zuerst erfolgt die Anfrage des TruTest Clients nach tagesaktuellen Wiegedaten an das TruTest Gateway im Format ADIS ADED Diese sieht beispielsweise wie folgt aus DH990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 VH990054AGRO201000002010AGRO201020091014140348Management_PC SN610011006100760802009101420091014 RN610011006101761500061007608000610035041 TN Konzeptionierung und Implementierung 71 Die mit DH990054 und VH990054 beginnenden Zeilen enthalten den Standard ISOagriNET Header Die Abk rzungen DH und VH stehen f r Definition Header und Value Header Die Zahl 990054 ist die Nummer der Entit t Namens isoagrinet_header Die letzte Zeile mit dem Inhalt TN schlie t die Nachricht ab In den Zeilen SN610011 und RN610011 Entity 610011 WIEGEN ist die eigentliche Anfrage enthalten Eine R Request Zeile definiert dabei welche Infor
47. table3 coordinate_y IS NULL blel coordinate_y table3 coordinate_y D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel helligkeit IS NOT NULL ION ALL F ECT tablel helligkeit AS value tablel timestamp tablel sender a R HZZZZZ0 ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel helligkeit IS NOT NULL view_unterdruck EATE VIEW view_unterdruck AS ECT tablel unterdruck AS value tablel timestamp tablel sender ZZ ZZZ I ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 ERE ble1 compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL blel coordinate
48. tigten Parameter abgelegt driver com mysql jdbc Driver DB_SERVER Xxx X DB_NAME farmingcell password KKKKKKKK user farmingcell url jdbc mysql 74 Konzeptionierung und Implementierung 3 SQLite_DB properties Die f r den Verbindungsaufbau zu der dateibasierten ISOagriNET Data Dictionary SQLite Datenbank erforderlichen Parameter sind in dieser Datei hinterlegt driver org sqlite JDBC file C ISOagrinet TISaN_1_02 adis_dd db url jdbc sqlite Der TruTest Client ist auf Kommandozeilenebene steuerbar vgl Abbildung 5 12 Die m glichen Optionen werden bei Programmstart angezeigt Zus tzlich zur t glichen automatischen Ausf hrung ist es m glich die Abfrage der Wiegedaten manuell anzusto en Option e Den bertragungsprozess betreffende Statusmeldungen werden im Kommandozeilenfenster ausgegeben ex C WINDOWS system32 cmd exe G Dokumente und Einstellungen ITFI Desktop adis_trutest gt java jar ADIS_Trulest a Client_PC jar Starting TruTest Client Type h for help 14 16 2669 22 66 36 ClientSocket lt init gt FEIN Connected to ADIS DB 14 16 2669 22 66 36 ClientSocket lt init gt FEIN Connected to measurement DB h EO Ee Help a EE OnE following commands are valid Get data from TruTest now Prints some infos Quit application Prints this help automatic request is running at about 23 88 one minute TINI connected with TruTest shou
49. timestamp FROM view_pig_avg_pig_weight tablel WHERE tablel timestamp lt table2 timestamp AND tablel f_location_id table2 f_location_id AND tablel f_measuring_point_id table2 f_measuring_point_id ORDER BY timestamp DESC LIMIT 0 1 0 AS value table2 timestamp f_location_id f_measuring_point_id FROM view_pig_avg_pig_weight gt table2 view_last_pig_weight_pen1 CREATE VIEW view_last_pig_weight_penl AS SELECT tablel tier_id tablel WIEGEDATUM tablel GEWICHT table3 visual_id table3 mother_no table3 piglet_no FROM entity_610011 tablel animal_to_location table2 animal table3 WHERE SELECT WIEGEDATUM FROM entity_610011 ORDER BY entity_610011 WIEGEDATUM DESC LIMIT 1 tablel WIEGEDATUM AND tablel tier_id table2 f_e_animal_id AND isnull table2 left_timestamp AND table2 f_location_id 1 AND tablel tier_id table3 p_electronical_id view_last_pig_weight_pen2 CREATE VIEW view_last_pig_weight_pen2 AS SELECT tablel tier_id tablel WIEGEDATUM tablel GEWICHT table3 visual_id table3 mother_no table3 piglet_no 192 Anhang FROM entity_610011 tablel animal_to_location table2 animal table3 WHERE SELECT WIEGEDATUM FROM entity_610011 ORDER BY entity_610
50. timestamp stable entity_101001 FK1 f_medicine_id compartment PK p id any R pen U A_num der 9 timestamp ee entity_101000 farm rc ans sender farm ee stable _user_ i coordinate_x stable PK p id compartment I comment a coordinate_y compartment T pen pera coordinate_z pen farm timestamp entity 610011 temperature timestamp stable sender humidity sender compartment temperature PK co2 coordinate_x pen humidity nh3 coordinate_y timestamp wind WIEGDATUM ch4 coordinate_z sender windrichtung WIEGEZEIT animal_to_location n20 electric_meter temperature luftdruck GEWICHT z unterdruck water_meter humidity helligkeit GEWICHTSART pid helligkeit heat_meter co2 regen GEWICHTSTYP air_speed gas_meter enthalpie sender forename surname f_father_id animal eee HEN Verschieben PK p electronical id FK2 f_race_id f_electronical_animal_id f_location_id visual_animal_id FK3 f_father_id mother_no arrived_timestamp piglet_no left_timestamp date_of_birth f_user_id sex waiting_time arrived_timestamp left_timestamp FK1 f_leaving_reason_id FK2 f_leaving_contact_id A coordinate_x f_race_id 3 4 coordinate_y coordinate_z t ocation13 valid_from Sonn number A ee valid_til nn ences _measuring_point_id description compartment_number pen_number mother_no piglet_no
51. valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel humidity IS NOT NULL view_co2 FATE VIEW view_co2 AS F ECT tablel co2 AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS zo Zoo zoo zzo my I Z Z location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL blel coordinate_x table3 coordinate_x D IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL blel coordinate_y table3 coordinate_y D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel co2 IS NOT NULL ION ALL F Ri a 223 222 I Ppppp gt erzshhundgepepcetp gt prerppepcrzsHmimunn ECT tablel co2 AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_101000 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D table3 coordinate_
52. xml gt ig xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000032842 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000029388 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032841 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000029422 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365009 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365007 xml gt Abbildung 5 27 agroXML Dokument einer Charge Das implementierte Beispiel umfasst Tierchargen und damit verkn pfte Informationen zu landwirtschaftlichen Betrieben und Einzeltieren Dokumente wie das obige der Charge k nnen URI enthalten welche auf weitere Dokumente hier einen landwirtschaftlichen Betrieb und mehrere Einzeltiere verweisen Die Dokumente liegen in Dateiform vor Der mittels REST Schnittstelle abfragbare Datenbestand der Farming Cell kann daher erweitert werden indem weitere Dateien in das entsprechende Verzeichnis der Applikation gelegt werden Ferner wird durch das Vorhalten der Informationen in persistenter Form die Mehrfachausf hrung wiederkehrender Datenbankabfragen vermieden Der Quellcode der Applikation namens REST Service ist im SVN Repository verf gbar vgl Kapitel 5 4 3 5 7 Zeitliche Taktung der Services Da einige Softwarekomponenten automatisch operieren und zeitliche Abh ngigkeiten zu anderen bestehen ist eine
53. 0 Konzeptionierung und Implementierung Es handelt sich hierbei um die Konfiguration des zweiten digitalen Einganges 2 Die f r die Berechnung des Messwertes zu verwendende Formel lautet 1000 x die Abfrage der anliegenden Spannung und die Publikation des errechneten Messwertes erfolgen alle 10 Minuten 10 Abfrage und Publikation sind aktiv 1 angeschlossen ist ein Wasservolumenmesser oder z hler water_meter die Lokation gem ADIS ADED ist der lokale Betrieb Stall 3 Abteil 2 0 3 2 0 vgl Tabelle 5 23 Umrechnungs sowie Korrekturfaktor sind 1 1 0 1 0 die Koordinaten x y z lauten 4 75 0 06 und 1 93 4 75 0 06 1 93 der Korrekturwert betr gt 0 0 0 Wird der Ethernetbox Service gestartet werden die als aktiv autopublish 1 gekennzeichneten Eintr ge aller vorhandenen Konfigurationsdateien geladen und aufgelistet Ebenso wird der Benutzer durch kurze Statusmeldungen ber die Abarbeitung der Arbeitsschritte Jobs informiert Abbildung 5 13 veranschaulicht dies anhand eines Beispiels Einzelne Rechenschritte einer Formel sind einzuklammern doppelte Klammern sind nicht zul ssig Punkt vor Strichrechnung wird nicht ber cksichtigt Eine Exponentendarstellung existiert nicht stattdessen ist die Basis mit sich selber zu multiplizieren Konzeptionierung und Implementierung 81 EX C WINDOWS sy C Dokumente und Einstellungen ITFT Desktop ADIS_Ethernethbox gt java jar AIDS Eth ernethox jar
54. 0000365025 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032855 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032853 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365020 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032852 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032850 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365017 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032848 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000032847 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000032844 xml gt xlink title xlink title xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000365015 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000365016 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000032864 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365013 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032846 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000032840 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365012 xml gt xlink href https www farmingcell de animals pig_969000000032865
55. 0024000090101317000101000062 4 VN0000010 0 0 0 20091022161203000001281 line DNO00001009010024000090101317000101000062 line VNO000010 0 0 0 20091022161203000001281 22 10 2009 16 10 48 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 1 from sender HME 00 60 35 07 ee 01 Cc Abbildung 5 16 ISOagriNET Parser Um dem Benutzer die Uberwachung der innerhalb der Multicastgruppe publizierten Nachrichten zu erm glichen gibt der ISOagriNET Parser den Nutzdatenanteil einer empfangenen Nachricht und darauf folgend Statusmeldungen zu dessen Verarbeitung aus Konzeptionierung und Implementierung 89 Anhand des folgenden Beispiels werden die Ausgaben w hrend der Verarbeitung einer von der HME publizierten Nachricht erl utert processData 3 DN000001009010024000090101317000101001041 4 VN0000010 0 0 0 200910231512160000855 line DNO00001009010024000090101317000101001041 line VNO000010 0 0 0 200910231512160000855 23 10 2009 15 10 59 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 1 from sender HME 00 60 35 07 ee 01 Zeilenweise Erlauterung der Statusmeldungen 1 Eine mit processData eingeleitete Ausgabe enthalt den Nutzdatenteil der empfangenen Nachricht mit vorangestellter Zeilennummer Auf die Ausgabe der beiden Header Zeilen wird verzichtet processData 3 DN000001009010024000090101317000101001041 4 VN0000010 0 0 0 200910231512160000855 2 Eine Ausgabe in der Form line Nachrichtenzeile zeigt an das
56. 009 03 11 2009 in Abbildung 6 5 dargestellt 132 Anwendungsbeispiel 60 50 40 30 20 CO2 Konzentration ppm 10 v N lt lt m 2 2 O pei km i g Fr 0 SS P P P P amp amp Se Se P P P we ge B g go SB o o So oO oO O L A E m OT OT WO Oo fo Ph Bw 2 Ro Q Ne gk D ge Tieranzahl Temp Abteil Temp Vorraum CO2 Abbildung 6 5 CO Konzentration ber 85 Tage Anwendungsbeispiel 133 Der gew hlte Zeitraum ist betrachtenswert da sich diejenigen die CO Konzentration beeinflussenden Parameter Vorraumtemperatur und Tieranzahl GALLMANN 2003 deutlich ver ndern Es lassen sich mehrere Effekte beobachten Eine Abh ngigkeit der CO2 Konzentration von der Temperatur im Vorraum ist im ersten Abschnitt des Betrachtungszeitraumes deutlich sichtbar Bis zum 02 09 2009 kann ein inverser Verlauf der beiden Kurven beobachtet werden Der Verlauf der Innentemperatur folgt in diesem Abschnitt dem der Vorraumtemperatur der Verlauf der CO Konzentration ist gegenl ufig Ebendies gilt f r den Zeitraum 17 09 2009 bis 08 10 2009 Ab dem 09 10 2009 verl uft die Innentemperatur trotz K lteeinbruch deutlich konstanter als im vorangegangenen Zeitraum Ebenso resultiert der K lteeinbruch in der zweiten Oktoberh lfte in einem unmittelbaren Anstieg der CO2 Konzentration Die Ursache hierf r liegt in der L ftungssteuerung be
57. 011 WIEGEDATUM DESC LIMIT 1 tablel WIEGEDATUM AND tablel tier_id table2 f_e_animal_id AND isnull table2 left_timestamp AND table2 f_location_id 2 AND tablel tier_id table3 p_electronical_id view_last_pig_weight_pen3 CREATE VIEW view_last_pig_weight_pen3 AS SELECT tablel tier_id tablel WIEGEDATUM tablel GEWICHT table3 visual_id table3 mother_no table3 piglet_no FROM entity_610011 tablel animal_to_location table2 animal table3 WHERE SELECT WIEGEDATUM FROM entity_610011 ORDER BY entity_610011 WIEGEDATUM DESC LIMIT 1 tablel WIEGEDATUM AND tablel tier_id table2 f_e_animal_id AND isnull table2 left_timestamp AND table2 f_location_id 3 AND tablel tier_id table3 p_electronical_id view_last_pig_weight_pen4 CREATE VIEW view_last_pig_weight_pen4 AS SELECT tablel tier_id tablel WIEGEDATUM tablel GEWICHT table3 visual_id table3 mother_no table3 piglet_no FROM entity_610011 tablel animal_to_location table2 animal table3 WHERE SELECT WIEGEDATUM FROM entity_610011 ORDER BY entity_610011 WIEGEDATUM DESC LIMIT 1 tablel WIEGEDATUM AND tablel tier_id table2 f_e_animal_id AND isnull table2 left_timestamp AND table2 f_location_id 4 AND tablel tier_id table3 p_electronical_id Anhang 193 B Ver ffentlichungen Arbeitsgruppen Tagungsteilna
58. 03 09 2009 15 43 12 62 57 721 55 620 3 741 4 407 23 09 2009 21 3 230 3 266 Der gem dem ZDS vgl Anonymus 2007 in der Praxis bliche durchschnittliche Futtereinsatz von 2 92 kg je kg Zuwachs ist besser als der f r die Gruppen im Versuchsbetrieb ermittelte Es ist auff llig dass die Futterverwertung w hrend des Mastdurchgangs stark schwankte Als ein Grund hierf r werden technische Ursachen Defekte Programmfehler der F tterung vermutet Die Einbr che der Futterverbrauchskurve sind in Abbildung 6 1 erkennbar 124 Anwendungsbeispiel g _ e IL 2000 22 06 2009 06 07 2009 20 07 2009 03 08 2009 17 08 2009 31 08 2009 14 09 2009 Bucht 1 Bucht 2 Abbildung 6 1 Futterverbrauch 2 Betrachtung Wasseraufnahme in Abh ngigkeit der Temperatur Auf Basis der Mastgruppe erfolgt die Erfassung der Parameter Trankewasseraufnahme und Futterverbrauch Im Falle des erfassten Futterverorauches pro Bucht und Tag ist anhand des bekannten Mischungsverh ltnisses und des Trockensubstanzgehaltes die Errechnung der ber das Futter aufgenommenen Wassermenge m glich Die t glich von der Gruppe in einer Bucht ber die Tr nkenippel aufgenommene Wassermenge wird anhand der individuell erfassten Abgabemengen der Tr nkenippel errechnet Die sich ergebenden Tierdurchschnittsverbr uche von Bucht 1 in Abteil 1 f r den Zeitraum 07 08 2009 bis 03 09 2009 stellt die folgen
59. 090000208000901059080009000030800090000406000900006240 VH990054AGRO201000002010AGRO201020090721175808Ebox 00 90 c2 d3 47 0 DN000002009010024000090101317000000001042000000020420000000304200000007082 VN0000020 3 2 4 2009072117580800001100013003000000000 ZN Das folgende Kapitel 5 6 4 geht anhand einer Entit t 1 Nachricht auf den Aufbau derartiger ADIS ADED Nachrichten ein 82 Konzeptionierung und Implementierung 5 6 4 HME Software Das Herzst ck der in Kapitel 5 4 1 vorgestellten Hohenheimer Messwerterfassung HME ist ihre Software Sie besteht aus den zwei Bausteinen Logik und Webinterface Beide wurden in Java implementiert und speziell kompiliert um auf dem Mikrocontroller der HME lauff hig zu sein vgl Anonymus 2004b Die Logikkomponente bernimmt die Verwaltung der angeschlossenen One Wire Module die Errechnung der Messwerte sowie deren Publikation Das Webinterface dient dem Benutzer als Konfigurationsschnittstelle und gibt dar ber hinaus Auskunft ber die zuletzt ermittelten Messwerte Die folgenden zwei Abbildungen vermitteln einen Eindruck der Benutzerschnittstelle Eine umfassende Dokumentation der HME ist separat verf gbar KUHLMANN u R SSLER 2009 Mozilla Firefox Extras Hilfe GBookmarks Mi HME Control Server Connected One Wire Devices Module Name Type Last Measurement B1000000BCD48B26 1 humidity Wed Feb 18 19 03 28 ECT 2009 1 Wire Module Setup Family 26 humidity 30 63 Wed Feb 18 19 03 28 EC
60. 1 T gliche Status E Mail 24 Die Administration ist unter https listserv uni hohenheim de mailman admin farmingcell_ list m glich Benutzer der Liste haben Zugriff unter https listserv uni hohenheim de mailman listinfo farmingcell_list E Mails an die Liste sind an farmingcell_list listserv uni hohenheim de zu adressieren 108 Konzeptionierung und Implementierung Abh ngig vom Mastfortschritt und der damit verbundenen Gr e der Datenbank nimmt die E Mail Generierung viel Zeit in Anspruch gt 1 h nach ca 100 Masttagen und einer Datenbankgr e gt 4 GB Aus diesem Grunde sollte dieser Vorgang vorzugsweise nachts erfolgen vgl Kapitel 5 7 Neben dem Ausf hrungszeitpunkt existieren weitere Steuerungsparameter Diese sind in der Datei setup properties hinterlegt Inhalt der Datei setup properties run _Hour 00 run_Minute 17 sensor_types_compartment temperature humidity co2 nh3 sensor_types_pen meter_types_compartment water_meter heat_meter meter_types_pen water_meter mail_recipients farmingcell_list listserv uni hohenheim d Die Parameter run_hour und run_Minute bestimmen den Ausf hrungszeitpunkt In diesem Beispiel wird t glich um 00 17 mit der Generierung der E Mail begonnen Die Parameter sensor_types_compartment sensor _types_pen meter_types_compartment und meter_types_pen legen fest f r welche Sensor und Verbrauchsmessertypen Diagramme erzeugt und in der E Mail verschickt werde
61. 1 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel luftdruck IS NOT NULL view_regen CREATE VIEW view_regen AS SELECT tablel regen AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 Anhang 185 Dart rtrt PPr ttuna Z Prarpdtcpdcrpore Pret eaAatrnasc Z WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel regen IS NOT NULL view_enthalpie CREATE VIEW view_enthalpie AS SELECT tablel enthalpie AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compart
62. 10 40 Konzeptionierung und Implementierung Auf den folgenden Seiten sind alle im System der Farming Cell verwendeten Entit ten samt deren Items genannt Der Aufbau und die Inhalte der Tabellen sind in Ausz gen Stand 30 09 2009 von den Seiten des LKV NRW bernommen L cken oder fehlerhafte Datens tze blieben unver ndert Erl uterungen zu den Spaltenbezeichnern und Inhalten ID TYP Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit Codeset fortlaufende Nummer Indikator ob es sich um den Prim rschl ssel PK der Tabelle handelt KEY ob das Feld optional ist d h nicht gesetzt sein muss OPT oder ob es zwingend mandatory zu f llen ist MAN Nummer des Items Name des Items Erl uterung zu Inhalt Zweck des Items AN oder N alphanumerisch oder numerisch Gesamtl nge des Feldes inkl Nachkommastellen Anzahl der Nachkommastellen Bei Datums und Uhrzeit Feldern die jeweilige Formatierung Referenz ID des Codesets 0 wenn kein Codeset benutzt wird 1 LKV NRW Landeskontrollverband Nordrhein Westfalen Internetpr senz http www lkv wl de Konzeptionierung und Implementierung 41 Folgende Entit ten des Data Dictionaries Agro2010 fanden Verwendung Bereich bergreifendes Nummernkreis 100000 199999 Entity 101000 KlimaLuftdaten Tabelle 5 1 ADED Entit t 101000 Code IDTyp Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit Location laut ISO
63. 1001 Ein Messwert s_anz_92 Tabellen entity_101005 Anzahl Tiere in einer Lokation sender Tabellen entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 entity_610011 Name oder Identifier des Ger tes oder der Software die der Ursprung eines Wertes ist sex Tabellen animal temp_animal Das Geschlecht eines Masttieres stable Tabellen entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 Eine alphanumerische Kennung eines Stalls stable _number Tabellen location Eine alphanumerische Kennung eines Stalls start_time Tabellen google_chart_url Zeitlicher Begin der Darstellung state Tabellen contact Das Bundesland eines Kontaktes street1 street2 Tabellen contact Die Stra ennamen eines Kontaktes surname Tabellen user Nachname eines Webfrontend Benutzers 178 Anhang temperature Tabellen entity_1 entity_101000 entita_101001 Ein Messwert tier_id Tabellen entity_610011 Die elektronische Nummer der RFID Ohrmarke eines Tieres tierart Tabellen entity_101005 Die Tierart entsprechend ADIS ADED Codeset 1101 timestamp Tabellen medical_treatment entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 Ein Behandlungszeitpunkt Tabelle medical_treatment Messzeitpunkt andere Tabellen unit Tabellen sensors Die Einheit der zu dem Sensor oder Verbrauchsmesser geh renden Messwerte unterdruck Tabellen entity_1 Ein Messwert url Tabellen google_cha
64. 17532 location 1 KEY 901002 location f AN 40 0 BetrNr Stall Abteil Bucht type CCYYMM 2 MAN 901013 timestamp N 17 0 DDHH 0 mmSSsss Aktuelle Temperatur in 3 MAN 101000 Temperatur N 6 2 0 22C Aktuelle relative 4 OPT 101001 Feuchte N 4 1 0 Luftfeuchte in Aktueller CO2 Gehalt 5 OPT 101005 Kohlendioxid N 6 0 ppm 0 der Luft Aktueller NH3 Gehalt 6 OPT 101006 Ammoniak N 6 1 ppm 0 der Luft Entity 101001 KlimaAussen Tabelle 5 2 ADED Entit t 101001 Code ID Typ Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit i se Location laut ISO17532 location 1 KEY 901002 location f AN 40 0 0 BetrNr Stall Abteil Bucht type CCYYMM 2 MAN 901013 timestamp N 17 0 DDHHmm 0 SSsss Aktuelle Temperatur in 3 MAN 101000 Temperatur N 6 2 0 22C Aktuelle relative 4 OPT 101001 Feuchte N 4 1 0 Luftfeuchte in Aktuelle 5 OPT 101002 Wind Windgeschwindigkeit in N 4 2 m s 0 m s 42 Konzeptionierung und Implementierung a 7 yo Code ID Typ Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit se 6 OPT 101003 Windrichtung Aktuelle Windrichtung N 4 0 Aktueller Luftdruck in 7 OPT 101014 Luftdruck 4 hPa 0 hPa Beleuchtungsst rke in 8 OPT 101004 Lichtst rke 6 Lux 0 Lux 9 OPT 101015 Regen Regenmelder N 1 Codeset 8888 Berechneter 10 OPT 101016 Enthalpie Enthalpiegehalt der Luft N 6 kJ kg 0 in kJ kg tr Luft Entity 101005 KlimaTierdaten Tabelle 5
65. 2009 Sind in einer Nachricht dar ber hinaus die optionalen Koordinatenfelder coordinate_x coordinate_y und coordinate_z gesetzt kann eine Zuordnung des Messwertes zu einer in der Tabelle measuring_points hinterlegten Messstelle erfolgen Die Tabelle measuring points bildet die aus Koordinaten und einem G ltigkeitszeitraum modellierten Messstellen ab Das den Koordinaten zugrunde liegende Koordinatensystem des Versuchstalls auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof zeigt die Abbildung 5 8 Sind die Lokationsfelder einer Nachricht falsch oder unvollst ndig belegt ist die Nachricht ung ltig und w rde vom ISOagriNET Parser vgl Kapitel 5 6 5 mit einer entsprechenden Fehlermeldung verworfen M gliche Kombinationen nennt Tabelle 5 24 Konzeptionierung und Implementierung 95 Tabelle 5 24 Lokations und Koordinatenfelder Lokationsfelder Koordinatenfelder Erl uterung Zuordnung zu einer zentimetergenauen Messstelle m glich sofern diese in Tabelle enthalten Werte enthalten Werte measuring points eingetragen ist Ist keine Messstelle hinterlegt bestimmen die Lokationsfelder die Genauigkeit Lokationsfelder bestimmen enthalten keine Werte R Genauigkeit enthalten Werte alle Felder NULL oder ar vgl zul ssig Lokationen in alle Felder 0 Tabelle 5 23 enthalten keine Werte enthalten keine Werte Nachricht ung ltig Eine weitere diesem Cluster angeh re
66. 24 cm entsprechen 100 0 entspricht totaler Finsternis Anonymus 2009c e Relative Luftfeuchte 0 100 e Spannung 0 bis 10 Volt e Strom 0 bis 20 Ampere Internetpr senz http www ibuttonlink com Konzeptionierung und Implementierung 57 Auf Grund der m glichen Signalarten Spannung und Strom ist eine Vielzahl Sensoren an die HME anschlie bar wodurch die Voraussetzung zur umfassenden und standardisierten Datenerfassung im landwirtschaftlichen Betrieb geschaffen wurde KUHLMANN et al 2009 ber die M glichkeit hinaus Sensoren an die HME anzuschlie en ist ihre RS232 Schnittstelle f r die Kommunikation mir anderen Ger ten geeignet Im vorliegenden Fall wurde das Waagenterminal vgl Kapitel 5 3 3 an die HME angeschlossen Die f r die Kommunikation mit dem Waagenterminal sowie die f r die Messwerterfassung und publikation entwickelten Softwarekomponenten werden in den Kapiteln 5 6 2 und 5 6 4 vorgestellt Im Praxiseinsatz hat sich die HME bew hrt Sie ist in zweifacher Ausf hrung im Versuchsstall der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof im Einsatz Einmal aufgesetzt arbeitet sie wartungsfrei Ihre Bedienung geschieht browserbasiert und die Konfiguration w hrend des laufenden Betriebes ist m glich Die Leistungsaufnahme betr gt maximal 2 5 Watt die Kosten f r die Komponenten der HME exklusive WLAN Modul belaufen sich auf 136 85 brutto KUHLMANN et al
67. 3 ADED Entitat 101005 7 5 num Code ID Typ Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit se f Location laut ISO17532 location 1 KEY 901002 location 40 BetrNr Stall Abteil Bucht type CCYYMM 2 MAN 901013timestamp N 17 DDHHmm 0 SSsss 3 OPT 101008 Tierart Tierart N 2 Codeset 1101 Durchschnittsalter in 4 OPT 620000 Alter N 4 Tage 0 Tagen i Durchschnittsgewicht 5 OPT 620001 Gewicht A N 6 Kg 0 pro Tier in Kilogramm 6 OPT 663502S_ANZ_G2 N 8 0 Wasser Wasserverbrauch am 7 OPT 101029 N 6 Liter 0 verbrauch aktuellen Tag Konzeptionierung und Implementierung 43 Bereich Schweine Nummernkreis 600000 699999 Entity 610011 WIEGEN Tabelle 5 4 ADED Entit t 610011 IDTyp Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit Codeset 1 KEY 610176 TIER_ID Individuelle elektronische Tiernummer 2 KEY 610076 WIEGEDATUM ccyymmdd 0 3 OPT 610077 WIEGEZEIT hhmmss 0 4 OPT 610035 GEWICHT 0 Tot 5 OPT 610078 GEWICHTSART N Lebendgewicht 6078 einzeln oder in Gruppe 6 OPT 610079 GEWICHTSTYP gewogen oder gesch tzt 6079 Folgende zehn Items wurden neu definiert Tabelle 5 5 Farming Cell interne ADED Items Typ Nr Name Beschreibung Datentyp L nge Aufl sung Einheit Codeset OPT 1 coordinate_x x Koordinate des Messpunktes OPT 2 coordinate _y y Koordinate des Messpunktes OPT 3 coordinate_z z Koordi
68. 4338 x x 0 12617 x 0 000061675 x x x x x 1 1 air_speed 0 3 2 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 17 12 5 x 25 1 1 nh3 0 3 1 0 1 0 1 0 3 01 3 44 0 92 0 0 18 99 8 x 1 10 1 1 co2 0 3 1 0 1 0 1 0 3 14 3 44 0 92 0 0 19 20 x 1 1 pressure 0 3 1 0 1 0 1 0 1 82 7 02 2 33 0 0 20 0 45 x 0 6 1 1 air_speed 0 3 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Die abgebildete Beispielkonfiguration einer Ethernetbox Typ 2 unterscheidet sich insofern von der eines Typs 1 als dass sie mehr Eintr ge enth lt Die Eintr ge 13 bis 20 welche sich auf die Analogeing nge beziehen sind bei einer Typ 1 Konfiguration nicht vorhanden Bei der Benennung der Konfigurationsdateien ist darauf zu achten dass diese eindeutig erfolgt Der Name der Konfigurationsdatei wird das vorangestellte type1_ bzw type2_ ausgenommen in den verschickten ADIS ADED Nachrichten als Absenderkennung verwendet Sinnvoll ist daher die Verwendung der MAC Adresse da diese weltweit einmalig ist Der Aufbau der Konfigurationsdatei ist zeilenorientiert Jede Zeile enth lt die Zuweisung von Werten zu einem Parameter Zul ssige Parameter sind neben general die Ziffern 1 bis 12 Typ 1 bzw 20 Typ 2 Erstgenanntem Parameter werden getrennt durch ein Semikolon die IP Adresse der Ethernetbox und die Typangabe 1 oder 2 zugewiesen general 192 168 1 1 2 Dem schlie en sich die numerischen Parameter an 78 Konzeptionierung und Implementierung Jeder Konfigurationsdatei ist eine Komment
69. CT CAST SUM tablel GEWICHT AS DECIMAL 7 2 AS value CAST CONCAT tablel WIEGEDATUM 00 00 00 AS DATETIME AS timestamp tablel sender AS sender table2 f_location_id 19 AS f_measuring_point_id FROM entity_610011 tablel animal_to_location table2 WHERE tablel tier_id table2 f_e animal_id AND CONCAT tablel WIEGEDATUM 23 59 58 BETWEEN table2 arrived_timestamp AND IF isnull table2 left_timestamp CONCAT CURDATE 23 59 59 table2 left_timestamp GROUP BY tablel WIEGEDATUM table2 f_location_id view_pig_avg_pig_weight CREATE VIEW view_pig_avg_pig_weight AS SELECT CAST SUM tablel GEWICHT COUNT tablel GEWICHT AS DECIMAL 7 2 AS value CAST CONCAT tablel WIEGEDATUM 00 00 00 AS DATETIME AS timestamp tablel sender AS sender table2 f_location_id 19 AS f_measuring_point_id FROM entity_610011 tablel animal_to_location table2 WHERE tablel tier_id table2 f_e_animal_id AND CONCAT tablel WIEGEDATUM 23 59 58 BETWEEN table2 arrived_timestamp AND IF isnull table2 left_timestamp CONCAT CURDATE 23 59 59 table2 left_timestamp GROUP BY tablel WIEGEDATUM table2 f_location_id view_pig_total_group_feed_consumption CREATE VIEW view_pig_total_group_feed_consumption AS SELECT CAST tablel va
70. Diese fanden im Rahmen der Datenerhebung Anwendung und beeinflussen die in Kapitel 6 dargestellten Ergebnisse Tabelle 5 11 Korrekturfaktoren der Tr nkenippelwassermesser Abteil und Tr nkenippel Korrekturfaktor Abteil1 Z1 0 840 Abteil1 Z2 0 747 Abteil1 Z3 0 764 Abteil1 Z4 0 793 Abteil1 Z5 0 751 Abteil1 Z6 0 736 Abteil2 Z1 0 790 Abteil2 Z2 0 923 Abteil2 Z3 0 803 Abteil2 Z4 0 872 Abteil2 Z5 0 789 Abteil2 Z6 0 873 Die ADED Entit ten Entity 1 und 2 vgl Kapitel 5 2 1 geben die an die HME und die Ethernetbox anschlie baren Sensor und Verbrauchsmessertypen vor Die Ethernetbox unterst tzt alle in Tabelle 5 10 genannten Typen die HME nur diejenigen die als Signal einen Strom oder eine Spannung ausgeben 5 6 Software Dieses Kapitel befasst sich mit den Softwarekomponenten die das Erfassen Bereitstellen und Manipulieren sowie das Auswerten der Farming Cell Daten erm glichen Mit Ausnahme des nachfolgend vorgestellten Datenbanksystems und der dazu geh renden Administrationsschnittstelle phpMyAdmin handelt es sich hierbei um Eigenentwicklungen denen gemein ist dass sie in der Programmiersprache Java entwickelt wurden Dies bietet den Vorteil der Plattformunabhangigkeit und somit Variationsm glichkeiten hinsichtlich der beheimatenden Computer vgl Tabelle 5 9 64 Konzeptionierung und Implementierung 5 6 1 Schauer Service Die im Versuchsstall verbaute F tterungsanlage der Fir
71. ECT id FROM sensors WHERE name_intern temperature as f_sensor_id Temperatur as sensor FROM view_temperatur UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT elo FROM sensors WHERE name_intern humidity as f_sensor_id Feuchtigkeit as sensor FROM view_humidity UNION ALL ELECT DISTINCT f_location_id SELEC di FROM sensors VHERE name_intern co2 as f_sensor_id CO2 as sensor FROM view_co2 UNION ALL ELECT DISTINCT f_location_id SELEC ay FROM sensors VHERE name_intern nh3 as f_sensor_id NH3 as sensor FROM view_nh3 UNION ALL ELECT DISTINCT f_location_id SELEC id FRO sensors VHERE name_intern ch4 as f_sensor_id CH4 as sensor FROM view_ch4 UNION ALL SELECT DISTINC f_location_id SELEC id FROM sensors VHERE name_intern n20 as f_sensor_id N20 as sensor FROM view_n2o UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELEC id FROM sensors VHERE name_intern helligkeit as f_sensor_id Helligkeit as sensor FROM view_helligkeit UNION ALL Anhang 187 SELECT DISTINCT f_location_id SE
72. ELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp SUM value AS value COUNT value d H 00 00 _location_id 190 Anhang SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp SUM value AS value COUNT value AS no_of_values FROM view_water_meter GROUP BY DATE_FORMAT timestamp Y Sm Sd H 00 00 f f_location_id f_measuring_point_id view avg_heat_meter CREATE VIEW view_avg_heat_meter AS SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp SUM value AS value COUNT value AS no_of_values FROM view_heat_meter GROUP BY DATE_FORMAT timestamp Y m d H 00 00 f_measuring_point_id view avg_gas_meter CREATE VIEW view_avg_gas_meter AS SELECT f_location_id f_measuring_point_id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp SUM value AS value DATE_FORMAT COUNT value f_location_id timestamp AS no_of_values FROM view_gas_meter GROUP BY DATE_FORMAT timestamp Y m d H 00 00 f_location_id f_measuring_point_id view_pig_total_group_weight CREATE VIEW view_pig_total_group_weight AS SELE
73. Ethernetbox Typen 1 und 2 sind im SVN Projektordner vorhanden Konzeptionierung und Implementierung 77 Beispielkonfiguration einer Ethernetbox Typ 2 Inhalt der Datei type2_00 90 c2 d2 24 64 properties general 192 168 1 1 2 EthernetBox 2 Vorraum formula interval autopublish type location conversionFactor correctionrFact or coordinate_x coordinate_y coordinate_z offset 1 x 10 1 heat_meter 0 3 1 0 1 0 1 0 0 12 7 38 1 32 0 0 2 1000 x 10 1 water_meter 0 3 2 0 1 0 1 0 4 75 0 06 1 93 0 0 3 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 x 10 1 heat_meter 0 3 2 0 1 0 1 0 0 12 7 36 1 25 0 0 6 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 1000 x 10 1 water_meter 0 3 1 0 1 0 1 0 12 36 0 08 1 90 0 0 11 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 x 1 0 electric_meter 0 3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 1537 9 x 96 289 1194 590606527518878925420146492 1 l air_speed 0 3 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14 1537 9 x 96 289 1194 590606527518878925420146492 1 1 air_speed 0 3 2 0 71 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15 x 4 0 06 1 1 temperature 0 3 2 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 16 0 0020185 x x x x 0 0052268 x x x 0 007
74. FORSCHUNGSBERICHT AGRARTECHNIK des Fachausschusses Forschung und Lehre der Max Eyth Gesellschaft Agrartechnik im VDI VDI MEG 494 Arne Kuhlmann Entwicklung Implementierung und Bewertung eines IT Systems zur Prozessdokumentation und unter st tzung in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung Dissertation Hohenheim 2010 Erratum Forschungsbericht Agrartechnik des Arbeitskreises Forschung und Lehre der Max Eyth Gesellschaft Agrartechnik im VDI VDI MEG Arne Kuhlmann Entwicklung Implementierung und Bewertung eines IT Systems zur Prozess dokumentation und unterst tzung in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung 3 1 3 2 3 2 1 3 2 1 1 3 2 1 2 3 2 1 3 3 2 1 4 3 2 2 3 2 3 3 2 4 Darstellung und Analyse der Ausgangslage Der Versuchsstall und dessen bauliche Gegebenheiten Technik im Versuchsstall Anlagen F tterungsanlage L ftungsanlage Waage mit RFID Reader Multigasmonitor Sensoren und Verbrauchsmesser Management PC Handheld Bitte beachten Sie diese Korrektur auch auf den Seiten 16 bis 27 und bei Querverweisen im Text Universit t Hohenheim Fakult t Agrarwissenschaften Institut f r Agrartechnik Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme Prof Dr T Jungbluth Entwicklung Implementierung und Bewertung eines IT Systems zur Prozessdokumentation und unterst tzung in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Agrarwissenscha
75. Farming Cell interne ADED Items ADED Entitat 1 ADED Entitat 2 XML Schema Dateien des KTBL Softwaredienste einzelner Maschinen Tabelle 5 10 Sensoren und Verbrauchsmesser im Versuchsstall Tabelle 5 11 Korrekturfaktoren der Trankenippelwassermesser Tabelle 5 12 Kommunikation mit dem F tterungscomputer Tabelle 5 13 Funktionen der SCHAPI DLL Tabelle 5 14 Ethernetbox Nachrichtenformat Tabelle 5 15 Konfigurationsparameter des Ethernetbox Services Tabelle 5 16 Sensor und Verbrauchsmessertypen nach ADED 11 13 13 24 25 26 31 35 41 41 42 43 43 44 45 46 60 62 63 64 65 75 78 79 VI Tabellenverzeichnis Tabelle 5 17 Tabelle 5 18 Tabelle 5 19 Tabelle 5 20 Tabelle 5 21 Tabelle 5 22 Tabelle 5 23 Tabelle 5 24 Tabelle 5 25 Tabelle 5 26 Tabelle 5 27 Tabelle 5 28 Tabelle 5 29 Tabelle 5 30 Tabelle 5 31 Einstellbare Parameter der One Wire Module Aufbau einer ADIS ADED Definitionszeile Aufbau einer ADIS ADED Nutzdatenzeile Standard Felder der Entity Tabellen Koordinatenfelder der Entity Tabellen Publizierten Entit ten nach Ursprung Inhalt der Tabelle location Lokations und Koordinatenfelder Felder der Datenbank Views Views in Cluster 1 Weitere Views in Cluster 1 Attribute der Tabelle animal Auszug Fremdschl ssel der Tabellen temp_animal und animal Views in Cluster 2 Beispiel Importdatei Tabelle 6 1 Mastdurchg nge Tabelle 6 2 Futtermischung Tabelle 6
76. Felder farmnumber Testkunde stable 1 zu senden werden die Attribute stable number und farm_number f r die View Erzeugung nicht ber cksichtigt F r die Farming Cell ist dies solange unproblematisch wie sie nicht auf weitere St lle oder auf andere Betriebe ausgedehnt wird Mit einer neuen Firmware Version hat die Firma M ller diese Beschr nkung im Oktober 2009 beseitigt Die im Falle einer Erweiterung der Farming Cell notwendige Anpassung der Views ist nicht mehr erfolgt Folgende dem vorgestellten Schema entsprechenden Views existieren Tabelle 5 26 Views in Cluster 1 Views mit Rohdaten Views mit aggregierten Daten view_temperature view avg_temperature view_humidity view avg_humidity view_co2 view avg_co2 view_nh3 view avg_nh3 view_ch4 view avg_ch4 view_n2o view avg_n2o view_helligkeit view avg_helligkeit view_unterdruck view avg_unterdruck view_air_speed view avg_air_ speed view_wind view avg_wind view_windrichtung view avg_windrichtung Konzeptionierung und Implementierung 99 view _luftdruck view avg_luftdruck view_regen view avg_regen view_enthalpie view avg_enthalpie view_electric_meter view avg_electric_meter view_water_meter view avg_water_meter view_heat_meter view avg_heat_meter view_gas_ meter view avg_gas_meter Des Weiteren existieren in Cluster 1 folgende Uber die Darstellung von Messwerten hinausgehende Views Tabelle 5 27 Weitere View
77. Gr nde Neben den M glichkeiten der Einbindung der vorhandenen Technik vgl Kapitel 7 1 2 ist die Ausstattung z B der Wirtschaftspartner mit Schnittstellen f r die Datenentgegennahme und abgabe ein wichtiger Faktor Diese Sachverhalte und die mit der Integration verbundenen Kosten sind es die auch auf einem Praxisbetrieb den tats chlich m glichen Nutzen beeinflussen 7 2 Verbesserungsvorschl ge Die verwendeten Standards und die genutzten Hard wie auch Softwarekomponenten weisen trotz ihres erfolgreichen Einsatzes in der Farming Cell Schw chen auf Auf diese wird in den folgenden Abschnitten eingegangen 7 2 1 Standards Wenngleich der Standard ISOagriNET erfolgreich in der Farming Cell umgesetzt werden konnte traten Punkte zutage die verbesserungsw rdig sind Auf diese wird im Folgenden eingegangen Ebendies gilt f r den Standard agroXML ISOagriNET Die Benennung der Entit ten und Items im nationalen deutschen Data Dictionary DD erfolgt berwiegend in Deutsch Entit ten und Items des internationalen Dictionaries tragen Englische Bezeichner Eine Angleichung w re sinnvoll Eine eklatante Schw che des Data Dictionaries stellt dessen Struktur dar Es ist nicht m glich eine Entit t mit unterschiedlichen Auspr gungen in unterschiedlichen DD Versionen vorzuhalten Diskussion 141 Dies hat zur Folge dass eine Entit t ist sie einmal ver ffentlicht nicht mehr ge ndert werden sollte Im Falle des nation
78. Herd D A Kuhlmann D Martini M Kunisch E Friedrichs 2008 Technische M glichkeiten zur Verbesserung der Prozessdokumentation und R ckverfolgbarkeit in der Schweinehaltung In Tagungsband Precision Pig Farming innovative Technologien und Entscheidungsmodelle f r die Schweinehaltung KTBL Tagung vom 30 09 bis 01 10 2008 in Osnabr ck S 121 131 Darmstadt Kuhlmann A Herd D R ler B Gallmann E Jungbluth T 2008 Hardwarevernetzung und Softwareintegration in der Schweineproduktion Landtechnik 4 2008 63 Jahrgang S 234 235 Herd D A Kuhlmann B R ler E Gallmann and T Jungbluth 2008 Farm Networks in Pig Housing Systems In Proceeding of the 9th International Conference on Precision Agriculture July 20 23 2008 Denver USA Herd D Kuhlmann A Gallmann E R ler B Jungbluth T 2008 Networks in Livestock Systems In Tagungsband zur AgEng 2008 International Conference on Agricultural Engineering Kreta 23 25 Juni Griechenland Anhang 195 Arbeitsgruppe ISOagriNET und agroXML 2 Die Arbeitsgruppe ISOagriNET und agroXML hat die Aufgabe die Harmonisierung der beiden Standards voranzutreiben Da die Datenstrukturen der Standards gegenw rtig noch wachsen ist eine Abstimmung sinnvoll Ziel ist es eine leichte berf hrbarkeit von Nachrichten eines Standards in eine Nachricht des jeweils anderen Standards zu erm glichen Die Mitarbeit der Universit t Hohenheim in der A
79. Interessierte Uber ISOagriNET informiert und Transparenz in den Entwicklungsprozess des Data Dictionaries bringt Gegenw rtig erfolgt dessen Weiterentwicklung und Pflege durch eine in einer Mailingliste organisierte Benutzergruppe F r Dritte sind aktuelle Entwicklungen nicht einsehbar und Entscheidungsprozesse nicht unmittelbar nachzuvollziehen Der Standard ISOagriNET sieht vor die mittels Multicast Mechanismus vgl Kapitel 2 und 5 2 1 verschickten Nachrichten nicht mit Headerdaten auszustatten Da nur im Header die Absenderkennung enthalten ist kann der Ursprung einer solchen Nachricht empf ngerseitig nicht bestimmt werden Die selbst entwickelten Dienste der Farming Cell senden daher immer Nachrichten mit Header 142 Diskussion In der Praxis ist die Kommunikationsm glichkeit zwischen zwei ISOagriNET konformen Ger ten nicht garantiert da keine Mindestinformationsumf nge definiert sind Hier muss durch die Anlagenhersteller dringend eine Harmonisierung erreicht werden Ein m gliches Ziel ist die typweise L ftungsanlage F tterungsanlage Festlegung der Entit ten die entgegengenommen und abgefragt werden k nnen Existieren keine verbindlichen Festlegungen kommen die Vorteile der Verwendung eines Kommunikationsstandards nicht zum Tragen agroXML In den Kapiteln 2 und 5 2 2 wurden die durch das KTBL erstellten agroXML Schema Dateien vorgestellt und deren Verwendung im Projekt Farming Cell beispielhaft erl utert Der dor
80. LECT id FROM sensors WHERE name_intern unterdruck as f_sensor_id Unterdruck as sensor FROM view_unterdruck UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern air_speed as f_sensor_id L ftungsgeschwindigkeit as sensor FROM view_air_speed UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern wind as f_sensor_id Windst rke as sensor FROM view_wind UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern windrichtung as f_sensor_id Windrichtung as sensor FROM view_windrichtung UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern luftdruck as f_sensor_id Luftdruck as sensor FRO view_luftdruck UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern regen as f_sensor_id Regen as sensor FROM view_regen UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern enthalpie as f_sensor_id Enthalpie as sensor FRO view_enthalpie UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern electric_meter as f_sensor_id Stromz hler as sensor FROM view_electric_meter UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern water_meter as
81. Maven setzt auf Java Architecture for XML Binding JAXB auf und ist in der Lage aus XSD Dateien Java Klassen zu erzeugen welche anschlie end als Basis f r die Erzeugung von XML Dateien verwendet werden k nnen Ein entsprechendes Projekt mit dem Namen agroXML_charge_example befindet sich im Repository des VisualSVN Servers vgl Kapitel 4 2 Es beinhaltet neben selbstgeschriebenen Java Klassen siehe unten die durch das KTBL bereitgestellten und oben genannten 14 Schema Dateien sowie die daraus generierten 139 Java Klassen Beispiel Inhalt der XML Schema Datei AnimalMeat xsd lt xml version 1 0 encoding UTF 8 gt iz Copyright 2007 Kuratorium f r Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e V KTBL All Rights Reserved http www agroxml de Legal gt lt xsd schema xmlns http www agroxml de schema devel xmlns xsd http www w3 org 2001 XMLSchema targetNamespace http www agroxml de schema devel elementFormDefault qualified attributeFormDefault unqualified gt lt xsd include schemaLocation CommonBasicComponents xsd gt 17 Internetpr senz http maven apache org 48 Konzeptionierung und Implementierung lt xsd include schemaLocation Animal xsd gt lt xsd element name Pig type PigType gt lt xsd annotation gt lt xsd documentation xml lang de gt Dieses Element wird in der Instanz nie verwendet Anstattdessen werden die konkreten in der substitutionGroup abgelegten Ele
82. Multigasmonitor bermittelten Messwerte in einer eigenen Datenbank ab Bei der Datenbank handelt es sich um Microsoft SQL Server in welcher auch die Konfigurationsparameter unter anderem Messstellen und zeitpunkte hinterlegt sind Eine Dokumentation des Datenbankschemas stand nicht zur Verf gung sein Studium jedoch hat ausreichende Erkenntnisse geliefert um eine prototypische Implementierung einer Software mit dem Namen Multigasmonitor Service vorzunehmen Ihre Aufgabe ist es die in der Microsoft SQL Server Datenbank gesammelten Messwerte regelm ige in die MySQL Datenbank der Farming Cell zu bertragen Sie folgt mit einer dateibasierten Konfiguration und Logging Mechanismen dem Prinzip aller in Kapitel 5 6 vorgestellten Softwarekomponenten Auf eine detaillierte Vorstellung wird im Rahmen dieser Arbeit verzichtet da sie sich in einem fr hen Stadium befindet und nicht erprobt wurde Die Software ist im SVN Repository verf gbar 5 4 Computer und Gateways Das Ziel eine permanente Erfassung und Verf gbarkeit der Prozessdaten zu erreichen macht die Verwendung zus tzlicher Hardwarekomponenten notwendig Diese m ssen zum einen den Zugang zu den datenproduzierenden Anlagen Sensoren und Verbrauchsmessern erm glichen Zum anderen sind eine zentrale Datenbank f r die Daten sowie geeignete Plattformen wie Computer oder Mikroprozessorsysteme zum Ausf hren notwendiger Dienste erforderlich Die folgenden Abschnitte stellen diese Hardware
83. RD D GALLMANN E ROSSLER B JUNGBLUTH T 2007 Ruckverfolgbarkeit in der Schweinehaltung Landtechnik 2007 H 6 S 410 411 HERD D KUHLMANN A MARTINI D KUNISCH M FRIEDRICHS E 2008 Technische M glichkeiten zur Verbesserung der Prozessdokumentation und R ckverfolgbarkeit in der Schweinehaltung Precision Pig Farming Innovative Technologien und Entscheidungsmodelle f r die Schweinehaltung Osnabr ck Deutschland 30 9 1 10 2008 KTBL S 121 131 HOLPP M 2008 Software in der Tierhaltung in Vorlesungsunterlagen Software in der Landwirtschaft der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz T nikon Ettenhausen e HORSTMANN J 2006 Open Source Jahrbuch 2006 Freie Datenbanken im Unternehmenseinsatz Analyse und Vergleich der wichtigsten Open Source Datenbanken Lehmanns Media Berlin e KERSKEN S 2009 IT Handbuch f r Fachinformatiker Galileo Press Bonn e KTBL 2006 Nationaler Bewertungsrahmen Tierhaltungsverfahren KTBL Darmstadt KUHLMANN A HERD D R SSLER B GALLMANN E JUNGBLUTH T 2009 Development and evaluation of two ISOagriNET compliant systems for measuring environment and consumption data in animal housing systems Joint International Agricultural Conference 2009 Wageningen Niederlande 6 8 7 2009 S 99 106 EFITA KUHLMANN A R SSLER B 2009 Hohenheimer Messwerterfassung HME Benutzerhandbuch Universit t Hohenheim KUNISCH M FRISCH M MARTINI
84. Runtime Environment JRE Das JDK enth lt Werkzeuge um Java Programme zu erstellen Dazu geh rt z B ein Compiler welcher den Quellcode in ausf hrbaren Maschinencode bersetzt Um Java Programme ausf hren zu k nnen wird eine JRE ben tigt Sie enth lt die Java Virtual Machine JVM in welcher Java Programme ablaufen F r alle g ngigen Betriebssysteme existieren Java Virtual Machines womit die Plattformunabh ngigkeit einer Java Software gew hrleistet ist vgl Abbildung 4 1 class HelloWorldApp public static void main String args System out println Hello World HelloWorldApp java Abbildung 4 1 Plattformunabhangigkeit Bildquelle http java sun com docs books tutorial figures getStarted helloW orld gif 32 Methode Java ist mithilfe vieler Bibliotheken in seinem Funktionsumfang erweiterbar Beispielsweise existiert die Schnittstellenspezifikation Java Database Connectivity JDBC f r Datenbanken Aufgrund dieser standardisierten und somit austauschbaren Bibliotheken ist ein Datenbankwechsel im Optimalfall ohne nderungen am Quellcode und lediglich durch den Austausch der JDBC Bibliothek durchf hrbar Java Server Pages JSP F r die Entwicklung des Webfrontends kam die JSP Technologie zum Einsatz Bei JSP handelt es sich um eine Programmiersprache die zur Implementierung dynamischer Webseiten geschaffen wurde 1997 stellte Sun die Serviets API vor Servlets sind Java Programme die au
85. System fehlerfrei skaliert Dem Umfang verarbeitbarer Daten sind Grenzen gesetzt Gegebenenfalls sind einzelne Softwarekomponenten wie die Datenbank oder der ISOagriNET Parser beziehungsweise Hardwarekomponenten wie Switches nicht in der Lage die Datenmengen zu bew ltigen 7 1 3 Zuverl ssigkeit Die Farming Cell war in ihrer gr ten Ausbaustufe mehrere Monate im Einsatz Nahezu alle Komponenten arbeiteten fehlerfrei und erf llten ihre Aufgabe Besonders hervorzuheben sind die Hardwarekomponenten Hohenheimer Messwerterfassung HME und Ethernetbox welche in zwei bzw dreifacher Ausf hrung im Einsatz waren Sie stellten die Erfassung nahezu aller Werte von Sensoren und Verbrauchsmessern sicher Die im Vorraum befindliche HME f hrte dar ber hinaus die Kommunikation mit dem Waagenterminal durch welche nicht immer st rungsfrei verlief Aufgrund der unzuverl ssigen seriellen Kommunikation war eine benutzerseitige berwachung des Datentransfers und gegebenenfalls ein erneutes Ansto en erforderlich Datenverluste waren jedoch nie die Folge Schwierigkeiten traten ebenso bei der F tterungsanlage auf Der Ausl ser f r das Fehlverhalten welches sich in Form sporadisch ausbleibender Futterausteilungen u erte ist unklar Ein Zusammenhang mit der zwischen Management PC und 138 Diskussion F tterungscomputer t glich erfolgen Kommunikation konnte nicht identifiziert werden Die Ursache wird im F tterungscomputer vermutet Der
86. T 2009 Measurements 1 temperature Wed Feb 18 19 00 22 ECT 2009 Latest Values ISOagriNET Test Test Message Copyright Universit t Hohenheim IT FoodTrace TP 1 2 Abbildung 5 14 HME bersichtsseite Abbildung 5 14 zeigt die Hauptseite des Webinterfaces welche Auskunft ber die angeschlossenen One Wire Module und die Messwerte angeschlossener Sensoren gibt In der folgenden Abbildung sind die Konfigurationsm glichkeiten eines One Wire Moduls dargestellt Konzeptionierung und Implementierung 83 Mozilla Firefox Datei Bearbeiten Ansicht Chronik Lesezeichen Extras Hilfe GBookmarks Minion HME Control Server Setup All jobs belonging to module B1000000BCD48B26 Clock Network ModuleName Family Interval F JobType Autopublish Formula Location Login f j i T T 2 B10000005c048526 __ 26 id 1 Temperature false x x location 1 Wire Module Broooooscn4s826 26 e 1 fTemperature v false v k location NH3 Please configure the module properties Save c02 Humidi Temperature Measurements Latest Values ISOagiNET Test Test Message Copyright Universit t Hohenheim IT FoodTrace TP 1 2 Abbildung 5 15 HME Konfigurationsseite Ist die Konfiguration eines Moduls vgl Tabelle 5 17 erfolgt ist diese immer bei angeschlossenem und bei nicht angeschlossenem Modul verf gbar da sie persistent auf der HME hinterlegt wird Das Entfernen und wieder Anschli
87. Tabelle 6 6 konnte nicht beobachtet werden Die durchschnittliche Tagesmenge des ber die Tr nke abgegebenen Wassers betr gt f r den Zeitraum 07 08 2009 bis 03 09 2009 2 788 ml je Tier Dieser Wert berschreitet den t glichen Tr nkewasserbedarf eines Mastschweins nach KTBL 2006 von 1800 2500 ml scheint jedoch plausibel angesichts der hohen Temperaturen in diesem Zeitraum Die durchschnittliche Wassermenge die ber das Futter aufgenommen wird bel uft sich auf 8 870 ml pro Tier und Tag Der t gliche Gesamtwasserverbrauch betr gt demnach 11 658 ml und liegt ber dem von RUDOVSKY 2008 angegebenen Wasserbedarfswert von 8 500 11 000 ml vgl Tabelle 6 6 Tabelle 6 6 Wasserbedarf von Mastschweinen RUDOVSKY 2008 Lebendmasse kg Wasserbedarf I Tier und Tag lt 50 3 6 50 80 5 8 5 80 120 8 5 11 Anwendungsbeispiel 127 Neben den hohen Temperaturen im Auswertungszeitraum wird auch das Trinkverhalten als m gliche Ursache f r die hohen Werte in Betracht gezogen Die Tiere trinken in kurzen Intervallen und spielen mit den Tr nkenippeln Beides f hrt zu stoBartigen Wasserabgaben was ein Nachlaufen der Flugelrader des Wasservolumenmessers und somit Fehlmessungen beg nstigt Es wurde versucht dieser Tatsache durch die Ermittlung und den Einbezug von Korrekturfaktoren zu begegnen vgl Tabelle 5 12 Zusammenfassend ist festzuhalten dass die Tiere eine relativ konstante Menge Wasse
88. Zeitpunkt an dem die Lokation left_timestamp timestamp Ja NULL vetlassen wurde f_user_id tinyint 4 Nein FK ID des durchf hrenden Benutzers boar Anhang 165 Alle bekannten Eber Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id int 11 Nein PK Fortlaufende Nummer Game varchar 64 Nein Name des Ebers aus Supersau Datei mother_no varchar 10 Ja Nummer der Muttersau piglet_no tinyint 4 Ja Fortlaufende Ferkelnummer contact Kontaktdaten von Wirtschaftspartnern Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id int 11 Nein PK Fortlaufende Nummer last_ name varchar 255 Nein Nachname first_name varchar 255 Ja Vorname company varchar 255 Nein Firmenname street1 varchar 255 Ja StraBe Zeile 1 street2 varchar 255 Ja StraBe Zeile 2 postal_code int 5 Ja Postleitzahl city varchar 255 Ja Stadt state varchar 255 Ja Bundesland country varchar 255 Ja Land phone1 varchar 255 Ja Telefonnummer 1 phone2 varchar 255 Ja Telefonnummer 2 fax varchar 255 Ja Faxnummer email varchar 64 Ja E Mail Adresse website varchar 64 Ja Adresse der Webseite diagnosis Liste der Diagnosen und Krankheiten Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id tinyint 4 Nein PK Fortlaufende Nummer name varchar 255 Nein Name der Krankheit Diagnose entity_1 Daten empfangener ADIS ADED Entitaten vom Typ entity_1 environment _values Feld Typ Null Beso
89. _x table3 coordinate_x D IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL blel coordinate_y table3 coordinate_y D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel unterdruck IS NOT NULL view_air_speed EATE VIEW view_air_speed AS LECT tablel air_speed AS value tablel timestamp tablel sender ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number 18 4 Anhang AND tablel pen table2 pen_number AND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL tablel coordinate_x table3 coordinate_x AND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL tablel coordinate_y table3 coordinate_y AND IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL tablel coordinate_z table3 coordinate_z AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel air_speed IS NOT NULL view_wind CREATE VIEW view_wind AS SELECT tablel wind AS value tablel tim
90. alen Data Dictionaries welches jahresweise versioniert wird ist es auf Grund der geschilderten Problematik nicht m glich Entit ten versionsbezogen zu ndern hinzuzuf gen oder zu entfernen nderungen sind immer global und somit f r alle Jahrg nge g ltig Eine weitere Folge ist dass es bei Verwendung von zwei oder mehr herstellerspezifischen Data Dictionaries zu Kollisionen kommen kann Jeder Hersteller darf die Nummer f r seine Entit t aus einem im Standard ISOagriNET definierten Nummernkreis w hlen Die geschilderte Problematik liegt im Prim rschl ssel der Entit ten begr ndet welcher nur aus der sechsstelligen Nummer Entity_No der Entit t besteht Entit ten sollten eine zus tzliche Eigenschaft in Form einer Data Dictionary Zuordnung zum Beispiel DD_ID erhalten und der PK in die Prim rschl sselkombination DD_ID und Entity_No ge ndert werden Die geschilderte Problematik gilt ebenso f r Items Das Data Dictionary wird nicht z B durch das LKV NRW als Datenbank frei zug nglich bereitgestellt sondern ist lediglich in Form von HTML Seiten verf gbar Hier sollte Abhilfe geschaffen werden indem die aktuelle Version durch eine noch zu identifizierende Institution im Internet bereitgestellt wird Auf diese Weise k nnen Inkompatibilitaten vermieden und der entwicklerseitige Aufwand f r Implementierungs und Pflegeprozesse reduziert werden Ebenfalls sollte eine ffentlich zug ngliche Plattform geschaffen werden die
91. als kritischer Faktor anzusehen ist berwiegen jedoch Das Bef llen der Tabellen welche an die Stelle der derzeit vorhandenen Views treten w rden stellt bei dieser Variante die zentrale Herausforderung dar Die Eigenschaft Diskussion 149 der Views jederzeit alle in der Datenbank befindlichen Messwerte darzustellen m sste nachgebildet werden MySQL bietet mit Stored Programs and Views Anonymus 2010b M glichkeiten die Tabellen regelm ig datenbankseitig automatisch fortschreiben zu lassen Die vor sowie nachgelagerte Software k nnte bei Variante zwei unver ndert bleiben sofern Struktur und Nomenklatur der vorhandenen Views f r die neu anzulegenden Tabellen bernommen w rden Aufgrund der umfangreicheren Anpassungen die Variante eins erfordert wird im Fall der Farming Cell die Umsetzung von Variante zwei empfohlen Wird die Farming Cell auf andere Betriebe oder St lle bertragen sollte Variante eins von Beginn an implementiert werden Wird die derzeitige Variante d h das Arbeiten mit Views beibehalten kann durch die Nutzung performanterer Serverhardware eine Verbesserung hinsichtlich des Zeitaufwandes f r die Erstellung der Views erreicht werden Auch das Herabsetzen der Messwerterfassungsintervalle und somit des Datenvolumens beschleunigt das Operieren mit den Views Webapplikation Die Benutzerschnittstelle f r das Prozessmanagement die Webapplikation erm glicht es Daten potentieller Masttiere zu impor
92. alue f_measuring_point_id avg value f_measuring_point_id avg value DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS 00 00 _location_id DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS 00 00 _location_id DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS 00 00 _location_id DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS 00 00 _location_id DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS 00 00 _location_id DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS 00 00 _location_id DATE_FORMAT timestamp AS value COUNT value AS Anhang 189 GROUP BY DATE_FORMAT timestamp f_measuring_point_id view avg_wind CREATE VIEW view_avg_wind AS SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_wind GROUP BY DATE_FORMAT timestamp f_measuring_point_id view avg_windrichtung CREATE VIEW view_avg_windrichtung AS SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_windrichtung GROUP BY DATE_FORMAT timestamp f_measuring_point_id view avg_luftdruck CREATE VIEW view_avg_luftdruck AS SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_luftdruck GROUP BY DATE_FORMAT timestamp f_measuring_point_id view avg_regen CREATE VIEW view_avg_regen AS SY Sm Sd H 00 00 AS t
93. alverband der Deutschen Schweineproduktion e V http www erzeugerring info index php con_cat 5 amp con_lang 1 amp sid a045229b ecea84d0a6e9d58b0592a614 amp mr 1 amp sch 14 20 11 2009 Anonymus 2009a ISO 17532 Stationary equipment for agriculture Data communications network for livestock farming Genf Beuth Verlag Anonymus 2009b ISOagriNET LON Adapter M ller GmbH Diepholz Anonymus 2009c The MultiSensor Users Guide Sensors for the 1 Wire Bus All current models of MultiSensor iButtonLink LLC Dallas Anonymus 2010a Replikation bei MySQL Oracle Corporation http dev mysql com doc refman 5 1 de replication html 26 02 2010 Anonymus 2010b Stored Programs and Views Oracle Corporation http dev mysql com doc refman 5 0 en stored programs views html 03 03 2010 ADRION F 2009 Untersuchungen zur Eignung und Messgenauigkeit eines Multigasmonitors Bachelorarbeit Universitat Hohenheim Institut f r Agrartechnik unver ffentlicht ANCUTICI M 2009 Datenbank Universitat Hohenheim _ https rz uni hohenheim de datenbank html 27 11 2009 BIRGELS F 2009 Virtuelle Server Universitat Hohenheim https rz uni hohenheim de vserver html 17 02 2009 BEA W 2004 Vergleich zweier Mastschweinehaltungssysteme Beurteilung der Tiergerechtheit Dissertation Universitat Hohenheim Forschungsbericht Agrartechnik der VDI MEG Nr 419 BECK K BEEDLE M VAN BENNEKUM A COCKBURN A CUNNINGHAM
94. arkup Language Hypertext Transfer Protocol Secure Vill Abk rzungsverzeichnis IDE Integrated Development Environment IKT Informations und Kommunikationstechnologie IP Internet Protocol ISO International Organization for Standardization JAR Java Archive Java EE Java Enterprise Edition Java SE Java Standard Edition JAXB Java Architecture for XML Binding JDBC Java Database Connectivity JDK Java Development Kit JIAC Joint International Conference JNI Java Native Interface JRE Java Runtime Environment JSP Java Server Pages JVM Java Virtual Machine kg Kilogramm KTBL Kuratorium f r Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft Liter LAN Local Area Network LKV NRW Landeskontrollverband Nordrhein Westfalen LON Local Operating Network MAC Adresse Media Access Control Adresse max maximal MD5 Message Digest Algorithm 5 min minimal N2O Lachgas Java ME Java Micro Edition ml Milliliter NH3 Ammoniak OS Operating System Betriebssystem PCI Peripheral Component Interconnect PHP Hypertext Preprocessor PK Primary Key Prim rschl ssel Abk rzungsverzeichnis ppm RAM Repository REST RFID SATA SCHAPI S O SQL S U SVN TCP TINI UDP UPS URI URL USB usw UTF V VNC Windows CE WLAN Xlink XLS XML XSD parts per million Random Access Memory Das Verzeichnis des SVN Servers in dem Projekte liegen Representational State Transfer Radio Frequency Identification Serial ATA Advanced Technology Attachment
95. arzeile vorangestellt die die zwingend einzuhaltende Zuweisungsreihenfolge f r die numerischen Parameter beschreibt formula interval autopublish type location conversionFactor correctionrFact or coordinate_x coordinate_y coordinate_z offset Tabelle 5 15 Konfigurationsparameter des Ethernetbox Services Zuweisungsparameter Beschreibung zulassige Werte formula nur f r Analogeingange zu verwenden Formel zur Umrechnung der anliegenden Spannung in die Zielgr e x f r Digitaleingange f r Analogeing nge jeder numerische Term jeder Rechenschritt ist einzuklammern interval Abfrage und Publikationsinterval 1 5 10 15 20 30 60 120 180 240 360 480 720 1440 autopublish Indikator ob Messwertabfrage und Publikation erfolgen soll 0 inaktiv 1 aktiv type Typ des Sensors oder des Verbrauchsmessers entsprechend der Entit ten 1 und 2 s u location Lokation nach ADIS ADED Formatierung Betrieb Stall Ab teil Bucht lokaler Betrieb 0 alphanumerische Werte conversionFactor Umrechnungsfaktor wird mit Z hlerwert oder anliegender Spannung multipliziert nummerische Werte correctionFactor Korrekturfaktor wird mit Z hlerwert oder anliegender Spannung multipliziert numerische Werte coordinate_x coordinate_y coordinate_z Koordinaten des Sensors oder Verbrauchsmessers numerische Werte offset in a
96. asoft Gas und Microsoft SQL Steuerung des Multigasmonitors und Server 2005 Innova Lumasense Messdatenhaltung Technologies A S Link3000 Tru Test Steuerung des Waagenterminals JetPort Commander Korenix Verwaltung der seriellen Server Technology Co Ltd VNC Server RealVNC Limited Software fur Remote Zugriff auf den Management PC Die Einbindung des Management PCs in das Stallnetz ist auf Hardwareebene durch seine Ethernetschnittstelle ISOagriNET konform m glich Die installierten Anwendungen unterst tzen den Standard hingegen nicht Deren Anpassung bzw Substitution erl utert Kapitel 5 6 Material 27 3 1 4 Handheld Als mobil nutzbares System ist der Handheld WORKABOUT PROC der Firma Psion Teklogix Inc mit integriertem RFID Lesemodul AIR200 der Firma Agrident GmbH vorhanden vgl Abbildung 3 8 Das Ger t ist in der Lage die der Norm FDX B vgl ISO 2009 entsprechenden elektronischen Ohrmarken der Masttiere zu lesen Auch besitzt er en WLAN Modul und ist somit netzwerkfahig Das installierte Betriebssystem ist Windows CE Abbildung 3 8 Handheld mit RFID Lesemodul Prozessunterst tzende Software f r den Handheld existierte zu Projektbeginn nicht Diese wurde prototypisch implementiert und wird in Kapitel 5 6 8 vorgestellt Handbuch verf gbar unter http www warok de tl_files images RFID_Web Agrident_AIR200_GB pdf 28 Methode 4 Methode Ein Entwicklungsprojekt wie es Farming Cell
97. ation wurde aufgrund des enormen Entwicklungsaufwands und der mit der DLL verf gbaren Alternative verworfen Auf das im genannten Projekt implementierte Protokoll der F tterung soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden stattdessen sei auf Erl uterungen zu eben diesem verwiesen Ablauf_Kommunikation txt im Projekt Schauer_Fuetterung_direkte_ Kommunikation des VisualSVN Servers Zwar bedeutet die Verwendung der durch die Firma Schauer speziell entwickelten DLL eine Einschr nkung auf einen vorgegebenen Satz Funktionen und den Verzicht auf ISOagriNET Kompatibilit t Dem entgegen steht jedoch dass es sich bei der F tterungsanlage um eine sensible Komponente handelt und die Verantwortung f r implementierungsbedingte Fehlfunktionen bei Verwendung der DLL gr tenteils beim Hersteller liegt Die Dynamic Link Library tr gt den Namen SCHAPI R1001 dll und bietet die in der folgenden Tabelle erl uterten sechs Funktionen Tabelle 5 13 Funktionen der SCHAPI DLL Funktion Erl uterung int GetSCHAPIVersionInfo Liefert die Versionsnummer der int r1 int r2 int r3 int r4 SCHAPI DLL int Konfiguriert den COM Port am PC CmdSCHAPIApplyCommunicationSettings Diese Funktion retourniert immer 1 String comport int baud String parity int timeout int retries int CmdSCHAPIEstablishConnection Stellt die Verbindung zum int computerno Futterungscomputer her Ruckgabewerte 1 Verbindung erfolgreich hergestellt
98. baut Lokales Netzwerk Abbildung 2 2 Punkt zu Punkt Kommunikation Diesem in Abbildung 2 2 skizzierten Prinzip liegt eine Client Server Architektur zugrunde Der angefrage Kommunikationspartner stellt hierbei die Stand der Forschung 7 Serverkomponente dar wohingegen der Anfragende die Rolle des Clients bernimmt Das folgende Sequenzdiagramm stellt den Ablauf einer Session dar Start session by opening a TCP connection Within one session usually several transactions will be carried out End session by sending Session End line Close TCP port TCP connection has been closed TCP connection has been closed a Both these messages are part of the operating system s implementation of the TCP stack Abbildung 2 3 Ablauf einer TCP Session nach ISOagriNET Abbildung vereinfacht nach ISO 2007 Dem gegen ber steht das Prinzip der Punkt zu Gruppe Nachrichten welches einen grundsaizlich anderen Ansatz verfolgt Es basiert auf dem User Datagram Protocol UDP Nachrichten werden nicht direkt zwischen zwei Teilnehmern ausgetauscht sondern an eine sogenannte Multicast Gruppe gesendet von wo aus sie an alle Gruppenmitglieder verteilt werden Eine Multicast Gruppe besitzt eine eindeutige Adresse bestehend aus IP Adresse und Portnummer Im Fall von ISOagriNET sind dies die IP Adresse 224 111 234 123 und abhangig vom gewahlten Datenformat die Portnummer 2434 f r ADIS oder 2435 f r XML 8 Stand der Fors
99. bellen des Clusters abgelegten Messdaten haben ihren Ursprung in den drei Quellen ISOagriNET LON Adapter Ethernetbox Service und HME Software Wenn m glich werden die Entit ten 1 und 2 f r die Daten bertragung verwendet um Messkoordinaten definieren zu k nnen Die folgende Tabelle stellt dar welche Entit ten jede Quelle publizieren kann Tabelle 5 22 Publizierten Entit ten nach Ursprung ISOagriNET Ethernetbox Service LON Adapter HME Software entity_1 x x t entity_2 7 Mm entity_101000 x E entity_101001 X entity_101005 X 1 Farming Cell Version der HME Software 2 DLG Version der HME Software 94 Konzeptionierung und Implementierung Die der L ftungssteuerung ausgenommen sind alle gelieferten Messwerte zu zentimetergenau definierbaren Messstellen zuzuordnen Damit diese Verortung datenbankseitig erfolgen kann existieren die Tabellen location und measuring_points Die Pflichtfelder farm stable compartment und pen ISO 2009 jeder Nutzdatenzeile einer ADIS ADED Nachricht erm glichen deren Zuordnung zu einem in der Tabelle location hinterlegen Ort Im Rahmen des Projektes zul ssige Orte nennt die folgende Tabelle 5 23 Tabelle 5 23 Inhalt der Tabelle location farm_number stable_number an pen_number description _number 0 3 1 1 Bucht 1 0 3 1 2 Bucht 2 0 3 2 3 Bucht 3 0 3 2 4 Bucht 4 0 3 1 0 Abteil 1 0 3 2 0 Abteil 2 0 0 0 0 Au en Vorraum Stand 27 11
100. blel coordinate_z table3 coordinate_z LS NULL ablel coordinate_z table3 coordinate_z ND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till ND tablel nh3 IS NOT NULL NION ALL table2 p_id AS OM entity_101000 tablel location table2 measuring_point table3 ND table3 coordinate_x IS NULL ND table3 coordinate_x IS NULL ND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till ND tablel nh3 IS NOT NULL view_ch4 CREATE VIEW view_ch4 AS SELECT tablel ch4 AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL tablel coordinate_x table3 coordinate_x AND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL tablel coordinate_y table3 coordinate_y AND IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL tablel coordinate_z table3 coordinate_z AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel ch4 IS NOT NULL view_n2o CREATE VIEW view_n2o value timestamp sender f_location_id f_measuring_point_id AS SELECT tablel n2o AS value tablel timestamp tab
101. bschnitt Erl uterung VH990054 Entit t 990054 isoagrinet_header AGRO2010 Wert f r Item 0 DD Type AGRO2010 00002010 Wert f r Item 900002 dd_version 2010 AGRO2010 Wert f r Item 901059 dd_name AGRO2010 20090721 Wert f r Item 900003 FIDACREA 21 07 2009 175903 Wert f r Item 900004 FITICREA 17 59 03 HME 00 60 35 07 ee 01 Wert f r Item 900006 SENDER HME 00 60 35 07 ee 01 14 Stand der Forschung Der Aufbau der sich an die Headerzeilen anschlie enden Nutzdatenzeilen entspricht dem vorgestellten Prinzip Sp ter werden die jeweiligen Nutzdatenzeilen vorgestellt und anhand von Beispielen erl utert Das in diesem Kapitel Beschriebene ist nur ein Auszug des laut ISOagriNET Standard Zul ssigen Es ist jedoch hinreichend um die in den folgenden Kapiteln vorgestellten Nachrichten interpretieren zu k nnen 2 2 agroXML Das Datenformat agroXML basiert wie es sein Name andeutet auf der Extensible Markup Language XML Bei XML handelt es sich um eine sogenannte Auszeichnungssprache englisch Markup Language die dazu dient Daten in textueller Form hierarchisch darzustellen Die Festlegung der Ebenen und ihrer Auspr gungen erfolgt durch XML Schema welches eine komplexe Schemabeschreibungssprache darstellt Schema Dateien geben detailliert die zul ssigen optionalen wie auch obligatorischen Inhalte und deren Struktur vor Die Beschreibung umfasst neben dem zul ssigen Datentyp auch die Kardinalit t Anzahl der Vo
102. chricht wird auf Seiten des TruTest Clients abgearbeitet und die Daten in die Datenbank geschrieben Tabelle entity_610011 Zu beachten ist dass f r die Kommunikation TCP genutzt wird Der Grund in diesem Fall nicht UDP Multicast zu verwenden liegt darin begr ndet dass zum einen die L nge der Nachricht nicht vorhersagbar ist und zum anderen die vollst ndige und fehlerfreie bertragung sichergestellt sein muss Der Ausf hrungsort des TruTest Gateways ist die an die Waagensteuerung angeschlossene HME Die Software wird automatisch bei HME Start geladen und ist permanent erreichbar Eine grafische Oberfl che existiert nicht Der aus einer ausf hrbaren Java Archiv JAR Datei und Konfigurationsdateien siehe unten bestehende TruTest Client kann auf einem beliebigen Computer im Netzwerk ausgef hrt werden Voraussetzungen f r dessen Ausf hrung sind neben einer Java Runtime die Erreichbarkeit des Datenbank Servers und der HME sowie das Vorhandensein des Agricultural Data Exchange Dictionaries ADED im Format SQLite in der Version 1 02 wie es die Software Tisan vgl Kapitel 4 2 verwendet Der TruTest Client besitzt drei Konfigurationsdateien 1 setup properties Diese Datei enth lt die IP Adresse der HME und die volle Stunde zu der die Wiegedaten t glich abgefragt werden sollen tini_ip Krk kee X k run_Hour 23 2 MySQL_DB properties In dieser Datei sind die fur den Aufbau einer Verbindung zum Datenbankserver ben
103. chsmessers entsprechend ADIS ADED Es existieren deutsche und englische Bezeichnungen wobei die im Projektrahmen hinzugef gten Bezeichnungen grunds tzlich englischsprachig sind nh3 Tabellen entity_1 entity_101000 Ein Messwert numberOfAnimals Tabellen feed_consumption Anzahl der Tiere auf die sich der Futterverbrauch bezieht p_electronical_id Tabellen animal Die elektronische Nummer einer RFID Ohrmarke p_id Tabellen user race medicine medical_treatment location leaving_reason google_chart_url feed_consumption diagnosis boar contact Fortlaufende Nummer die als Prim rschl ssel f r die Eintr ge der jeweiligen Tabelle dient password Tabellen user Das MD5 verschl sselte Passwort eines Webfrontend Benutzers pen Tabellen entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 Eine alphanumerische Kennung einer Bucht pen_number Tabellen location Eine alphanumerische Kennung einer Bucht penNumber Tabellen feed_consumption Nummer der Bucht auf die sich der Futterverbrauch bezieht phone1 phone2 Tabellen contact Die Telefonnummern eines Kontaktes piglet_no Tabellen animal temp_animal boar Die Nummer eines Ferkels Die Nummern werden fur die Ferkel jeder Sau wurf bergreifend und fortlaufend vergeben Anhang 177 postal_code Tabellen contact Die Postleitzahl quantity Tabellen medical_treatment Die verabreichte Menge eines Medikaments regen Tabellen entity_10
104. chswert Strommesser water_meter float Ja Verbrauchswert Wassermesser heat_meter float Ja Verbrauchswert Warmemesser gas_meter float Ja Verbrauchswert Gasmesser entity_101000 Daten empfangener ADIS ADED Entitaten vom Typ entity_101000 Klima_Luftdaten Feld Typ Null Besonderheit Kommentar id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer farm varchar 20 Nein Betriebsnummer lokal 0 stable varchar 20 Nein Stallnummer compartment varchar 20 Nein Abteilnummer pen varchar 20 Nein Buchtnummer timestamp timestamp Nein DV CURRENT_ Messzeitpunkt Anhang 167 Feld Typ Null Besonderheit Kommentar TIMESTAMP sender varchar 24 Nein Ger t das Wert geschickt hat temperature float Nein Temperaturwert humidity float Ja Feuchtigkeitswert co2 float Ja CO2 Wert nh3 float Ja NH3 Wert entity_101001 Daten empfangener ADIS ADED Entitaten vom Typ entity_101001 Klima_Aussen Feld Typ Null Besonderheit Kommentar id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer farm varchar 20 Nein Betriebsnummer lokal 0 stable varchar 20 Nein Stallnummer compartment varchar 20 Nein Abteilnummer pen varchar 20 Nein Buchtnummer timestamp timestamp Nein en Messzeitpunkt sender varchar 24 Nein Ger t das Wert geschickt hat temperature float Nein Temperaturwert humidity float Ja Feuchtigkeitswert wind float Ja Windst rke windrichtung float Ja Windrichtung
105. chtigung im Falle eines Stromausfalls sowie der F higkeit Rechner zum Herunterfahren zu veranlassen w re sinnvoll 7 2 3 Software ISOagriNET Parser Der ISOagriNET Parser ist das wichtigste Daten sammelnde Element der Farming Cell Er ist in der Lage mehrere Nachrichten innerhalb einer Minute zu zerlegen und die gewonnenen Informationen in der Datenbank zu speichern Wird eine gegenw rtig unbekannte Anzahl Nachrichten pro Zeiteinheit berschritten wird der Parser nicht mehr in der Lage sein die Nachrichten zu verarbeiten und 31 Produktinformationen http www apc com resource include techspec_index cfm base_sku bk650mc 146 Diskussion Datenverluste sind die Folge Dies kann bereits bei einer kurzzeitigen Erh hung der Nachrichtenanzahl eintreten Der beschriebenen Gefahr kann begegnet werden indem die Funktionen Nachrichtenempfang zerlegung Datenbankschreibzugriff des Parsers in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt werden und eine quasi parallele Abarbeitung mit einer dazwischen geschalteten Warteschlange erfolgt Zu beachten ist dass die Aufgabengruppe des Nachrichtenempfanges mit anschlie endem Ablegen in der Warteschlange oberste Priorit t genie t Die zweite Aufgabengruppe Nachrichtenzerlegung und Datenbankschreibzugriff wird nur dann ausgef hrt wenn die erste Gruppe pausiert d h keine Nachrichten empfangen werden Zur besseren berpr fbarkeit des Warteschlangenf llstandes w re ferner die Ausgabe des F
106. chung Lokales Netzwerk Abbildung 2 4 Punkt zu Gruppe Kommunikation Abbildung 2 4 zeigt das Prinzip der Multicast Gruppen Einer Gruppe kann sich jeder im lokalen Netzwerk befindliche Teilnehmer anschlie en Die Netzwerkteilnehmer A B und D geh ren der Multicastgruppe an Sie k nnen Nachrichten an die Gruppe senden und empfangen alle an diese geschickten Nachrichten Teilnehmer C hingegen erh lt keine Nachrichten der Gruppe und kann auch keine an diese absetzen Es k nnen mehrere Multicast Gruppen innerhalb eines Netzwerkes existieren auch kann ein Netzwerkteilnehmer mehreren Gruppen angeh ren Das UDP ist ein verbindungsloses Protokoll wohingegen das TCP verbindungsorientiert arbeitet Tabelle 2 1 nennt Vor und Nachteile der beiden von ISOagriNET vorgesehenen Daten bertragungsvarianten TCP Session und UDP Multicast Stand der Forschung 9 Tabelle 2 1 Vergleich von TCP Session und UDP Multicast Aspekt TCP Session UDP Multicast Nachrichtenzustellung sichergestellt nicht sichergestellt Netzwerk berlastung ausgeschlossen m glich Identifizierung der w hrend nach Gegenstelle Verbindungsaufbau Nachrichtenempfang Aufwand auf Senderseite n mal Vebindungsaufbau einmal Versand f r Versand ann Versand und Teilnehmer Verbindungsabbau Implementierungsaufwand mittel niedrig Die Wahl der Kommunikationsvariante ist vom individuellen Anforderungsprofil einer Anlage oder Anwendung abh ngig Muss s
107. cine_id quantity AuA_number FK3 f_diagnosis_id FK4 f_user_id agrocom Supersau Pr Tea x 5777 x an 3 gej je A comment login_name password admin temp_animal forename surname mother no animal_to_location f_father_id date_of_birth Verschieben PK p_electronical id sex f_race_id PK p id visual_animal_id FK1 f_electronical_animal_id f_father_id FK2 f_location_id mother_no arrived_timestamp piglet_no left_timestamp date_of_birth FK3 f_user_id sex waiting_time arrived_timestamp left_timestamp f_leaving_reason_id f_leaving_contact_id f_race_id PK p _id farm_number stable_number compartment_number pen_number mother_no piglet_no last_name first_name company street a entity_610011 weighing ik google_chart_url city PK FK1 p tier id state PK WIEGEDATUM i country phone1 WIEGEZEIT location_id phone2 GEWICHT sensor_type fax email website GEWICHTSART PK pid start_time GEWICHTSTYP end_time Abbildung 5 19 Datenbank Schema Cluster 3 Sonstige Die folgende Abbildung zeigt das Schema der Farming Cell Datenbank in seiner Gesamtheit Die Mehrzahl der Attribut und Tabellennamen sind in englischer Sprache Die wenigen Ausnahmen in deutscher Sprache sind durch das ADED Data Dictionary vorgegeben 106 Konzeptionierung und Implementierung medical_treatment pid PK f_electronial_animal_id 7
108. d neue Der Unterschied zwischen alten und neuen Ans tzen soll an dieser Stelle herausgearbeitet und abschlie end die gew hlten Methoden vorgestellt werden Methode 29 Klassische auch schwergewichtig genannte Entwicklungsmethoden zeichnen sich durch e Komplexe und starre Vorgehensmodelle e umfassende und detaillierte Planung zu Projektbeginn und damit einhergehende Inflexibilit t e umfangreiche Dokumentationspflichten sowie e sp te Softwaretests aus vgl GOTZENAUER 2006 Probleme schwergewichtiger Entwicklungsmethoden Eine agile Anpassungsfahigkeit an die jeweiligen projektindividuellen Rahmenbedingungen und im Projektverlauf auftretende unvorhergesehene Ereignisse ist nur eingeschrankt gegeben vgl GOTZENAUER 2006 Im Verlauf der 90er Jahre entstanden daher sogenannte leichtgewichtige Entwicklungsmethoden deren Ans tze der beschriebenen Problematik Rechnung tragen Ihnen gemein sind die vier im Jahre 2001 im Agilen Manifest festgehaltenen Paradigmen Die vier Paradigmen des Agilen Manifestes interpretiert nach BECK et al 2001 1 Zwischenmenschliche Kommunikation und Interaktion werden h her gesch tzt als das Einhalten von Prozessen und die Verwendung bestimmter Werkzeuge 2 Lauff hige und kundendienliche Software wird h her gesch tzt als die Dokumentation des Entwicklungsprozesses 3 Die Erarbeitung einer L sung in Zusammenarbeit mit dem Kunden steht vor Vertragsinhalten 4 Flexibel auf
109. d Verbrauchsmesser Software Schauer Service TruTest Services Ethernetbox Service HME Software ISOagriNET Parser Datenbank Mailingliste und Info Mailer Webapplikation Datenexport Reporting Applikation phpMyAdmin REST Service Zeitliche Taktung der Services Anwendungsbeispiele Datenauswertung und interpretation Diskussion und Ausblick Bewertung Gesamtsystem Prozessdokumentation und unterst tzung Erweiterbarkeit Ubertragbarkeit Zuverlassigkeit Eignung als wissenschaftliches Werkzeug Nutzen f r landwirtschaftliche Betriebe Verbesserungsvorschl ge Standards Hardware Software Bewertung des gew hlten Vorgehens Entwicklungs und Implementierungsmethode Technologie Ausblick Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis A Ressourcen und Systemarchitektur B Ver ffentlichungen Arbeitsgruppen Tagungsteilnahmen Messeauftritte 57 59 139 140 140 142 145 150 150 151 152 154 156 157 161 162 193 Abbildungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Abbildung 2 1 Abbildung 2 2 Abbildung 2 3 Abbildung 2 4 Abbildung 3 1 Abbildung 3 2 Abbildung 3 3 Abbildung 3 4 Netzwerktopologien Punkt zu Punkt Kommunikation Ablauf einer TCP Session nach ISOagriNET Punkt zu Gruppe Kommunikation Grundriss des Versuchsstalls Vorraum und Messkammer Abteil 1 mit Blick zum Beobachtungsgang F tterungsanlage im Versuchsstall Abbildung 3 5 Digitaler Klimacomputer DR2 Abbildung 3 6
110. darstellt macht es erforderlich im Vorfeld Festlegungen hinsichtlich der Prozesse und Werkzeuge zu treffen die das Vorhaben zum Erfolg f hren sollen Ist die eigentliche Entwicklung abgeschlossen bildet die Bewertung der erarbeiteten L sung den Abschluss des Projektes Die gew hlte Entwicklungsmethode und die f r die Umsetzung verwendeten Technologien werden auf den folgenden Seiten vorgestellt Die Auswahl der Entwicklungsmethode der verwendeten Technologien und der Bewertungsparameter wurde durch die im November 2007 bekannten und im Folgenden genannten Rahmenbedingungen des Projektes Farming Cell beeinflusst e Aufbau Betrieb und Bewertung eines prototypischen Systems Farming Cell als Ziel e Zeitrahmen von 18 Monaten f r Entwurf Implementierung und Test des Systems e Wahlfreiheit bei technologischen Entscheidungen Programmiersprachen Datenbanken etc e Notwendigkeit der Kooperation mit diversen Projektpartnern und Dritten e Entwicklungsleistung nahezu vollst ndig durch Projektmitarbeiter zu erbringen e Vergleichbare Systeme nicht existent daher intensiver Austausch zwischen Entwickler und Kunde sowie umfangreiches Testen notwendig 4 1 Entwicklungsmethode Die Wahl geeigneter Methoden f r den Entwicklungs und den Implementierungsprozess ist entscheidend f r den Erfolg jedes Softwareentwicklungsprojektes Neben althergebrachten Ans tzen vgl POMBERGER u PREE 2004 existieren seit dem letzten Jahrzehnt grundlegen
111. de Abbildung dar Die Anzahl der in diesem Zeitraum in der Bucht befindlichen Tiere belief sich bis zum 10 08 2009 auf 30 danach auf 29 Das durchschnittliche Tiergewicht stieg im betrachteten Zeitraum von 65 42 kg auf 94 26 kg an Anwendungsbeispiel 125 N on N w Temperatur C E S Fr 2 E Pe 77 S Abbildung 6 2 T gliche Wasseraufnahme sowie Temperaturwerte 126 Anwendungsbeispiel Im betrachteten Zeitraum kam es zu einer hohen Tagesdurchschnittstemperaturschwankung von 8 4 C min 23 1 max 31 5 C Die Tagesdurchschnittstemperatur im Stall lag mit durchschnittlich 25 31 C ber der durch HEINRITZI et al 2006 ermittelten Optimaltemperatur von 20 C Der Temperaturverlauf spiegelt sich in der aufgenommenen Tr nkewassermenge wieder wohingegen die Menge des ber das Futter aufgenommenen Wassers relativ konstant ist Der Grund f r die Einbr che des Futterverbrauchs an den Tagen 17 und 18 08 2009 ist unbekannt Es werden technische Ursachen bei der F tterungsanlage vermutet Die verminderte Futteraufnahme am 03 09 2009 wird auf die an diesem Tag stattgefundene Wiegung und den resultierenden Stress zur ckgef hrt Ein Zusammenhang zwischen der aufgenommenen Wassermenge und dem Tiergewicht von anfangs durchschnittlich 65 42 kg und sp ter 94 26 kg ist nicht zu erkennen Der nach B SCHER et al 2008 mit dem Gewichtszuwachs einhergehende Anstieg der Wasseraufnahme vgl
112. die Nachhaltigkeit des Produktionsprozesses zulassen sowie eine Betrachtung der Ressourceneffizienz erm glichen F r die Umsetzung und den Betrieb der L sung steht der Versuchsstall f r Mastschweine auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof der Universit t Hohenheim zur Verf gung Ma gebliche Vorgaben f r das Vorhaben sind die folgenden Einleitung 3 e Anbindung aller im Stall vorhandene technischen Ger te Sensoren und Verbrauchsmesser e Erfassung prozessrelevanter Daten e Nutzung geeigneter Standards f r den Datenaustausch e Zentrale Haltung aller erfassten Daten e Dokumentation des Produktionsprozesses e Unterst tzung des Produktionsprozesses Aufbauend auf dem anschlie enden Testbetrieb des Prototyps konnte dessen Eignung bewertet Verbesserungspotential identifiziert Erweiterungsm glichkeiten beleuchtet und eine Bewertung des Gesamtsystems vorgenommen werden Bei der entwickelten L sung handelt es sich um ein Proof of Concept zu deutsch Machbarkeitsstudie welches sich durch eine beispielhafte nicht allumfassende und in Teilbereichen unvollst ndige Umsetzung auszeichnet Ein Proof of Concept wird typischerweise bei Vorhaben mit zugrundeliegender komplexer Architektur durchgef hrt H ufig erfolgt die Entwicklung eines Prototyps der eine bessere Einsch tzung der Umsetzbarkeit erm glichen soll Das Ziel des Proof of Concept besteht nach DERN 2006 darin
113. durchzuf hren Die wesentlichen verwendeten Technologien und Werkzeuge stellt das folgende Kapitel 4 2 vor 4 2 Verwendete Technologien und Werkzeuge In diesem Kapitel wird auf die wichtigsten im Rahmen des Softwareentwicklungsprozesses verwendeten und die f r den Betrieb der Farming Cell erforderlichen Technologien und Werkzeuge eingegangen Java Alle in dieser Ausarbeitung beschriebenen selbstentwickelten Applikationen wurden mittels der Java Technologie implementiert Als Plattformen dienten die Java Standard Edition Java SE die Java Enterprise Edition Java EE sowie eine Version f r Mikrocontroller der Firma Maxim Integrated Products vgl Kapitel 5 4 1 und 5 6 4 ber Java soll im Folgenden ein kurzer berblick gegeben werden Methode 31 Teil der Java Technologie der Firma Sun Microsystems sind neben der Programmiersprache Java die Java Plattformen Diese stellt Sun Microsystems in drei verschiedenen Ausf hrungen zur Verf gung vgl Tabelle 4 1 und NOURIE u PAWALAN 2007 Tabelle 4 1 Java Plattformversionen der Firma Sun Microsystems Java Plattformversion Vornehmlicher Einsatzbereich Standard Edition SE Desktop Applikationen Enterprise Edition EE gro e webbasierte Applikationen Micro Edition ME Applikationen f r mobile Ger te Im Rahmen des Projektes fanden die Sun Microsystems Plattformen Java SE und EE Verwendung Teile jeder Plattform sind das Java Development Kit JDK sowie die Java
114. dwarebasis unterschieden 1 F tterung 2 Wiegeplattform und RFID Leseeinrichtung 38 Konzeptionierung und Implementierung 3 Sensoren und Verbrauchsmesser a angeschlossen an eine HME b angeschlossen an eine Ethernetbox 4 Sensoren und L ftungstechnik Die Steuerungseinheit der F tterung welche die f r den Produktionsprozess relevanten Daten vorh lt und Steuerungsbefehle entgegennimmt ist mithilfe eines Seriell auf Ethernet Adapters in das Netzwerk des Versuchsstalls eingebunden Die Abfrage von in der Datenbank zu speichernden Prozessdaten der F tterung sowie das Setzen einzelner Parameter bernimmt die Software Schauer Service Eine von der Firma Schauer bereitgestellte Dynamische Verbindungsbibliothek engl Dynamic Link Library DLL ist deren Kernst ck Sie erm glicht die Kommunikation mit der F tterungssteuerung Von der F tterungssteuerung erhaltene Informationen werden in der zentralen Datenbank abgelegt Ebenso nutzt der Schauer Service Datenbankinformationen um Steuerungsparamter der F tterung zu manipulieren Der Wiegeplattform und die RFID Leseeinrichtung sind an einer Waagensteuerung angeschlossen Diese besitzt eine serielle Schnittstelle und ist zum Anschluss an eine Hohenheimer Messwerterfassung kurz HME geeignet Die HME besitzt neben der seriellen auch eine Ethernetschnittstelle vgl Kapitel 5 4 1 und beheimatet die Softwarekomponente TruTest Gateway Sie ist in der Lage Datens tze der Waagensteueru
115. e und Einstellungen 5CArne 5Cworkspa M 2 m E Microsoft Excel all_views 2 xIs BE Bearbeiten Ansicht Einf gen Format Extras Daten Fenster 2 Adobe PDF ia 4 aM On gt Fe bana 2 azia 7 J27 X A 1 T tur im Zeitraum 03 2009 14 00 is 01 04 9 13 59 04 2 Lokation Zeitpunkt C 3 Stall 3 Abteil 1 Bucht 0 4 Mrz 31 2009 2 00 PM 21 1 5 Mrz 31 2009 2 02 PM 21 2 6 Mrz 31 2009 2 03 PM 21 2 Lokation 7 Mrz 31 2009 2 04 PM 21 2 Stall 3 Abteil 1 8 Mrz 31 2009 2 05 PM 21 1 9 Mrz 31 2009 2 06 PM 21 1 10 Mrz 31 2009 2 07 PM 21 1 11 Mrz 31 2009 2 08 PM 21 2 12 Mrz 31 2009 2 09 PM 21 3 13 Mrz 31 2009 2 10 PM 21 3 14 Mrz 31 2009 2 11 PM 21 3 15 Mrz 31 2009 2 12 PM 21 3 16 Mrz 31 2009 2 13 PM 21 2 17 Mrz 31 2009 2 14 PM 21 2 18 Mrz 31 2009 2 15 PM 21 3 19 Mrz 31 2009 2 16 PM 21 3 20 Mrz 31 2009 2 17 PM 21 3 21 Mrz 31 2009 2 18 PM 21 3 22 Mrz 31 2009 2 19 PM 121 3 23 Mrz 31 2009 2 20 PM 21 3 24 Mrz 31 2009 2 21 PM 21 3 25 Mrz 31 2009 2 22 PM 21 2 26 Mrz 31 2009 2 23 PM 21 2 27 Mrz 31 2009 2 24 PM 21 2 28 Mrz 31 2009 2 25 PM 21 3 29 Mrz 31 2009 2 26 PM 121 3 v M 4 H Sheeti lt gt Bereit Abbildung 5 26 Report als PDF und Export in Excel 5 6 9 2 phpMyAdmin Bei phpMyAdmin handelt es sich um eine Webapplikation zur Administration von MySQL Datenbanken Sie ist Bestandteil der Softwarezusammens
116. e en eines Moduls hat keinen Verlust der Konfiguration zur Folge Tabelle 5 17 Einstellbare Parameter der One Wire Module Parameter Bedeutung Interval Publikationsintervall in Minuten JobType Art des angeschlossenen Sensors Autopublish Im Netzwerk publizieren ja nein Formula Umrechnungsformel Location Installationsort des Sensors Entsprechend der vorgenommenen Konfiguration werden die Messwerte ISOagriNET konform im Format ADIS ADED publiziert Hierf r findet die Entit t 101000 Klima_Luftdaten Verwendung Verbrauchsmesser sind daher in der vorgestellten Softwareversion bei welcher es sich um die durch die DLG zertifizierte handelt nicht ausw hlbar 84 Konzeptionierung und Implementierung Aus eben diesem Grund existiert eine alternative nicht durch die DLG als ISOagriNET konform zertifizierte Softwareversion f r die HME die die bereits vorgestellten selbstdefinierten Entit ten 1 und 2 verwendet Sie arbeitet ebenso nach dem ISOagriNET Standard ber die in Tabelle 5 17 genannten Konfigurationsparameter hinaus bietet sie die M glichkeit jedem Sensor oder Verbrauchsmesser Koordinaten x y z zum Zwecke einer zentimetergenauen Verortung zuzuweisen Im Folgenden werden die Inhalte und der Aufbau der Nachrichten beider Softwareversionen erl utert wobei die verschiedenen Versionen der Software als DLG Version bzw Farming Cell Version bezeichnet werden Die DLG zertifizierte Version
117. e Unterst tzung und Motivation danke ich von Herzen Alexandra Zug der Frau an meiner Seite Hohenheim im September 2010 Arne Kuhlmann Meinen Eltern gewidmet Kurzbeschreibung In der Nutztierhaltung ist der Einsatz von Automatisierungstechnik verbreitet Diese erleichtert den Prozessbeteiligten die t gliche Arbeit indem sie Teilprozessschritte autark abarbeitet Die berwachung der eingesetzten Technik erfolgt zumeist manuell Ebendies gilt f r die Erfassung prozessrelevanter Parameter wie Ressourcenverbr uche und Klimadaten Eine ganzheitliche Prozess berwachung und dokumentation ist daher nur mit gro em personellen Aufwand zu erreichen Die Tierproduktion sieht sich veranlasst durch den Strukturwandel und den Ruf nach Lebensmittelsicherheit und R ckverfolgbarkei vor der Herausforderung Informationstechnologie einzuf hren Die in diesem Zusammenhang relevanten Themenfelder Erfassung Haltung Nutzung und Austausch von Daten auf landwirtschaftlichen Betrieben und in deren Umfeld beleuchtet diese Arbeit am Beispiel der Schweinemast Ausgehend von einem Mastschweinestall erfolgt eine Analyse der Gegebenheiten der Anforderungen und der Umsetzungsm glichkeiten zur Erreichung der Ziele Prozessdokumentation und unterst tzung Die infolge dessen abgeleiteten und ergriffenen Ma nahmen haben ein prototypisches System entstehen lassen das seinen Fokus auf die vollst ndige Integration der im Stall vorhandenen technischen Komponen
118. e zweite Datenbank zu bertragen Da die Datenbank des Rechenzentrums der Universit t Hohenheim bereits einem Replikationscluster angeh rt k nnte diese bei einer derartigen L sung keine Verwendung finden Dennoch kann die Infrastruktur des genannten Rechenzentrums genutzt werden Die bereits vorhandene Datenbank des virtuellen Servers vgl Kapitel 5 4 3 ist als Replikationsziel geeignet Folgendes Szenario ist aus den berlegungen ableitbar e Die Existierende Datenbank auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof wird als Replikationsserver betrieben und dient als Produktivdatenbank e Die Datenbank des virtuellen Servers wird Replikationsclient und stellt zum einen eine Sicherung der Produktivdatenbank dar Zum anderen kann ihr Datenbestand f r Lesende Zugriffe wie beispielsweise Auswertungszwecke genutzt werden und so die Produktivdatenbank entlasten Das beschriebene Szenario erfordert keinerlei Soft oder Hardwareneuanschaffungen und macht keine nderungen im Bereich der Datenhaltung erforderlich Es muss lediglich die Konfiguration der Datenbanken als Replikationscluster vorgenommen werden Management PC und Datenbankserver Die beiden auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof im Einsatz befindlichen Desktop Computer k nnen durch kleinere Diskussion 145 stromsparend arbeitende Systeme ersetzt werden Die Substitut
119. ei Bereiche Zum einen gibt er mit den Datenformaten Agricultural Data Interchange Syntax ADIS oder alternativ XML die Nachrichtensyntax vor M gliche Inhalte sind im Agricultural Die ADIS Syntax ist in dem Internationalen Standard ISO 11787 definiert Stand der Forschung 5 Data Element Dictionary ADED hinterlegt Zum anderen werden Kommunikationsabl ufe detailliert beschrieben Den im Standard definierten Kommunikationsabl ufen liegen die Prinzipien der im Internet genutzten Netzwerkprotokolle User Datagram Protocol UDP und Transmission Control Protocol TCP zugrunde ISOagriNET findet Anwendung bei der Kommunikation zwischen Komponenten innerhalb des Betriebsnetzes und ist dar ber hinaus auch fur den Datenaustausch Uber das Internet geeignet vgl PAULSEN et al 2005 und ISO 2009 Neben der Verwendung bewahrter Netzwerkprotokolle und Datenformate zeichnet ein weiteres Merkmal den Standard ISOagriNET aus dezentrale Kommunikation Sind ganzheitliche Managementans tze in Tierhaltungssystemen h ufig gepr gt von einer zentralen Managementsoftware welche f r das Vorhalten und Verteilen von Informationen zust ndig ist verfolgt ISOagriNET den Ansatz uni und bidirektionaler Kommunikation zwischen zwei Netzwerkteilnehmern Dieser Ansatz l sst sich auf die logische Netzwerktopologie des vermaschten Netzes bertragen wie sie folgende Abbildung darstellt Stern Topologie Vermaschtes Netz Abbildung 2 1 Netzwerktopolog
120. el vor 5 6 9 1 Reporting Applikation Ein f r den Endnutzer komfortabler Weg ausgew hlte Daten der Farming Cell anzuzeigen und zu exportieren ist die Verwendung eines entwickelten Reporting Tools Es nutzt das Framework BIRT und ist webbasiert verf gbar kann alternativ jedoch ebenso in Eclipse vgl Kapitel 4 2 ausgef hrt werden Das Reporting Tool kann nicht mit mobilen Ger ten genutzt werden Wie Abbildung 5 25 zeigt kann der Anwender Einfluss nehmen auf die Art der anzuzeigenden Daten den Ort bzw die Tiergruppe f r den die Werte erhoben wurden und den Betrachtungszeitraum Enter Parameters Parameters marked with are required Datenauswahl Tierdurchschnittsgewicht Lokation Stall 3 Abteil 1 Bucht 1 Stall 3 Abteil 1 Bucht 2 Stall 3 Abteil 1 Bucht 0 Stall 3 Abteil 2 Bucht 0 Stall 0 Abteil 0 Bucht 0 ty Sensortypen Start Zeitpunkt 01 04 2009 00 00 Stop Zeitpunkt Tabellendaten anzeigen Abbildung 5 25 Reporting Applikation Business Intelligence and Reporting Tools BIRT Internetprasenz http www eclipse org birt phoenix 77 Internetpr senz http www farmingcell de 8080 birt viewer frameset __report all_views rptdesign 114 Konzeptionierung und Implementierung Die folgende Datenauswahl steht zur Verf gung e Temperatur Einzelwerte und Stundenmittel e Feuchtigkeit Einzelwerte und Stundenmittel e CO2 Ei
121. en die Kriterien die zu deren Wahl f hrten Als Programmiersprache kam Java zum Einsatz Sowohl Konsolenanwendungen und die Webapplikation als auch der Mikrocontroller der HME sind in Java programmiert Die Wiederverwendbarkeit von Quellcode beschleunigte den Entwicklungsprozess und die Plattformunabh ngig von Java Software erm glichte den Betrieb auf den unterschiedlichen Systemen der Farming Cell Mit seinem Funktionsumfang gen gte Java den Anforderungen In Einzelf llen ist die Verwendung anderer Programmiersprachen von Vorteil da beispielsweise in C implementierte Bibliotheken durch Hersteller f r die Anlagenkommunikation bereitgestellt werden Ein Beispiel f r einen solchen Fall ist die Kommunikation zwischen Computer und F tterungssteuerung Diese erfolgt mithilfe einer in C implementierten Bibliothek des Herstellers die aus einer Java 152 Diskussion Anwendung heraus genutzt wird vgl Kapitel 5 6 1 Konstellationen wie diese erfordern bei Implementierungen in Java einen Mehraufwand dieser ist jedoch berschaubar Das gew hlte Datenbanksystem DBS bestehend aus MySQL und phpMyAdmin erf llte seine Aufgaben den Erwartungen entsprechend Es sollte insbesondere aufgrund der Tatsache dass das Rechenzentrum der Universit t Hohenheim ein identisches zur Verf gung stellt beibehalten werden vgl Kapitel 5 6 6 Die Notwendigkeit f r den Austausch des DBS gegen ein anderes unter Umst nden nicht kostenloses wird gegen
122. enten leicht bedienbar Der Betrieb des Gesamtsystems hingegen setzt Kenntnisse ber Abh ngigkeiten der Komponenten und Grundlagenwissen im Umgang mit in Java entwickelter Software und Datenbanken voraus 7 1 5 Nutzen f r landwirtschaftliche Betriebe Der Nutzen der Farming Cell f r Praxisbetriebe ist wesentlich von deren Ausstattung abh ngig Er steigt insbesondere mit der Zahl der vorhandenen Sensoren und Verbrauchsmesser sowie dem Detailgrad tier oder tiergruppenindividuell generierter Daten Auch die Anlagenausstattung und deren Interaktionsm glichkeiten sind ma geblich Ausgehend von einer umfangreichen und integrationsf higen technischen Ausstattung entstehen vielf ltige Nutzenaspekte f r den Landwirt e Manuelle und automatisierte Prozess berwachung z B zeitnahe Benachrichtigung bei kritischen Werten 140 Diskussion e M glichkeit der Prozessoptimierung z B Variation der Futtermischung auf Basis der Informationen Tageszunahme und Futterverbrauch e betriebswirtschaftliche Betrachtungen z B Kostenrechnung e Arbeitszeitersparnisse durch automatische Prozessdokumentation sowie durch Prozessunterst tzung z B Datenzugriff im Stall e automatische Datenweitergabe an Wirtschaftspartner und Beh rden sowie Empfang von Nachrichten z B Anmeldung von Schlachttieren und R ckmeldung von Schlachtergebnissen Die Farming Cell deckt nicht alle genannten beispielhaften Nutzenaspekte ab Dies hat zweierlei
123. er des Medikaments quantity tinyint 4 Ja Verabreichte Menge in ml f or ID der Krankheit Diagnose aus f_diagnosis tinyint 4 Nein FK Tabelle diagnosis varchar 255 Diagnose Kommentar zur comment Nein Behandlung f user id tinyint 4 Nein FK ID des Eintragenden aus Tabelle user timestamp timestamp Nein an Behandlungszeitpunkt medicine Medikamente Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id int 11 Nein PK Fortlaufende Nummer description varchar 255 Nein Name des Medikaments waiting_time tinyint 4 Nein Wartezeit in Tagen race Vorkommende Schweinerassen Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id tinyint 4 Nein PK Fortlaufende Nummer name varchar 32 Nein Rassename sensors In der Farming Cell zulassige Sensortypen Feld Typ Null Besonderheit Kommentar id tinyint 4 Nein PK Fortlaufende Nummer Sensorbezeichnung gem name_intern varchar 64 Nein ADIS ADED f Im Webfrontend und in Reports name_extern varchar 64 Nein Anzuzeigende Bezeichnung unit varchar 64 Nein Messeinheit control_zone_min float Ja Untergrenze des Kontrollbereichs control_zone_max float Ja Obergrenze des Kontrollbereichs temp_animal Alle potentiellen Masttiere aus der Software Supersau Feld Typ Null Besonderheit Kommentar mother_no varchar 10 Nein Nummer der Mutter piglet_no tinyint 4 Nein Nummer des Ferkels f_father_id tinyint 4 Nein FK ID aus Tabelle boar date_o
124. es The standard ISOagriNET focuses on integration of different devices using a standardized communication During its implementation within the Farming Cell the suitability of ISOagriNET was verified and potentials for optimization have been discovered With this standard it is easy to integrate sensors and meters into a system Connected to ISOagriNET gateways like those developed their data can be provided in the network Manufacturer of technical components like feedings and climate controls hesitate to implement ISOagriNET for many reasons Therefore they limit the speed of its market penetration For external data exchange the standard agroXML was used It is still under development and only small parts of the animal production process have been modeled The current approaches are promising but market penetration is also challenging Exemplary implementations are essential for the future success of ISOagriNET and agroXML Literaturverzeichnis 157 10 Literaturverzeichnis Anonymus 1998 MEGACOMP GENPRO REIN RAUS TURBOCLEAN Schauer Maschinenfabrik GmbH amp Co KG Anonymus 2004a XR3000 Benutzerhandbuch Tru Test Limited Anonymus 2004b Getting started with TINI Maxim Integrated Products Anonymus 2006 ASA Antenna panels for harsh Environment Agrident GmbH Anonymus 2008 ASR700 766 The long range reader with DSP Agrident GmbH Anonymus 2007 Felddaten Schweinemast Wirtschaftsjahr 2006 2007 ZDS Zentr
125. es einer Lokation zugeordnet wurde Tabelle animal_to_location AuA_number Tabellen medical_ treatment Die Anwendungs und Abgabebeleg AuA Nummer der Medizinflasche ch4 Tabellen entity_1 Ein Messwert city Tabellen contact Die Stadt eines Kontaktes co2 Tabellen entity_1 entity_101000 Ein Messwert comment Tabellen medical_ treatment Die Diagnose oder ein Kommentar zur Behandlung company Tabellen contact Ein Firmenname des Kontaktes Anhang 173 compartment Tabellen entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 Eine alphanumerische Kennung eines Abteils compartment_number Tabellen location Eine alphanumerische Kennung eines Abteils control_zone_max control_zone_min Tabellen sensors Ober und Untergrenze des Kontrollbereichs eines Sensors die in der t glichen Info Mail ber cksichtigt werden coordinate_x coordinate_y coordinate_z Tabellen measuring_point entity_1 entity_2 Die Koordinaten eines Messpunktes country Tabellen contact Das Land eines Kontaktes date Tabellen feed_consumption Das Datum im Format YYYY MM DD f r das der Verbrauch gilt date_of_birth Tabellen Tabellen animal temp_animal Das Geburtsdatum eines Tieres description Tabellen medicine measuring_point location leaving_reason Name des Medikaments Tabelle medicine Beschreibung des Messpunktes Tabelle measuring_point Beschreibung einer Lokation Tabelle location Abgan
126. estamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel wind IS NOT NULL view_windrichtung CREATE VIEW view_windrichtung AS SELECT tablel windrichtung AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel windrichtung IS NOT NULL view_luftdruck CREATE VIEW view_luftdruck AS SELECT tablel luftdruck AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_10100
127. estotrotz sind in der Darstellung Einflussfaktoren wie Futterausgaben senkrechte Markierungen und die zwischen 10 00 und 11 30 durchgef hrte Wiegung deutlich zu erkennen Die durch die Ereignisse ausgel ste Aktivit t der Tiere l sst die Konzentration beider Gase sichtbar ansteigen wie es auch BEA 2004 und GALLMANN 2003 beschreiben Ein an mehreren Tagen beobachtetes Ph nomen ist ein CO2 Peak im Zeitraum 22 10 22 20 welches bereits durch ADRION 2009 w hrend seiner Messungen im leeren Abteil beobachtet wurde Eine Ursache konnte nicht ausgemacht werden Au eneinfl sse durch das zweite Abteil oder die angrenzende Biogasanlage schloss ADRION 2009 aus Dies gilt es erneut zu pr fen 130 Anwendungsbeispiel 03 09 2009 25 31 Grad Celsius Tageschrr chsc hnittstemper atur Wiegung 10 00 bis 11 30 COZ Konzentration ppm NH Konzentration ppm FF FAP F LF PF we of Abbildung 6 4 Tagesverlauf der CO2 und NH3 Konzentration Tabelle 6 8 Futterungszeiten Austeilung 1 6 00 8 45 12 00 15 00 18 30 21 40 Austeilung 2 6 20 9 20 12 20 15 20 18 50 22 00 Anwendungsbeispiel 131 5 Betrachtung Verlauf der CO Konzentration in Abteil 1 im Zeitraum 10 08 2009 03 11 2009 Die Erfassung der Temperatur und der CO Konzentration in Abteil 1 sowie der Vorraumtemperatur erfolgte min tlich Die daraus errechneten Tagesmittelwerte sind zusammen mit der Anzahl Masttiere in Abteil 1 f r den Zeitraum 10 08 2
128. f Webservern ausgef hrt werden und Benutzereingaben verarbeiten k nnen Durch eine Weiterentwicklung entstand im Jahr 1999 JSP Der Unterschied zwischen Servlets und JSP liegt darin dass Servlets reine Java Klassen sind in die HTML Code eingebettet wird Dadurch ist bei Anderungen am Code ein erneutes Ubersetzen durch den Compiler notwendig Bei JSP hingegen wird der Java Code in HTML Dateien eingebettet und muss nicht neu kompiliert werden damit Anderungen wirksam werden Dieser Vorteil birgt jedoch auch einen Nachteil Da der Webserver die JSP Dateien bei jedem Aufruf interpretiert ist der Seitenaufbau gegen ber der Servlet Technologie langsamer vgl SEEBOERGER WEICHSELBAUM 2004 Apache Tomcat Um JSP Dateien ausf hren zu k nnen wird ein geeigneter Webserver ben tigt Die Farming Cell verwendet den Apache Tomcat in der Version 5 5 25 Dabei handelt es sich um eine freie Software der Apache Software Foundation Apache Tomcat ist vollst ndig in Java geschrieben und damit plattformunabh ngig einsetzbar Er beinhaltet den Tomcat Manager der eine bersicht ber die installierten Webapplikationen sowie Informationen ber den aktuellen Serverstatus liefert ber den Manager ist es ferner m glich Webapplikationen komfortabel zu installieren und zu verwalten 10 Internetpr senz http tomcat apache org Methode 33 XAMPP Die frei verf gbare Softwarezusammenstellung XAMPP beinhaltet unter anderem die Softwareprodukte A
129. f_birth date Nein Geburtsdatum sex tinyint 4 Nein Geschlecht 1 mannlich 2 Anhang 171 Feld Typ Null Besonderheit Kommentar weiblich f_race_id tinyint 4 Nein FK ID aus Tabelle race user Webinterface Benutzer Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id tinyint 4 Nein PK Fortlaufende Nummer login_name varchar 20 Nein Anmeldename password varchar 64 Nein Anmeldepasswort als MD5 Hash admin tinyint 1 Nein 1 wenn Admin sonst 0 forename varchar 64 Nein Vorname surname varchar 64 Nein Nachname 172 Anhang Attributdefinitionen Nachfolgend sind alle in den Tabellen der Datenbank vorkommenden Attribute in alphabetischer Reihenfolge aufgelistet und kurz erl utert Die Tatsache dass sowohl englische als auch deutsche Attributnamen vorkommen sowie ein Teil gro und der andere Teil kleingeschrieben ist liegt in der jeweiligen Herkunft begr ndet Generell gilt kleingeschriebene englische Attributnamen wurden im Rahmen des Datenbankdesigns selbst vergeben deutsche und oder gro geschriebene Namen sind aus dem ISOagriNET Data Dictionary des LKV NRW bernommen admin Tabellen user Indikator ob Webfrontend Benutzer Administratorenrechte hat age Tabellen entity_101005 Tierdurchschnittsalter in Tagen air_speed Tabellen entity_1 Ein Messwert arrived_timestamp Tabellen animal animal_to_location Datum und Uhrzeit wann das Tier eingestallt wurde Tabelle animal oder wann
130. f_sensor_id Wasserz hler as sensor FROM view_water_meter UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern heat_meter as f_sensor_id W rmez hler as sensor FROM view_heat_meter UNION ALL SELECT DISTINCT f_location_id SELECT id FROM sensors WHERE name_intern gas_meter as f_sensor_id Gasz hler as sensor FROM view_gas_meter view avg_temperature CREATE VIEW view_avg_temperature AS SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp avg value AS value COUNT value AS no_of_values FROM view_temperatur GROUP BY DATE_FORMAT timestamp Y Sm Sd H 00 00 f_location_id f_measuring_point_id view avg_humidity CREATE VIEW view_avg_humidity AS SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp avg value AS value COUNT value AS no_of_values FROM view_humidity GROUP BY DATE_FORMAT timestamp Y Sm Sd H 00 00 f f_location_id f_measuring_point_id 188 Anhang view avg_co2 CREATE VIEW view_avg_co2 AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_co2 GROUP BY DATE _FORMAT f_measuring_point_id oe E timestamp view avg_nh3 CREATE VIEW view_avg_nh3 AS SELECT f_location_ id SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp
131. ften von M Sc IMIT Arne Kuhlmann aus Kiel 2010 Die vorliegende Arbeit wurde am 28 04 2010 von der Fakult t Agrarwissenschaften der Universit t Hohenheim als Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Agrarwissenschaften angenommen Prodekan Prof Dr A Fangmeier Hauptberichter Prof Dr T Jungbluth Mitberichter Prof Dr R Doluschitz M ndliche Pr fung Prof Dr T Jungbluth Prof Dr R Doluschitz Prof Dr S B ttinger Tag der m ndlichen Pr fung 05 08 2010 Die vorliegende Arbeit wurde vom Bundesministerium f r Bildung und Forschung BMBF im Rahmen des Forschungsverbundprojektes IT FoodTrace Konzeption und Entwicklung von IT L sungsmodellen zur Steigerung der Nachhaltigkeit durch Qualit tssicherung und R ckverfolgbarkeit in Lieferketten f r Lebensmittel tierischer Herkunft Projektkennzeichen 0330761 finanziell gef rdert Alle Rechte vorbehalten Die Verwendung von Texten und Bildern auch auszugsweise ist ohne Zustimmung des Autors urheberrechtswidrig und strafbar Das gilt insbesondere f r Vervielf ltigung bersetzung Mikroverfilmung sowie die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen 2010 Im Selbstverlag Arne Kuhlmann Bezugsquelle Universit t Hohenheim Institut f r Agrartechnik 440 Garbenstr 9 70599 Stuttgart Danksagung Die vorliegende Arbeit entstand w hrend meiner T tigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Verfah
132. g Warmeenergie DELTAMESS TK 2 Abteil 1 und 2 i messer WM ECO gesamt Das Ziel der ISOagriNET konformen Integration aller genannten Sensoren und Verbrauchsmesser sowie z hler in das Gesamtsystem zum Zwecke der regelm igen Werterfassung kann nur unter Verwendung zus tzlicher Hardware erreicht werden Zwei beschrittene L sungswege zeigen die Kapitel 5 4 1 und 5 4 2 auf 3 1 3 Management PC Bei dem in der Messkammer aufgestellten und im Folgenden als Management PC bezeichneten Computer handelt es sich um einen handels blichen Desktop PC mit folgender Ausstattung e CPU Intel Core2Duo 6420 2 13 GHz e Arbeitsspeicher 3 GB 26 Material e Festplatte 160 GB SATA e Externe Schnittstellen Ethernet USB RS232 und weitere e Betriebssystem Windows XP Professional Die Fernsteuerung des Management PCs ist durch den installierten Virtual Network Computing VNC Server plattformunabh ngig mithilfe eines geeigneten Clients m glich Die in der folgenden Tabelle 3 3 genannten Anwendungen die berwiegend zur Steuerung der im Versuchsstall befindlichen Anlagen dienen sind auf dem Management PC installiert Tabelle 3 3 Software auf dem Management PC Software Hersteller Zweck Supersau CLAAS Agrosystems Tierdatenmanagement GmbH amp Co KG Online f r Windows Schauer Steuerung der F tterungsanlage Maschinenfabrik GmbH Klima 3 3 7 M ller Agrarklima GmbH Steuerung der Klimacomputer Lum
133. gr ndet die aufgrund der niedrigen Au entemperatur die Luftaustauschrate auf ein Minimum senkt um die Innentemperatur im Soll Bereich zu halten Die abnehmende Tieranzahl verst rkt diesen Effekt Da die durch die Tiere abgegebene W rme mit deren Anzahl abnimmt ist das Temperaturniveau im Stall niedriger und weniger k hle Frischluft kann bis zum Erreichen der Mindesttemperatur zugef hrt werden Die Entkoppelung von Innen und Au entemperaturverlauf ist auf denselben Grund zur ckzuf hren Die sich anschlie enden w rmeren Tage sind anhand des leicht verz gerten Abfallens der CO Konzentration deutlich erkennbar Zusammenfassend l sst sich festhalten dass die CO Konzentration im Stall indirekt von der Vorraumtemperatur und ma geblich von der davon abh ngigen Luftaustauschrate beeinflusst wird Auch die Tieranzahl hat eine Auswirkung auf die CO Konzentration im Stall Die Beobachtungen decken sich mit den Aussagen von GALLMANN 2003 Eine W rmezufuhr mittels Heizung erfolgte erst ab dem 28 10 2009 als die Tagesdurchschnitts vorraumtemperatur auf ca 10 C fiel und lediglich noch 18 Tiere im Abteil waren 134 Diskussion 7 Diskussion und Ausblick Die Farming Cell ist ein prototypisches System Sie war im produktiven Einsatz und lieferte Erkenntnisse ber Anforderungen an derartige Systeme und Herausforderungen bei deren Umsetzung Dieses Kapitel beginnt mit einer Bewertung des Gesamtsystems an welche sich Ausf
134. gsgrund Tabelle leaving_reason electric_meter Tabellen entity_2 Ein Messwert email Tabellen contact Ein Emailadresse des Kontaktes end_time Tabellen google_chart_url Zeitliches Ende der Darstellung enthalpie Tabellen entity_101001 Ein Messwert 174 Anhang father_id Tabellen boar Feld ID Schl ssel in der Software Supersau welcher in die Datenbank der Farming Cell bernommen wird Feld ID der Tabelle boar Diese Nummer identifiziert einen Eber eindeutig f_diagnosis f_e_animal_id f_electronical_animal_id f_father_id f_leaving_contact_id f_leaving_reason_id f_location_id f_medicine_id f_race_id f_sensor_id f_user_id Die Fremdschl ssel sind der Nomenklatur f_ Herkunftstabellenname _id entsprechend zusammengesetzt Das vorangestellte f bedeutet foreign engl fremd farm Tabellen entity_1 entity_2 entity_101000 entity_101001 entity_101005 Eine alphanumerische Kennung eines Betriebes lokaler Betrieb 0 farm _number Tabellen location Eine alphanumerische Kennung eines Betriebes lokaler Betrieb 0 fax Tabellen contact Die Faxnummer eines Kontaktes first_name Tabellen contact Der Vorname des Kontaktes forename Tabellen user Vorname eines Webfrontend Benutzers gas_meter Tabellen entity_2 Ein Messwert GEWICHT Tabellen entity_610011 Das ermittelte Gewicht GEWICHTSART Tabellen entity_610011 Tot oder Lebendgewicht GEWICHTSTYP Tabellen entity_610011
135. gt sieht die Verwendung zweier geeigneter Standards vor die auf den folgenden Seiten vorgestellt werden Verwendete Standards Die Komplexit t moderner IT Systeme erfordert die Verwendung von Standards Insbesondere die Schnittstellenproblematik die sich aus der Notwendigkeit der Kommunikation zwischen vernetzten Teilnehmern ergibt macht den Einsatz von Kommunikationsstandards unabdingbar Die entwickelte Farming Cell nutzt zwei Standards Im Bereich der Innenwirtschaft findet der ISO Standard 17532 Stationary equipment for agriculture and forestry Data communications network for livestock farming kurz ISOagriNET Anwendung vgl Anonymus 2009a F r auBenwirtschaftliche Zwecke wird die XML basierte Datenaustauschsprache agroXML vgl KUNISCH et al 2007 eingesetzt Beide ISOagriNET und agroXML haben gemein dass sie die Struktur auszutauschender Daten vorgeben berdies hinaus beschreibt ISOagriNET den Kommunikationsablauf und legt das bertragungsmedium fest wohingegen agroXML hinsichtlich beider Aspekte freie Hand l sst Die Farming Cell ist das erste System das die beiden noch jungen Standards im Umfeld der Schweinemast implementiert und so Aussagen ber deren Eignung in der Praxis erm glicht 2 1 ISOagriNET Der Standard ISOagriNET dient dem Zweck die Kommunikation zwischen Netzwerkteilnehmern auf dem landwirtschaftlichen Betrieb sowie dar ber hinaus zu erm glichen und zu vereinheitlichen Er legt seinen Fokus auf zw
136. hmen Messeauftritte Ver ffentlichungen Arbeitsgruppen Tagungsteilnahmen Messeauftritte 194 195 195 195 194 Anhang Ver ffentlichungen Kuhlmann A Herd D R ler B Gallmann E Jungbluth T 2009 Farming Cell Ein ISOagriNET Netzwerk f r die Schweinehaltung Landtechnik 4 2009 64 Jahrgang S 254 256 Kuhlmann A Herd D R ler B Gallmann E Jungbluth T 2009 Entwicklung Implementierung und Bewertung von zwei ISOagriNET kompatiblen Systemen zur Messwerterfassung in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung In Tagungsband 9 Internationale Tagung Bau Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung Tagung vom 21 23 September 2009 Humboldt Universit t zu Berlin Kuhlmann A Herd D R ler B Gallmann E Jungbluth T 2009 Development and evaluation of two ISOagriNET compliant systems for measuring environment and consumption data in animal housing systems In Program book of JIAC 2009 Conference Kuhlmann A Herd D R ler B Gallmann E Jungbluth T 2008 Vernetzung von Systemkomponenten und Datenfl ssen in der Schweinehaltung In elektronische Zeitschrift f r Agrarinformatik eZAl Band 3 2008 Kuhlmann A Herd D R ler B Gallmann E Jungbluth T 2008 Development of a general principle solution for ISOagriNET compliant networking system components in animal husbandry In Proceedings of CCTA 2008 Conference
137. hnungspflichten und wachsende Bestandsgr en legen in der Nutztierhaltung den Einsatz moderner Technologien zum Zwecke der Optimierung des Produktionsprozesses nahe Entsprechende Softwareprodukte die beim Betriebsmanagement unterst tzen sind am Markt verf gbar und werden vorwiegend von Gro betrieben eingesetzt HOLPP 2008 Alle Systeme lassen jedoch eines vermissen die vollst ndige Integration der im Stall vorhandenen Anlagen und deren Daten Eine ganzheitliche berwachung und eine automatisierte Dokumentation des Produktionsprozesses im Idealfall auf Einzeltierbasis und unter Einbeziehung der Daten aus anderen Betriebszweigen bzw von Wirtschaftspartnern sind bisher nicht m glich vgl DOLUSCHITZ et al 2005 Elektronische Komponenten die sich zum Zwecke der berwachung Dokumentation und Steuerung von Prozessen auf landwirtschaftlichen Betrieben im Einsatz befinden bieten nur eingeschr nkt Zugriff auf ihre Daten HERD D et al 2008 Dar ber hinaus sind Umfang und Aufl sung der zu erfassenden Daten zumeist nicht steuerbar 1 Das Forschungsprojekt Informations und Datengewinnung aus Tierhaltungssystemen ist Teil des BMBF Verbundprojektes IT FoodTrace F rderkennzeichen 0330761 Laufzeit Juni 2006 bis Mai 2009 www itfoodtrace de 2 Einleitung Der Grund f r die fehlende Integration liegt in der Schnittstellenproblematik begr ndet Ebenso wie im Segment der Landmaschinen Bem hungen unternommen werden
138. hrungen zu Aspekten anschlie en die als verbesserungsw rdig eingestuft werden Den Abschluss des Kapitels bildet die Bewertung der gew hlten Methoden und Technologien die w hrend des Entwicklungsprozesses zum Einsatz kamen 7 1 Bewertung Gesamtsystem Ein System zu schaffen welches der Dokumentation des Produktionsprozesses dient und den Landwirt unterst tzt war die Motivation f r den Aufbau die Farming Cell Neben diesen beiden Aspekten werden im Folgenden die Erweiterbarkeit und bertragbarkeit des Systems und einzelner Komponenten seine Zuverl ssigkeit sowie seine Eignung als wissenschaftliches Werkzeug beleuchtet 7 1 1 Prozessdokumentation und unterst tzung Das Ziel Prozesse zu dokumentieren und bei deren Durchf hrung zu unterst tzen kann nur mithilfe einer geeigneten Datengrundlage erreicht werden Die Farming Cell bietet M glichkeiten um abgeschlossene Prozesse nachzuvollziehen und zu analysieren Ebenso ist es m glich den Prozess zu seiner Laufzeit zu beobachten um gegebenenfalls Ma nahmen zu dessen Optimierung ergreifen zu k nnen Eine weitere Form der Prozessunterst tzung ist die implementierte automatische Anlagenkommunikation Der theoretisch m gliche Nutzen ist in allen genannten F llen direkt abh ngig von der Art der erfassten Daten der Frequenz ihrer Erfassung sowie ihrer zeitlichen Zuordnung zu Vorg ngen Orten oder Objekten Alle genannten Parameter bestimmen den Grad der Prozessdokumentation u
139. i numerischen Datentypen aufnehmen So lautet die Vorgabe f r das Item 900006 SENDER bez glich dieser Parameter e Datentyp AN alphanumerisch e L nge 24 e Aufl sung 0 Entsprechend dieser Parameter ist die Senderkennung SENDER exakt 24 Zeichen lang anzugeben Leerzeichen sind gegebenenfalls anzuh ngen um diese L nge zu erreichen Die Korrektheit der L nge ist entscheidend wie der Aufbau von Definitions und Wertezeile verdeutlicht Struktur einer Definitionszeile Zeilentyp Entity_Nummer Item_1_Nummer Item_1_Lange Item_1_Aufl sung Item_n_Nummer Item_n_L nge Item_n_Aufl sung Struktur einer auf die Definitionszeile folgenden Wertezeile Zeilentyp Entity_Nummer Wert_Item_1 Wert_Item_n W rde eine in der Definitionszeile vorgegebene L nge eines Items in der Nutzdatenzeile nicht eingehalten h tte dies eine Linksverschiebung aller folgenden Zeichen zur Folge Die Zeile w re in einem solchen Fall nicht mehr eindeutig interpretierbar und m sste vollst ndig verworfen werden Die vorgestellte Struktur soll anhand eines Beispiels verdeutlicht werden Da die bereits genannte Entity isoagrinet_header in allen Nachrichten innerhalb der Farming Cell als Einleitung Verwendung findet wird diese erl utert Es sei erw hnt dass lediglich die obligatorischen Items Typ MAN vgl Tabelle 2 2 genutzt werden Dies sind die Items mit den Nummern 0 DD Type 900002 dd_version 901059 dd_name
140. ichergestellt sein dass eine Nachricht zugestellt wird oder sollte die Notwendigkeit einer unmittelbaren bidirektionalen Kommunikation bestehen ist die TCP Session von Vorteil Der Versand unkritischer Nachrichten an einen oder mehrere Teilnehmer kann auf UDP Multicast Basis implementiert werden Paketverluste treten auch bei UDP in der Praxis selten auf sofern sich professionelle Hardware dies gilt insbesondere f r Switches im Einsatz befindet Den Aufbau einer Nachricht gibt das Datenformat ADIS oder alternativ XML vor Die konkreten obligatorischen und optionalen Nachrichtenbestandteile sind im Data Dictionary ADED festgelegt Da im Rahmen des Projektes Farming Cell das Format XML ADED aufgrund seines hohen Formatierungsanteils keine Anwendung findet wird an dieser Stelle lediglich auf das f r Massendaten optimierte ADIS ADED eingegangen Das Data Dictionary liefert alle notwendigen Angaben ber die Bestandteile der zeilenbasierten ADIS ADED Nachrichten Den Nutzdatenzeilen werden Zeilen vor und nachgestellt welche den Rahmen f r die eigentlichen Informationen bilden Die Struktur einer ADIS ADED Nachricht ist die folgende Eine Nachricht setzt sich zusammen aus der Struktur Formatierungsanteil und den eigentlichen Daten Nutzdatenanteil 10 Stand der Forschung Einleitung Nutzdaten Schluss Mit Ausnahme der schlie enden Zeile welche lediglich aus der Buchstabenfolge TN Terminate Normal Data f r das
141. ie Gesamtheit der Daten kann den folgenden drei Cluster zugeordnet werden 1 Sensoren Verbrauchsmesser und Anlagen betreffende Daten 2 Tierspezifische Daten 3 Andere Daten Die einzelnen Cluster und deren Ber hrungspunkte werden im Folgenden vorgestellt Cluster 1 Der Gro teil der in diesem Cluster befindlichen Daten stammt von Sensoren und Verbrauchsmessern Ihnen ist gemein dass sie Messwerte besitzen welchen aS Internetprasenz von Amazon Web Services LLC AWS http aws amazon com 92 Konzeptionierung und Implementierung wiederum Zeitpunkte zugeordnet sind Dar ber hinaus ist eine Verortung der Sensoren und Verbrauchsmesser m glich wobei diese in verschiedenen Detailgraden erfolgen kann siehe unten Ein weiteres Datentaufkommen dieses Clusters wird durch die L ftungssteuerung verursacht Diese liefert neben Messwerten regelm ig die Entit t 101005 Klima_Tierdaten Da die L ftungssteuerung keine Kenntnisse ber Tieranzahl und die anderen Parameter dieser Entit t hat ist derzeit kein Informationsgehalt gegeben Dennoch ist die Datenbank f r die Aufnahme der Entit t 101005 vorbereitet Tabelle entity_101005 Weitere diesem Cluster zugeordnete Tabellen sind e entity_1 environment _values e entity_2 meter_values e entity_101000 Klima_Luftdaten e entity_101001 Klima_AuBen Die Tabellen entity_1 entity_2 entity_101000 und entity_101001 erm glichen die Aufnahme aller im Gesamtsystem anfallenden We
142. ie View Erzeugung nicht ber cksichtigt F r die Farming Cell ist dies solange unproblematisch wie sie nicht erweitert oder auf andere Betriebe ausgedehnt wird Mit der neuen Firmware Version des Adapters vom September 2009 ist die genannte Einschr nkung beseitigt worden Die Datenbankseitige Anpassung ist nicht mehr erfolgt Eintr ge in der Tabelle location farm_number stable number compartment_number pen_number description 0 3 1 1 Bucht 1 0 3 1 2 Bucht 2 0 3 2 3 Bucht 3 0 3 2 4 Bucht 4 0 3 1 0 Abteil 1 0 3 2 0 Abteil 2 0 0 0 0 Au en Vorraum measuring point Alle ehemaligen und aktuellen Messpunkte Feld Typ Null Besonderheit Kommentar id int 11 Nein PK Fortlaufende Nummer coordinate_x float Ja X Koordinate coordinate_y float Ja Y Koordinate coordinate_z float Ja Z Koordinate DV valid_ from timestamp Nein CURRENT_ ae ab dem der Messpunkt TIMESTAMP valid_til timestamp Ja Zeitpunkt bis zu dem der Messpunkt aktiv ist description an Nein Beschreibender Text medical_treatment Durchgef hrte Behandlungen Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer ee geuonieal nm bigint 20 Nein FK ID des Tieres aus Tabelle animal _id 170 Anhang Feld Typ Null Besonderheit Kommentar f_medicine_id tinyint 4 Ja FK ID der Medizin aus Tabelle medicine AuA_number bigint 20 Ja AuA Numm
143. ie die zwei nachfolgend vorgestellten Softwarekomponenten erreicht Die Kommunikation d h das Anfragen neuer Wiegedaten und deren anschlie ende bermittlung bis hin zur Ablage in der Datenbank l sst sich hinsichtlich des Kommunikationsmediums in zwei Abschnitte unterteilen Zum einen erfolgt in Abschnitt eins eine Kommunikation zwischen Waagensteuerung und HME auf Basis der seriellen Schnittstelle Im zweiten Abschnitt kommuniziert die HME entsprechend ISOagriNET ethernetbasiert mit einem Computer im Netzwerk 70 Konzeptionierung und Implementierung Waagensteuerung HME Computer TruTest Server TruTest Gateway TruTest Client Hardware Software komponente komponente lt gt Datenfluss Abbildung 5 11 Anbindung der Tierwaage Die HME fungiert somit als Gateway zwischen Waagensteuerung und Stallnetz Sie muss neben zwei Hardwareschnittstellen daher auch zwei Kommunikations und Datenprotokolle die der Firma Tru Test und ISOagriNET unterst tzen Die zu diesem Zwecke f r die HME entwickelte Software wird im Folgenden als TruTest Gateway bezeichnet Die in der Waagensteuerung und auf dem Computer befindlichen Kommunikationsendpunkte tragen die Namen TruTest Server sowie TruTest Client vgl Abbildung 5 12 Der Ablauf einer Kommunikation setzt sich zusammen aus der Anfrage durch den TruTest Client an das TruTest Gateway welches wiederum eine inhaltlich identische syntaktisch jedoch abweichende Anfrage an den TruTest Server
144. iegevorganges wurden nicht alle Tiere erfasst Doppelterfassungen sind nicht sch dlich gt zu wenig Tiere in Tabelle entity_610011 2 Der Tierbestand wurde nicht korrekt gepflegt gt zu viele oder zu wenig aktive Tiere in Tabelle animals Sollte eine Diskrepanz auftreten wird die Tieranzahl in der F tterung entsprechend der Tabelle animal gesetzt Das Auslesen der aktuell in der F tterung gesetzten Tieranzahl ist nicht ohne Weiteres m glich und somit keine Option um einer Diskrepanz zu begegnen Eine solche Abfrage h tte das R cksetzen des Ventilverbrauches zur Folge und w re an anderer Stelle von Nachteil vgl Funktion GetSCHAPIValveConsumption in Tabelle 5 13 Das zu setzende Tierdurchschnittsgewicht wird auf Basis der Daten der Datenbanktabelle entity_610011 vgl Anhang A errechnet 5 6 2 TruTest Services Das Terminal XR3000 der im Versuchsstall installierten Tierwaage der Firma Tru Test verf gt ber zwei Eing nge zum Anschluss der Wiegeplattform und des RFID Leseger tes Ferner besitzt es zwei serielle Schnittstellen welche unter Verwendung des Tru Test eigenen aber offengelegten Protokolls die Kommunikation mit dem Waagenterminal erm glichen vgl Anonymus 2004a Auf der Gegenseite ist die HME angeschlossen welche ebenfalls ber eine serielle Schnittstelle verf gt Das Ziel die Einzeltiergewichte einer Wiegung automatisch in die Datenbank zu bertragen wird durch die zuvor genannte Art des Anschlusses sow
145. iegt in der zentralen Datenhaltung und der aus dem Datenmodell resultierenden M glichkeit alle erhobenen Informationen miteinander in Beziehung setzen zu k nnen Die Erweiterbarkeit des Systems und seine Anpassbarkeit sind im Bereich der Sensorik aufgrund seines modularen Aufbaus gegeben Durch die individuell festlegbaren Messparameter ist das System an die jeweilige Fragestellung anpassbar Diskussion 139 Der Datenumfang der von den im Versuchsstall befindlichen Anlagen abgegriffen werden kann ist dagegen beschr nkt Dies ist darauf zur ckzuf hren dass diese nicht f r den integrierten Einsatz konzipiert wurden Im Rahmen des Projektes konnten aus Kapazit tsgr nden lediglich Teile des Datenaustausches realisiert werden Die Gewinnung tierindividueller Daten ist gegenw rtig mit Ausnahme der Tierwaage nicht m glich Verbesserungspotential besteht somit hinsichtlich der Anlagenanbindung beziehungsweise auswahl Die Erweiterbarkeit des Systems um ISOagriNET kompatible Komponenten ist durch dessen Architektur gegeben Dem wesentlichen Nutzenaspekt welcher f r die Wissenschaft in der ganzheitlichen Betrachtung des Prozesses besteht kann somit weitestgehend Rechnung getragen werden Bei der Entwicklung aller Systemkomponenten wurde angestrebt eine einfache Bedien und Konfigurierbarkeit zu gew hrleisten Aufgrund der strukturell hnlich gehaltenen Parametrierung der Systemkomponenten sind die Soft und Hardwarekompon
146. ien Die in Abbildung 2 1 dargestellten Verbindungen zwischen Netzwerkteilnehmern sind logische und bestehen zumeist nur tempor r ISOagriNET repr sentiert durch die Topologie des vermaschten Netzes zeichnet sich durch seine Dezentralit t aus Netzwerkteilnehmer k nnen im Falle des vermaschten Netzes direkt paarweise miteinander kommunizieren Die Stern Topologe hingegen erfordert die Einbeziehung des zentralen Teilnehmers in jeden Kommunikationsprozess 3 Der Aufbau einer ADED Datenbank ist in ISO 11788 1 festgelegt 6 Stand der Forschung Neben dem Prinzip der direkt paarweisen Kommunikation die auf dem TCP basiert erlaubt ISOagriNET eine zweite Kommunikationsform UDP Multicast Auch diese Art des Datenaustausches ist dezentral angelegt Netzwerkteilnehmer schlie en sich einer virtuellen Gruppe an und tauschen ber diese Nachrichten aus UDP Multicast ist mit der Topologie des vermaschten Netzes vereinbar denn eine Multicast Gruppe kann als ein Netzwerkteilnehmer verstanden werden an welchen Nachrichten geschickt werden Die beiden genannten Varianten werden im Folgenden n her erl utert und als e Punkt zu Punkt oder e Punkt zu Gruppe Kommunikation bezeichnet Die erste Variante basiert auf dem Transmission Control Protocol TCP W hrend des Datenaustausches bauen zwei Kommunikationspartner eine als Session bezeichnete tempor re Verbindung auf Ist die Kommunikation abgeschlossen wird die Verbindung wieder abge
147. iglich grundlegende Funktionalit t Diese ist f r den Schweinemastprozess hinreichend Erweiterungpotential besteht dennoch ber die Webapplikation hinaus gestatten die vorgestellten Datenexportwerkzeuge den Zugriff auf alle Daten der Datenbank Ferner erm glichen Sie die Erstellung individueller Dokumentationen in unterschiedlichen Formaten Wenngleich auf diese Weise eine Vielzahl unterschiedlicher Dokumentationen generierbar ist besteht Potential f r weitere die es zu definieren gilt Die automatische Kommunikation zwischen Anlagen konnte aufgrund der aufwendigen Entwicklungsarbeit lediglich beispielhaft f r die F tterungsanlage die L ftungsanlage und die Tierwaage realisiert werden Der Grad der Kommunikationsautomatisierung im System wird daher derzeit als unzureichend bewertet Um diesbez glich eine Verbesserung zu erzielen sind Gespr che mit Anlagenherstellern eine Analyse der Prozesse und die Ableitung des gew nschten Automatisierungsgrades voranzustellen 7 1 2 Erweiterbarkeit bertragbarkeit Die Erweiterbarkeit ist differenziert nach Datenquellen und Datensenken zu betrachten Zu der Gruppe der Datenquellen geh rt neben Anlagen Sensoren Verbrauchsmessern und Fremdsystemen auch der Mensch welcher manuelle Eingaben t tig Die Gruppe der Datensenken umfasst Benutzer und 136 Diskussion Fremdsystemschnittstellen Anlagen sowie die Daten verarbeitenden Dienste der Farming Cell Da der Aufwand f r die Integ
148. ikation Abbildung 5 26 Report als PDF und Export in Excel Abbildung 5 27 agroXML Dokument einer Charge Abbildung 6 1 Futterverbrauch Abbildung 6 2 T gliche Wasseraufnahme sowie Temperaturwerte 81 82 83 88 96 103 105 106 107 109 110 111 113 115 117 124 125 Abbildung 6 3 Durchschnittliche Tageszunahmen der Einzeltiere in Abh ngigkeit der eberseitigen Abstammung Abbildung 6 4 Tagesverlauf der CO2 und NH3 Konzentration Abbildung 6 5 CO Konzentration ber 85 Tage Abbildung 7 1 Datenbank Schema Auszug aus Cluster 1 Mess und Anlagendaten Abbildung 0 1 Hardware berblick Abbildung 0 2 Stand der Universit t Hohenheim auf der EuroTier 2008 128 130 132 147 163 195 Tabellenverzeichnis Tabellenverzeichnis Tabelle 2 1 Tabelle 2 2 Tabelle 2 3 Tabelle 2 4 Tabelle 3 1 Tabelle 3 2 Tabelle 3 3 Tabelle 4 1 Tabelle 4 2 Tabelle 5 1 Tabelle 5 2 Tabelle 5 3 Tabelle 5 4 Tabelle 5 5 Tabelle 5 6 Tabelle 5 7 Tabelle 5 8 Tabelle 5 9 Vergleich von TCP Session und UDP Multicast Entity 990054 isoagrinet_header Inhalte der Definitionszeile eines ISOagriNET Headers Inhalte der Wertezeile eines ISOagriNET Headers Klimadatenerfassung Verbrauchsdatenerfassung Software auf dem Management PC Java Plattformversionen der Firma Sun Microsystems Projekte des VisualSVN Servers ADED Entitat 101000 ADED Entitat 101001 ADED Entitat 101005 ADED Entitat 610011
149. ill NOW table3 valid_till ND tablel temperature IS NOT NULL NION ALL ELECT tablel temperatur AS value tablel timestamp tablel sender able2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id ROM entity_101001 tablel location table2 measuring_point table3 HERE ablel compartment table2 compartment_number l pen tabl le3 coordinate le3 coordinate le3 coordinate Z tabl tabl tabl HZ2 Z tablel timestamp 2 pen_number _x IS NULL _x IS NULL _x IS NULL BETW F EN table3 valid_from AND isnull table3 val tablel temperatur Propprrrd stn gorPr PPP Pr rPrIC att ngerprarpPaprpaprparrarea att na Z D D D D D F D id_till IS NOT NOW NULL table3 valid_till iew_humidity R VIEW view_humi KATE ECT le2 p_id AS f_ OM entity_1 tabl RE lel compartment loca lel F tablel humidity dity AS AS value tablel timestamp tablel sender tion_id table3 id AS f_measuring_point_id location table2 measuring_point table3 table2 compartment_number tablel pen tabl IF isnull tabl coordinate_x IF isnull tabl coordinate_y lel poppet set nage Z ct w 0 lel 2 pen_number el coordinate_x table3 coordinate_x el coordinate_y table3 coordinate_y table3 coordinate_x IS NULL table3 coordinate_y IS NULL
150. imestamp no_of_values FROM view_regen GROUP BY DATE_FORMAT timestamp f_measuring_point_id view avg_enthalpie CREATE VIEW view_avg_enthalpie AS SY Sm Sd H 00 00 AS timestamp no_of_values FROM view_enthalpie GROUP BY DATE_FORMAT timestamp f_measuring_point_id view avg_electric_meter CREATE VIEW view_avg_electric_meter AS AS no_of_values FROM view_electric_meter G E ROUP BY DATE_FORMAT timestamp measuring_point_id view avg_water_meter CREATE VIEW view_avg_water_meter AS SY Sm SY Sm d H 00 00 _location_id SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp avg value AS value COUNT value AS ae d oo H 00 00 f _location_id SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp avg value AS value COUNT value AS d H 00 00 _location_id SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp avg value AS value COUNT value AS d H 00 00 f_location_id SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp avg value AS value COUNT value AS d H 00 00 f_location_id SELECT f_location_id f_measuring_point_id DATE_FORMAT timestamp avg value AS value COUNT value AS d H 00 00 f _location_id S
151. ing_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL tablel coordinate_x table3 coordinate_x AND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL tablel coordinate_y table3 coordinate_y AND IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL tablel coordinate_z table3 coordinate_z AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel heat_meter IS NOT NULL view_gas_meter CREATE VIEW view_gas_meter AS SELECT tablel gas_meter AS value tablel timestamp tablel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_2 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL tablel coordinate_x table3 coordinate_x AND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL tablel coordinate_y table3 coordinate_y AND IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL tablel coordinate_z table3 coordinate_z AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel gas_meter IS NOT NULL view_sensor_to_location CREATE VIEW view_sensor_to_location AS SELECT DISTINCT f_location_id SEL
152. ion durch ein einzelnes Systems ist denkbar sofern einer Verlagerung der rechenintensiven Aufgabe des Reportings auf ein System des Rechenzentrums der Universit t Hohenheim erfolgt Ein derartiger Ansatz ein Kleinstsystem zu verwenden wurde im Rahmen des Projektes verfolgt f hrte jedoch aufgrund mangelnder Rechenleistung nicht zum Erfolgt Das verwendete Kleinstsystem war die NSLU2 der Cisco Tochter Linksys Inzwischen existieren hnlich g nstige Systeme die jedoch eine vielfache Rechenleistung bieten Zu nennen ist in diesem Zusammenhang die Plattform Sheevaplug der Firma Marvell International Ltd welche ebenso wie das System von Linksys mit einem Debian Betriebssystem ausgestattet werden kann Somit ist es als Ersatz f r Management PC und Datenbankserver nutzbar Seine Eignung sollte berpr ft werden Unterbrechungsfreie Stromversorgung USV Um kurzzeitige Stromausf lle und schwankungen schadfrei berbr cken zu k nnen sind die auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof befindlichen Ger te Management PC Datenbank Server und Multigasmonitor durch eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung Modell Back UPS 650 der Firma American Power Conversion Corp abgesichert Diese ist in der Lage wenige Minuten andauernde Stromausf lle zu berbr cken bietet dar ber hinaus jedoch keine Funktionalit t Die Neuanschaffung einer leistungsf higeren USV mit Funktionen wie E Mail Benachri
153. it einer Radio Frequency Identification RFID Leseeinrichtung der Firma Agrident GmbH In der Messkammer des Stalls befindet sich ein Multigasmonitor der Firma Innova Lumasense Technologies A S der die Schadgaskonzentrationen an verschiedenen Messpunkten innerhalb des Stalls misst und protokolliert 3 1 1 1 Futterungsanlage Bei der verbauten F tterungsanlage der Firma Schauer Maschinenfabrik GmbH und Co KG handelt es sich um die Sensorfl ssigf tterung MEGACOMP GENPRO 1999 Auf Grund seines Alters verf gt ihr F tterungscomputer lediglich ber eine serielle RS422 Anonymus 1998 Schnittstelle die es erm glicht die F tterung von einem Windows PC aus fernzusteuern Hierf r existiert das Programm Schauer Online Das f r die Kommunikation zwischen PC und F tterungscomputer eingesetzte Protokoll wurde in Ausz gen durch den Hersteller offengelegt Abbildung 3 4 F tterungsanlage im Versuchsstall Links Mischbeh lter Rechts Steuerung Um eine Anbindung des F tterungscomputers entsprechend dem Standard ISOagriNET zu erreichen waren drei Schritte durchzuf hren 1 Schnittstellenumsetzung von RS422 auf RJ45 Ethernet durch Anschluss an a einen Windows PC oder c an einen seriellen Server RS422 auf RJ45 20 Material 2 Implementierung einer Software die die Kommunikation mit dem F tterungscomputer beherrscht Dies ist zu erreichen indem entweder a eine eigenst ndige Implementierung des Kommunikationsprotokol
154. itel 5 3 2 Letztgenanntes Vorgehen kann jedoch die Netzwerklast und den Verarbeitungsaufwand auf Empf ngerseite erh hen Die HME sendet ausschlie lich Multicast Nachrichten Gem ISOagriNET Standard ist bei diesem Nachrichtentyp auf den Versand eines Headers zu verzichten ISO 2009 Da ohne diesen die Zuordnung der bermittelten Daten zu ihrer Quelle nicht m glich ist Absenderkennung im Header werden von der HME ausschlie lich Nachrichten mit Header versendet Kapitel 7 2 1 geht auf diesen Aspekt detaillierter ein Konzeptionierung und Implementierung 87 5 6 5 ISOagriNET Parser Innerhalb des Netzwerkes der Farming Cell werden durch e den Ethernetbox Service e die HME und e den Moller ISOagriNET LON Adapter laufend Multicast Nachrichten verbreitet Der Notwendigkeit diese Nachrichten zu verarbeiten und die enthaltenen Informationen in der Farming Cell Datenbank abzulegen tr gt der sogenannte ISOagriNET Parser Rechnung Er nimmt alle an die ISOagriNET Multicast Gruppe gesendeten Nachrichten auf und pr ft deren Korrektheit unter Verwendung des ADED Data Dictionaries welches in Form einer dateibasierten SQLite Datenbank vorliegt Syntaktisch korrekte Nachrichten werden zerlegt und extrahierte Informationen in die Datenbank geschrieben Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft den Aufruf des ISOagriNET Parsers und dessen Ausgaben 88 Konzeptionierung und Implementierung Terminal le le Datei Bearbeiten Ansich
155. job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job job Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 6 9 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 111 el 15 et ee Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d2 26 af Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d3 47 Be Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Mac 89 98 c2 d2 24 64 Mac 88 98 c2 d2 24 64 Port 1 Interval 18 Port 2 Interval gt 18 Port 3 Interval gt 1 Port 4 Interval 16 Port 5 Interval 18 Port 6 Interval 1 Port 7 Interval gt 18 Port 9 Interval 1 Port 18 Interval 1 Port 11 Interval 16 Port 12 Interval 16 Port 1 Interval 1 Port 2 Interval 18 Port 3 Interval 18 Port 4 Interval 18 Port 5 Interval 1 Port 6 Interval 18 Port Interval 10 Port 8 Interval 18 Port Interval 18
156. komponenten vor 8 Internetpr senz http www microsoft com germany sql 2008 default mspx Konzeptionierung und Implementierung 55 5 4 1 Hohenheimer Messwerterfassung HME Die Anforderung Sensoren in das Gesamtsystem zu integrieren und die Daten bertragung deren Messwerte ISOagriNET konform zu realisieren f hrte zu der Entwicklung eines eigenen Systems Es tr gt den Namen Hohenheimer Messwerterfassung kurz HME Die HME erm glicht den Anschluss analoger Sensoren f r die Erfassung von Differenzdruck NH3 und CO2 Konzentration Temperatur Helligkeit und Luftfeuchtigkeit Die Entscheidung f r eine Neuentwicklung kam zustande da keine Produkte mit hinreichender Funktionalit t am Markt verf gbar waren Abbildung 5 5 Hohenheimer Messwerterfassung 11 der Firma Als Basis f r die Entwicklung wurde die Mikroprozessorplattform TIN Maxim verwendet die sich insbesondere durch ihr gutes Preis Leistungs Verh ltnis ihre Programmierbarkeit in Java geeignete Schnittstellen f r die Netzwerkkommunikation und die M glichkeit auszeichnet Messmodule anschlie en zu k nnen KUHLMANN et al 2009 Die obige Abbildung zeigt das entwickelte System Es umfasst den Mikroprozessor TINI auf einer Schnittstellenkarte DSTINISs400 von Maxim einen darunter befindlichen Wireless LAN Adapter und ein Netzteil Das tiny Internet interface TINI von Maxim ist ein mit Java programmierbares Mikroprozessor Board http www maxim ic co
157. ktueller Software Version nicht unterst tzt nur f r Digitaleing nge zu verwenden Korrekturwert wird zu einem Z hlerwert hinzuaddiert numerische Werte Konzeptionierung und Implementierung 79 Die durch den Ethernetbox Service verschickten Nachrichten basieren auf den Entit ten 1 environment_values und 2 meter_values Eine detaillierte Erl uterung der beiden Entit ten und deren Items ist in Kapitel 5 2 1 erfolgt Entsprechend den Entit ten 1 environment_ values und 2 meter_values sind in den Konfigurationsdateien die in der folgenden Tabelle genannten Sensor und Verbrauchsmessertypen zul ssig Benennung entsprechend ADIS ADED Data Dictionary Tabelle 5 16 Sensor und Verbrauchsmessertypen nach ADED Sensoren Verbrauchsmesser temperature electric_meter humidity water_meter co2 heat_meter nh3 gas_meter ch4 n2o unterdruck helligkeit air speed Zur Ermittlung der Koordinaten ist ein einheitliches Koordinatensystem zu verwenden F r den Versuchsstall auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof wurde ein Raster entwickelt welches in Kapitel 5 5 erl utert wird Alle in Tabelle 5 15 genannten Parameter m ssen gesetzt sein wobei die Reihenfolge zwingend einzuhalten ist Nachfolgend wird der Zeilenaufbau anhand eines Beispiels erl utert 2 1000 x 10 1 water_meter 0 3 2 0 1 0 1 0 4 75 0 06 1 93 0 0 8
158. l zugeordnet werden kann Uber die beiden weiteren Fremdschl ssel f_diagnosis_id und f_medicine_id erfolgt die Verkn pfung mit Eintr gen der Tabellen medicine und diagnosis Der Eintrag f r f_medicine_id in Konzeptionierung und Implementierung 103 der Tabelle medical_treatment ist optional da eine Diagnose nicht in jedem Fall eine Medikamentierung nach sich zieht Die folgende Abbildung zeigt das vollst ndige Datenbankschema von Cluster 2 C meae esa resin pe h epe efen description FK2 f_electronial_animal_id waiting_time timestamp FK1 f_medicine_id Br AuA_number animal_to_location FK4 f_user_id ms comment f_location_id arrived_timestamp left_timestamp f_user_id i yodw SIX temp_animal mother_no piglet_no FK1 f_father_id N Verschieben e ait ax PK p_electronical id location K2 frace_id visual_animal_id PR f_father_id mother_no piglet_no date_of_birth sex farm _number stable_number compartment_number pen_number waiting_time arrived_timestamp left_timestamp entity_610011 weighing f_leaving_reason_id f_leaving_contact_id f_race_id i WIEGEZEIT GEWICHT GEWICHTSART mother_no GEWICHTSTYP piglet_no sender p_tier_id WIEGEDATUM Abbildung 5 18 Datenbank Schema Cluster 2 Tierdaten Die nicht erl uterten Fremdschl ssel f_leaving_reason und f_contact_id der Tabelle animal sowie der Fremdschl ssel f_user_id der Tabellen medical_treat
159. ld be reachable under IP 144 41 72 181 Abbildung 5 12 TruTest Client 5 6 3 Ethernetbox Service Als eine M glichkeit der Messwerterfassung und bereitstellung kommen die in Kapitel 5 4 2 vorgestellten Ethernetboxen zum Einsatz Die Ger te besitzen neben einer grafischen Benutzerschnittstelle in Form eines Webfrontends eine weitere auf dem Transmission Control Protocol TCP basierende Das verwendete Nachrichtenformat zeichnet sich durch seine einfache Struktur aus vgl Tabelle 5 14 und ist in jeder Programmiersprache nutzbar ber eine TCP Verbindung werden textuelle Steuerbefehle oder Anfragen an die Ethernetbox geschickt Diese antwortet ebenso textbasiert Die Ethernetbox unterst tzt je nach Ausf hrung bis zu vier solcher Befehlstypen Konzeptionierung und Implementierung 75 Tabelle 5 14 Ethernetbox Nachrichtenformat Befehle Antwort Ethernet box Typ 1 2 Beschreibung pcmeasure com1 1 Port 1 pcmeasure com1 2 Port 2 pcmeasure com1 3 Port 3 pcmeasure com1 4 Port 4 pcmeasure com2 1 Port 5 pcmeasure com2 2 Port 6 pcmeasure com2 3 Port 7 pcmeasure com2 4 Port 8 pcmeasure com3 1 Port 9 pcmeasure com3 2 Port 10 pcmeasure com3 3 Port 11 pcmeasure com3 4 Port 12 valid 1 value 100 0 oder valid 1 value 0 0 Zust nde high ja ja der 12 Digitaleing nge low lesen counter read 01 counter read 02 counter read 12 coun
160. lel sender table2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id FROM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 WHERE tablel compartment table2 compartment_number AND tablel pen table2 pen_number AND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL tablel coordinate_x table3 coordinate_x AND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL tablel coordinate_y table3 coordinate_y Anhang 183 A t A A Propprrrd Sst ngrprarpaerdadararepraraatt na Z D oa o e pdt D a o a a a O Z N a N E N view_helligkeit R D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel n2o IS NOT NULL FATE VIEW view_helligkeit AS a R zo ze Zee 220 I Z N ECT tablel helligkeit AS value tablel timestamp tablel sender ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL blel coordinate_x table3 coordinate_x D IF isnull tablel coordinate_y
161. llen zum einen Kommunikationspartner der Hardware dar Zum anderen ist ebendort die Datenhaltung in Form der Datenbank angesiedelt Die Oberste Software Layer beheimatet Software welche dem Menschen oder Fremdsystemen die Interaktion mit der Farming Cell erm glicht Konzeptionierung und Implementierung 37 Webapplikation Info Mailer Reporting REST Service Obere Applikation Software Layer Datenbank Mittlere E Software Layer Schauer Service TruTest Service Ethernetbox Untere H Client Service Software Layer RS485 auf EH HME n Ethernetbox ISOagriNET LON Ethernet Adapter EH n Adapter i i k i F tterungs Waagen i i L ftungssteuerung steuerung steuerung i E I I 2 i Obere Hardware Layer Wiegeplattform ie F tterung u RFID Sensoren und nere Leseeinrichtung L ftungstechnik Hardware Layer lt gt Signalfluss Hardware komponente Datenfluss Abbildung 5 1 Hard und Softwarearchitektur der Farming Cell Im Folgenden werden die vertikalen schichten bergreifend verlaufenden Datenflussstr nge vorgestellt und im Zuge dessen das Zusammenspiel involvierter Hard und Software erl utert Die Ausf hrungen dienen dazu ein Gesamtbild zu zeichnen Detaillierte Erl uterungen zu einzelnen Hard und Softwarekomponenten folgen in den sich anschlie enden Kapiteln Die Str nge deren oberen Endpunkt jeweils die Datenbank bildet werden nach ihrer Har
162. logisches Ende oder ZN Physical end of file Normal Data f r das physische Ende der Nachricht besteht setzen sich die Bereiche Einleitung und Nutzdaten jeweils aus einer Definitionszeile und anschlie enden Wertezeilen zusammen Die Einleitung welche aus einer Definitionszeile eingeleitet mit DH Definition Header und genau einer Wertezeile eingeleitet mit VH Value Header bestehet wird auch als Header bezeichnet Eine Definitionszeile eingeleitet mit DN Definition Normal Data besitzt auch der Nutzdatenteil die Anzahl der sich anschlie enden Wertezeilen jeweils eingeleitet mit VN Value Normal Data hingegen ist beliebig Eine detaillierte Darstellung der Nachrichten Struktur ist beispielsweise wie folgt m glich Z Ssoso E zZ a NEE ET IN ZN Den Zeileninhalten liegt eine Struktur aus Objekten nachfolgend Entity genannt und dazugeh rigen Eigenschaften nachfolgend Item genannt zugrunde Es ist zul ssig ein Item beliebig vielen Entities zuzuordnen Ebenso kann eine Entity beliebig viele Items besitzen Jede Entity wie auch jedes Item wird mittels eindeutiger Nummer identifiziert und besitzt einen textuelle Beschreibung sowie weitere Merkmale wie beispielhaft in Tabelle 2 2 zu sehen Zum Zwecke der Erl uterung von Entities und dazugeh rigen Items soll die Entity 990054 mit der Bezeichnung isoagrinet_header dienen Diese ist die f r ISOagriNET Nachrichten zu verwendende Entity f r den Nachrichtenkopf Header
163. ls vorgenommen wird oder b eine Software Bibliothek durch den Hersteller bereitgestellt wird und diese Anwendung findet 3 Erweiterung der unter 2 genannten Software um eine ADIS ADED Schnittstelle zum Zwecke des Datenaustausches mit anderen Netzwerkteilnehmern Die entwickelte L sung stellen die Kapitel 5 3 1 und 5 6 1 vor 3 1 1 2 L ftungsanlage Im Versuchsstall sind zwei Klimacomputer der Firma M ller Agrarklima GmbH verbaut die jeweils das Klima eines Abteils berwachen und regeln Das verbaute Modell DR2 bietet ber Temperatur und Feuchtigkeitsf hler hinaus die M glichkeit chemische Gassensoren anzuschlie en Abbildung 3 5 Digitaler Klimacomputer DR2 Der Klimacomputer DR2 ist mittels Adapter LON auf RS232 an die serielle Schnittstelle eines Computers anschlie bar welcher ausgestattet mit einem Windows Betriebssystem und der Software Klima 3 37 Hohenheim die Klimacomputer steuern kann Da das verwendete Kommunikationsprotokoll propriet r ist war eine Anbindung unter ISOagriNET Gesichtspunkten nicht ohne Unterst tzung der Firma M ller zu erreichen Aus diesem Grund und da die Firma M ller einen ISOagriNET f higen Adapter entwickelt hat wurde von der Umsetzung Material 24 einer eigenen L sung abgesehen Kapitel 5 3 2 stellt den Adapter und dessen Funktionsumfang vor 3 1 1 3 Waage mit RFID Reader Die Wiegeeinrichtung im Versuchsstall besteht aus einem Waagenterminal mit angeschlossener Wiege
164. lung der F tterungsanlage in Kapitel 3 2 1 1 wurde die Ausstattung ihrer Steuerungseinheit nachfolgend F tterungscomputer genannt mit Hardwareschnittstellen dargestellt Es ist lediglich eine serielle RS422 Schnittstelle f r Kommunikationszwecke vorhanden Eine Umsetzung dieser auf das durch ISOagriNET vorgegebene RJ45 Ethernet ist mittels eines seriellen Servers wie ihn Abbildung 5 2 zeigt erfolgt Konzeptionierung und Implementierung 51 Abbildung 5 2 Serielle Server JetPort 5601 der Firma Korenix Alternativ zu der Verwendung eines seriellen Servers w re die Anbindung des F tterungscomputers an das Ethernet durch Anschluss an einen Computer m glich gewesen welcher seinerseits ber eine Netzwerkschnittstelle verf gt Diese Variante h tte jedoch das Verlegen eines zus tzlichen seriellen Kabels oder die Installation eines Computers in unmittelbarer N he des F tterungscomputers bedeutet Durch die Verwendung eines seriellen Servers hingegen konnte die im Stall bereits vorhandene Ethernet Infrastruktur genutzt werden Die f r die ISOagriNET konforme Kommunikation mit der F tterungssteuerung entwickelte Software stellt Kapitel 5 6 1 vor 52 Konzeptionierung und Implementierung 5 3 2 L ftungsanlage Die im Versuchsstall genutzten Klimacomputer der Firma M ller Agrarklima GmbH verwenden den Feldbus Local Operating Network LON f r die Kommunikation Die Umsetzung auf Ethernet erfolgt mittels eines ISOagriNET LON
165. lveConsumption AS DECIMAL 7 2 AS value CAST CONCAT tablel date 00 00 00 AS DATETIME AS timestamp Schauer AS sender table2 p_id AS f_location_id 19 AS f_measuring_point_id Anhang 191 FROM feed_consumption tablel location table2 WHERE tablel penNumber table2 pen_number GROUP BY tablel date table2 p_id view_pig_avg_pig_feed_consumption CREATE VIEW view_pig_avg_pig_feed_consumption AS SELECT CAST tablel valveConsumption tablel numberOfAnimals AS DECIMAL 7 2 AS value CAST CONCAT tablel date 00 00 00 AS DATETIME AS timestamp Trutest AS sender table2 p_id AS f_location_id 19 AS f_measuring_point_id FROM feed_consumption tablel location table2 WHERE tablel penNumber table2 pen_number GROUP BY tablel date table2 p_id view_pig_daily_gain CREATE VIEW view_pig_daily_gain AS SELECT DISTINCT IFNULL value SELECT value FROM view_pig_avg_pig_weight table3 WHERE table3 value lt table2 value AND table3 f_location_id table2 f_location_id AND table3 f_measuring_point_id table2 f_measuring_point_id ORDER BY value DESC LIMIT 0 1 DATEDIFF timestamp SELECT
166. m products microcontrollers tini 56 Konzeptionierung und Implementierung Die f r den Anschluss der Sensoren genutzte Schnittstelle ist der One Wire Bus dem eine Linientopologie zugrunde liegt Sogenannte One Wire Module wie sie Abbildung 5 6 zeigt sind mittels Patchkabel bis zu einer L nge von 15m in Reihe schaltbar Die Anzahl anschlieBbarer Module ist theoretisch unbegrenzt KUHLMANN et al 2009 Die Spannungsversorgung angeschlossener Sensoren ist durch die Einspeisung einer Versorgungsspannung mithilfe eines Zwischensteckers an beliebiger Stelle des Busses m glich Abbildung 5 6 One Wire Module Links Temperatur Volt Modul der Firma iButtonLink Rechts 4 Kanal A D Modul Eigenbau Neben dem abgebildeten Modul mit vier Spannungseing ngen Abbildung 5 6 rechts wurde auch eines zum Z hlen digitaler Pulse entwickelt Es sollte f r den Anschluss von Stromenergiez hlern oder Wasservolumenmessern genutzt werden Da dessen Test nicht zufriedenstellend verlief und die Produktion des zentralen Z hlerbausteins ersatzlos eingestellt wurde ist es nicht im produktiven Einsatz Eine Alternative Pulserfassungsmethode war in Form der Ethernetbox vgl Kapitel 5 4 2 vorhanden In der Farming Cell finden One Wire Module des Herstellers iButtonLink LLC f r die Erfassung folgender Messwertarten Verwendung e Temperatur 40 bis 85 C e Helligkeit O bis 100 die Intensit t einer 100 Watt Gl hbirne in einer Entfernung von 15
167. ma Schauer Agrotronic GmbH wurde mithilfe eines RS485 auf Ethernet Adapters an das lokale Netzwerk angebunden vgl Kapitel 5 3 1 Es sind abgesehen von dem Verwaltungsprogramm Schauer Online zwei Wege der Kommunikation m glich 1 Verwendung einer durch die Firma Schauer bereitgestellten Dynamic Link Library DLL deren Funktionen aus Java mittel Java Native Interfaces JNI genutzt werden k nnen 2 Direkte Kommunikation aus Java bei eigener Implementierung der ben tigten Funktionen samt des Schauer eigenen Verschl sselungsalgorithmus Beide Varianten bergen Vor und Nachteile die die folgende Tabelle verdeutlicht Tabelle 5 12 Kommunikation mit dem F tterungscomputer Aspekt mit DLL ohne DLL Entwicklungsaufwand Universit t gering hoch Firma Schauer mittel keiner Entwicklungskosten gering keine monetar Funktionale Erweiterungen nur durch Firma Schauer universit tsseitig m glich m glich Fehlerwahrscheinlichkeit sehr gering mittel Kommunikation zwischen F tterungssteuerung und HME nicht m glich m glich Computer m glich m glich ISOagriNET Kompatibilit t nur sehr umst ndlich leicht herzustellen herzustellen Haftung vorrangig Firma Schauer vorrangig Universit t Konzeptionierung und Implementierung 65 Zun chst wurden beide Wege der Implementierung verfolgt Eine prototypische Implementierung der Kommunikation ohne DLL Projekt Schauer_Fuetterung_direkte Kommunik
168. mationen als Antwort gew nscht sind S Search Zeilen enthalten Bedingungen die eine Einschr nkung der Ergebnismenge erlauben Es ist zul ssig mehrere Search Zeilen zu verwenden jedoch darf nur eine R Zeile existieren vgl ISO 2009 Eine Request Zeile ist folgenderma en aufgebaut RN lt Entity_Nummer gt lt Item_1_Nummer gt lt Item_1_L nge gt lt Item_1_Aufl sung gt lt Ite m_n_Nummer gt lt Item_n_L nge gt lt Item_n_Aufl sung gt Im vorliegenden Beispiel werden drei Items einer Entit t angefragt Leerzeichen im nachtr glich eingef gt RN 610011 00610176150 00610076080 00610035041 610011 Entit t 610011 WIEGEN 00610176 150 Item 610176 tier_id Lange 15 Aufl sung 0 00610076 080 Item 610076 WIEGEDATUM L nge 8 Aufl sung 0 00610035 041 Item 610035 GEWICHT L nge 4 Aufl sung 1 Die Search Zeile ist folgendermaBen aufgebaut SN lt Entity_ Nummer gt lt ltem_Nummer gt lt ltem_Untergrenze gt lt Item_Obergrenze gt Die Entity Nummer muss der der RN Zeile entsprechen Im folgenden Beispiel ist genau eine Bedingung formuliert SN 610011 00610076080 20091014 20091014 72 Konzeptionierung und Implementierung 610011 Entit t 610011 WIEGEN 00610076 080 Item 610076 WIEGEDATUM L nge 8 Aufl sung 0 20091014 Untergrenze f r das Item 610076 der 14 10 2009 20091014 Obergrenze f r das Item 610076 der 14 10 2009 Die vorgestellte Anfrage l sst sich verbal wie folgt formuliere
169. matisch eine E Mail aus den in der Farming Cell Datenbank vorhandenen Vortageswerten zu erstellen Abbildung 5 21 zeigt einen Ausschnitt der E Mail vom 24 09 2009 EEE I Fannin geal Bess BeTEIE LEN ehe IT Datei Bearbeiten Ansicht Einf gen Format Extras Aktionen 2 i Antworten ji Alen antworten Werereit 3 OX e A OB Von farmingeell_ist bounces kstserv uni hohenheim de im Auftrag von Fermingcelluni hohenheim de Gesendet Fr 25 09 2009 01 03 An farmingeell_Ist lstsery un hohenheim de Ce Betreff Fermingcell FarmingCel Tages bersicht Anlagen E ATTO0002 txt 286 B 5 Tagesuebersicht fuer Stall 3 24 9 2009 Abtei 1 Abtei 2 Vorraum u Aulenbereich Aktuelle Bucht 1 28 Bucht 3 0 Tieranzahl Bucht 2 29 Bucht 4 0 ma cht in Bucht 1 Min 86 0 Max 131 0 Avg 109 69 Bucht 3 keine Werte vorhanden ergewicht N Bucht 2 Min 83 0 Max 116 5 Avg 99 85 Bucht 4 keine Werte vorhanden EEE cn Bucht 1 keine Werte vorhanden Bucht 3 keine Werte vorhanden 3 mi auch Bucht 2 keine Werte vorhanden Bucht 4 keine Werte vorhanden fs ee a Abteil a is Grad C i 1 te Min 98 Max 25 2 Avg 2 E werte 2 00 40 6 0 E one LES ton doli Min 15 0 0 gt Max 30 0 0 Mis EZ Bec i Feuchtigkeit Abteil s keine Werte vorhanden ie pe ge 600 4 0 1000 120 14 00 16 200 2 4X 1000 1200 1400 1600 mi Max 53 8 Avg 4279 Einzelwerte Ein a t T tuehl T N N N Bic a Abbildung 5 2
170. ment und animal_to_location referenzieren auf Tabellen die dem nachfolgend vorgestellten Cluster 3 angeh ren 104 Konzeptionierung und Implementierung Cluster 3 Dieses Cluster erg nzt das Datenbankschema um Tabellen die keinem der beiden anderen Cluster unmittelbar zuzuordnen sind vgl hervorgehobene Tabellen in Abbildung 5 19 Vielmehr modellieren die Tabellen e contact e leaving_reason e user und e google_chart_url Objekte die in verschiedenen Zusammenh ngen nutzbar oder erforderlich sind Wie in der folgenden Abbildung 5 22 zu sehen werden die Tabellen contact und leaving reason ber Fremdschl ssel mit der Tabelle animal verkn pft In der Tabelle contact k nnen Kontaktdaten von Wirtschaftspartnern hinterlegt werden die Tabelle leaving_reason dient der Aufnahme von Gr nden f r den Abgang von Tieren Da zum einen eine Zugangsbeschr nkung f r die Webapplikation vgl Kapitel 5 6 8 mithilfe von Benutzerkonten erforderlich und zum anderen bei ausgew hlten Datenbankeintr gen die Zuordnung eines Benutzers sinnvoll ist existiert die Tabelle user Die isoliert stehende Tabelle google_chart_url wird vom Info Mailer vgl Kapitel 5 6 7 als Ablageort f r generierte Grafik URI genutzt damit diese f r eine eventuelle sp tere Verwendung zur Verf gung stehen Konzeptionierung und Implementierung 105 medical_treatment PK pid i description FK2 f_electronial_animal_id waiting_time timestamp FK1 f_medi
171. ment_number AND tablel pen table2 pen_number AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND table3 coordinate_x IS NULL AND tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND IF isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till AND tablel enthalpie IS NOT NULL iew_electric_meter R EFATE VIEW view_electric_meter AS Di ECT tablel electric_meter AS value tablel timestamp tablel sender Ze Z Z Z I a R Q w w w ble2 p_id AS f_location_id table3 id AS f_measuring_point_id OM entity_2 tablel location table2 measuring_point table3 ERE blel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x IS NULL blel coordinate_x table3 coordinate_x D IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL blel coordinate_y table3 coordinate_y D IF isnull tablel coordinate_z table3 coordinate_z IS NULL blel coordinate_z table3 coordinate_z D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till NOW table3 valid_till D tablel electric_meter IS NOT NULL iew_water_meter R EATE VIEW view_water_meter AS Ze Z Z Z I a R Q w Q Q ECT tablel water_meter AS value tablel timestamp tablel sender
172. mente Milchkuh Schwein eingebunden lt xsd documentation gt lt xsd annotation gt lt xsd element gt lt xsd complexType name PigType gt lt xsd annotation gt lt xsd documentation gt In diesem Datentyp sind alle f h4r die vorhandenen Tierarten gemeinsamen Element untergebracht lt xsd documentation gt lt xsd annotation gt lt xsd complexContent gt lt xsd extension base AbstractAnimalType gt lt xsd sequence gt lt xsd element name EartagNumber type xsd token minOccurs 0 gt lt xsd element name PigRace type CodeType minOccurs 0 gt lt xsd sequence gt lt xsd extension gt lt xsd complexContent gt lt xsd complexType gt lt xsd schema gt Beispiel Inhalt der mit Maven erzeugten Java Klasse PigType java package agroxml generated import javax xml bind annotation XmlAccessType import javax xml bind annotation XmlAccessorType import javax xml bind annotation XmlElement import javax xml bind annotation XmlRootElement import javax xml bind annotation XmlType import javax xml bind annotation adapters CollapsedStringAdapter import javax xml bind annotation adapters XmlJavaTypeAdapter XmlRootElement XmlAccessorType XmlAccessType FIELD XmlType name PigType propOrder eartagNumber pigRace public class PigType extends AbstractAnimalType XmlElement name EartagNumber XmlJavaTypeAdapter Colla
173. mer Geschlecht 1 weiblich 2 mannlich Name Name des Ebers Fur den erfolgreichen Import ist es notwendig die Struktur von Tabelle 5 31 einzuhalten Ein Beispiel f r eine korrekt formatierte Datei ist im Projekt Webapplikation auf dem VisualSVN Server zu finden Der Export Import Vorgang sollte vor dem Einstallen durchgef hrt werden damit der aktuelle Ferkelbestand im Farming Cell System vorliegt und w hrend des Einstallprozesses lediglich die Zuordnung der elektronischen Ohrmarkennummer und des Einstallgewichtes erfolgen muss ber die Zeitersparnis w hrend des Einstallens hinaus bietet das Vorgehen den Vorteil zus tzliche Informationen eines jeden Ferkels aus der Software Supersau bernehmen zu k nnen Dazu z hlen beispielsweise die Abstammung das Geschlecht und das Geburtsdatum 5 6 9 Datenexport Insbesondere im Hinblick auf wissenschaftliche Auswertungen ist es notwendig Daten der Farming Cell Datenbank exportieren zu k nnen um sie anschlie end weiterzuverarbeiten Dieser Anforderung wird auf zwei verschiedene Weisen Rechnung getragen Zum einen wurde eine Applikation entwickelt die aufsetzend auf einem Reporting Framework die Anzeige und den Export ausgew hlter Daten erm glicht Zum anderen ist der Datenbankzugriff mithilfe der zur Konzeptionierung und Implementierung 113 Softwarezusammenstellung XAMPP vgl Kapitel 4 2 geh renden Webapplikation phpMyAdmin m glich Beide M glichkeiten stellt dieses Kapit
174. mtsystem durchgef hrt wurden Dar ber hinaus erfolgt die Vorstellung zus tzlich notwendiger bisher nicht genannter Komponenten Beginnend mit Ausf hrungen zur Gesamtarchitektur der Farming Cell sowie zu den verwendeten Standards ISOagriNET und agroXML schlie en sich komponentenindividuelle Erl uterungen zu den hardwareseitig durchgef hrten Ma nahmen an Den Abschluss des Kapitels bildet die Vorstellung der entwickelten Softwarekomponenten welche auf den auf Hardwareebene durchgef hrten Ma nahmen aufbauen Um die sp ter separat beleuchteten Komponenten in die Gesamtarchitektur einordnen zu k nnen wird diese zu Beginn vorgestellt 5 1 Gesamtarchitektur Dieses Kapitel gibt einen berblick ber die Hard und Softwarekomponenten der Farming Cell und deren Beziehungen zueinander bevor sich Detailbetrachtungen einzelner Komponenten anschlie en Anhand eines Hard und Softwareschichten Modells werden alle Komponenten eingeordnet und ihr Zusammenspiel verdeutlicht Das Modell vgl Abbildung 5 1 besteht aus f nf aufeinander aufbauenden Schichten engl Layer Auf die Untere Hardware Layer in welcher die Anlagen Sensoren und Verbrauchsmesser angesiedelt sind baut die Obere Hardware Layer auf Dort befinden sich Steuerungskomponenten und solche die der darunterliegenden Schicht die Kommunikation im Netzwerk erlauben Dar berliegend sind Softwarekomponenten in den Schichten Mittlere und Untere Software Layer angeordnet und ste
175. n 50 Konzeptionierung und Implementierung Beispiel XML Datei eines Einzeltiers lt xml version 1 0 encoding UTF 8 standalone yes gt lt pigType id 969000000032852 xmlns http www agroxml de schema devel xmlns xlink http www w3 org 1999 xlink gt lt Events gt lt Weighing gt lt DateOrTimestamp gt 2008 09 12 lt DateOrTimestamp gt lt Weight uom kg gt 111 0 lt Weight gt lt Weighing gt lt Events gt lt Sex gt m lt Sex gt lt EartagNumber gt 969000000032852 lt EartagNumber gt lt PigRace gt PIxDL lt PigRace gt lt pigType gt Uber die Erzeugung der XML Dateien hinaus bietet das Framework ebenso die M glichkeit derartige Dateien wiedereinzulesen und f r eine Weiterverarbeitung in Java Objekte abzulegen Somit ist das Framework als Zwischenschicht f r Projekte wie beispielsweise einen Webservice zur Bereitstellung und Entgegennahme von agroXML Daten einsetzbar Die Verwendung des Frameworks mit Daten der Farming Cell Datenbank ist m glich die entsprechende Datenbankschnittstelle jedoch nicht implementiert 5 3 Anlagen In diesem Kapitel werden die M glichkeiten der ISOagriNET konformen Anbindung der im Versuchsstall befindlichen Komponenten an das Stallnetz gepr ft und geeignete Wege vorgestellt Dies umfasst die F tterungs und die L ftungsanlage sowie die Tierwaage mit RFID Leseeinrichtung und den Multigasmonitor 5 3 1 F tterungsanlage Im Rahmen der Vorstel
176. n Liefere die Parameter tier_id WIEGEDATUM und GEWICHT aller am 14 10 2009 stattgefundenen Wiegeereignisse zur ck Die Antwort des TruTest Gateways auf der HME sieht auszugsweise wie folgt aus DH990054000000000800090000208000901059080009000030800090000406000900006240 VH990054AGRO201000002010AGRO201020090512113059HME DN610011006101761500061007608000610035041 VN610011969000000367000200910140873 VN610011969000000367007200910140845 VN610011969000000366973200910140921 TN Die Zeilen DH990054 und VH990054 enthalten wiederum den Standard ISOagriNET Header Entity 990054 isoagrinet_header und auch diese Nachricht wird durch eine TN Zeile abgeschlossen Die Zeilen VN und DN enthalten die eigentlichen Nutzdaten sowie deren Definition ISO 2009 Die Zeile DN Definition Normal Data beschreibt den Inhalt und die Struktur der folgenden VN Value Normal Data Zeilen Es sind beliebig viele VN Zeilen zul ssig DN 610011 00610176150 00610076080 00610035041 Die DN Zeile ist inhaltlich identisch mit der bereits vorgestellten RN Zeile und wird daher nicht erl utert Der Aufbau einer Nutzdatenzeile VN gestaltet sich wie folgt VN 610011 969000000367000 20091014 0873 610011 Entit t 610011 WIEGEN 969000000367000 Wert f r Item 610176 tier_id 969000000367000 20091014 Wert f r Item 610076 WIEGEDATUM 14 10 2009 0873 Wert f r Item 610035 GEWICHT 87 3 kg Konzeptionierung und Implementierung 73 Die Antwortna
177. n Zul ssig sind alle Werte f r welche in der Datenbank der Farming Cell Views hinterlegt sind Beispielsweise definiert die Zeile meter_types_pen water_meter dass die Darstellung der Wasserverbrauchswerte auf Buchtenebene in der E Mail enthalten sein sol Als Datenbasis dient in einem solchen Fall die View view_avg_water_meter welche die Stundensummen der einzelnen Wasservolumenmesser enth lt Abbildung 5 22 zeigt wie eine Darstellung f r Verbrauchsmesserwerte im Vergleich zu der Darstellung von Sensorwerten in Abbildung 5 21 aussieht Konzeptionierung und Implementierung 109 Bucht 1 Bucht 2 Ji nt 1 1 r Je T 662 41 0 1 12 14 16 00 18 2 2 t Mit dem Parameter mail_recipients werden die Adressaten der E Mail definiert Im Abbildung 5 22 Darstellung von Verbrauchsmesserdaten obigen Beispiel ist die Mailingliste der einzige Adressat Da der Info Mailer Zugriff auf die Farming Cell Datenbank ben tigt sind die erforderlichen Angaben in der Datei MySQL_DB properties hinterlegt MySQL_DB properties driver com mysql jdbc Driver DB_SERVER Kar KKK DB_NAME farmingcell password KKKKKKKK user farmingcell url jdbc mysql Der Info Mailer besitzt keine grafische Benutzeroberflache Er wird in der Kommandozeile ausgef hrt Er akzeptiert zur Laufzeit keinerlei Tastatureingaben eine Interaktion ist folglich nicht m glich Wie Abbildung 5 23 zeigt werden beim Start der Ausf hr
178. n Projekten f r das Projekt Farming Cell in Betracht kamen Die Wahl fiel auf MySQL Bei MySQL handelt es sich um ein als Open Source Software sowie als kommerzielle Enterpriseversion verf gbare relationale Datenbank Konzeptionierung und Implementierung 91 entwickelt von der Firma Sun Microsystems Die ausschlaggebenden Gr nde f r die Wahl waren die folgenden e XAMPP vgl Kapitel 4 2 erm glicht das komfortable Aufsetzen eines Datenbanksystems mit MySQL als Datenbank auf verschiedenen Betriebssystemen und dessen komfortable Administration mit dem Datenbankmanagementsystem phpMyAdmin e MySQL bietet das Werkzeug der Views tempor r erzeugte Tabellen welche tabellen bergreifende Zusammenh nge abbilden e Das Rechenzentrum der Universit t Hohenheim und Firmen wie die Amazon Tochter Amazon Web Services AWS vermieten MySQL Datenbanken Ein Backup auf diese ist damit m glich e Die Replikationsm glichkeiten von MySQL erlauben das parallele Bef llen einer zweiten Datenbank zu Sicherungszwecken vgl KERSKEN 2009 Das Rechenzentrum der Universit t Hohenheim bietet derzeit ausschlie lich MySQL Datenbanken vgl ANCUTICI 2009 an Im Hinblick auf das in Kapitel 7 2 3 angeregte Redesign des Datenmodells k nnte die Wahl eines anderen Datenbanksystems eine Alternative darstellen Datenbank Design Die Datenbank als zentrales Element der Farming Cell h lt alle den Schweinmastprozess betreffenden Informationen vor D
179. n Softwareentwicklungen 46 Konzeptionierung und Implementierung 5 2 2 agroXML Kapitel 2 hat eine Einf hrung in agroXML gegeben und dargestellt welchem Zweck XML Schema dient An diesem Punkt wird an dieser Stelle angekn pft Es folgen Ausf hrungen welchen Sachverhalt die durch das KTBL im Rahmen von IT FoodTrace entwickelten Schema Dateien modellieren Daran anschlie end wird erl utert wie im konkreten Fall der Farming Cell mithilfe selbstentwickelter Software und unter Verwendung des Modells des KTBL XML Dateien mit realen Betriebsdaten erzeugt wurden XML Schema des KTBL Da die Farming Cell ihre Daten zentral vorh lt sind einzeltierbezogene Informationen wie Tiergewichte verf gbar Diese k nnen f r Dritte beispielsweise einen Schlachthof von Interesse sein Seitens des KTBL wurde ein Schema definiert das folgenden Sachverhalt abbildet Mehrere Einzeltiere werden zu einer Gruppe Charge zusammengefasst Diese in Form einer XML Datei vorliegende Charge besitzt ein Gesamtgewicht und eine eindeutige ID Ferner enth lt die Datei Verweise URI auf Informationen zu jedem einzelnen Tier und auf deren gemeinsamen Ursprungsbetrieb Farm Der Ursprungbetrieb wird in einer separaten XML Datei durch Name Adresse und weitere Attribute eindeutig beschrieben Die ebenfalls in Form einzelner XML Dateien modellierten Tiere besitzen die Eigenschaften Ohrmarkennummer Geschlecht Rasse sowie ein Gewicht mit dazugeh rigem Wiegedatum
180. nate des Messpunktes OPT 4 ch4 Aktueller CH4 Gehalt der Luft OPT 5 n20 Aktueller N2O Gehalt der Luft OPT 6 electric_meter Verbrauch seit letzter Messung OPT 7 water_meter Verbrauch seit letzter Messung OPT 8 heat_meter Verbrauch seit letzter Messung m 0 m 0 m 0 ppm 0 ppm 0 kWh 0 ml 0 kWh 0 44 Konzeptionierung und Implementierung Verbrauch seit letzter OPT9 gas_meter N 8 2 m3 0 Messung OPT 10 air_speed Luftgeschwindigkeit N 3 1 m s 0 Folgende zwei Entitaten wurden aufbauend auf den vorhandenen sowie den neu erstellten Items definiert Entity 1 environment_values Tabelle 5 6 ADED Entitat 1 Daten _ Aufl s _ Code ID Typ Nr Name Beschreibung Lange Einheit typ ung set Location laut 1SO17532 location 1 MAN 901002 location f AN 40 0 BetrNr Stall Abteil Bucht type CCYYMM 2 MAN 901013 timestamp N 17 0 DDHHmm 0 SSsss x Koordinate des 3 OPT 1 coordinate_x N 4 2 m 0 Messpunktes y Koordinate des 4 OPT 2 coordinate_y N 4 2 m 0 Messpunktes z Koordinate des 5 OPT 3 coordinate_z N 4 2 m 0 Messpunktes Aktuelle Temperatur in 6 OPT 101000 Temperatur N 6 2 0 Grad Celsius Aktuelle relative 7 OPT 101001 Feuchte N 4 1 0 Luftfeuchte in Aktueller CO2 Gehalt 8 OPT 101005 Kohlendioxid N 6 0 ppm 0 der Luft Aktueller NH3 Gehalt 9 OPT 101006 Ammoniak N 6 1 ppm 0 der Luft Aktueller CH4 Gehal
181. nd legt diese in einer Microsoft SQL Server Datenbank ab F r den Betrieb der Software ist ein Windows Computer erforderlich das Kommunikationsprotokoll des Multigasmonitors ist nicht offengelegt F r die ISOagriNET konforme Anbindung der Messeinrichtung waren die folgenden zwei Ma nahmen erforderlich 1 Schnittstellenumsetzung von RS232 auf RJ45 Ethernet Verbinden des Multigasmonitors mit einem netzwerkf higen RJ45 Schnittstelle Computer ber die RS232 Schnittstelle Auf dem Computer muss die Hersteller Software mit Microsoft SQL Server Datenbank installiert sein 2 Implementierung einer Software welche die Publikation der in der Microsoft SQL Server Datenbank abgelegten Messwerte unter Verwendung der ebendort hinterlegten Konfigurationsparamter des Multigasmonitors z B Messstellenparameter gem ADIS ADED vornimmt 24 Material Die Nutzung eines Seriellen Servers der RS232 auf RJ45 umsetzt ist in diesem Fall nicht erforderlich da sich die Messeinrichtung in unmittelbarer N he des mit einer RS232 Schnittstelle ausgestatteten Management PCs vgl Kapitel 3 2 3 befindet Die Umsetzung der genannten Ma nahmen beschreibt das Kapitel 5 3 4 3 1 2 Sensoren und Verbrauchsmesser Der Prozess der Schweinemast erfordert zum einen den Einsatz von Ressourcen wie Wasser Strom und W rme zum anderen setzt er Schadgase frei Um derartige Parameter erfassen zu k nnen sind Sensoren und Verbrauchsmesser innerhalb des Versuch
182. nd sind aus diesem Grund individuell festlegbar Das zugrunde liegende Datenmodell der Farming Cell ist in der Lage alle Daten w hrend und nach dem Prozess miteinander in Beziehung zu setzen Dies ist die besondere St rke des Systems Auch r ckwirkend ist das Verkn pfen verschiedener Informationen mithilfe des Parameters Zeit und dem Orts bzw Tierbezug m glich Diskussion 135 Die Prozessdokumentation ist folglich hinsichtlich aller derzeit erfassten Daten sichergestellt Entsprechende M glichkeiten wurden in dieser Arbeit vorgestellt und implementiert Potential besteht hinsichtlich einer Erweiterung des Datenmodells um Informationen die betriebsextern generiert werden Insbesondere die Erfassung von Daten von unmittelbar vor und nachgelagerten Wirtschaftspartnern wie beispielsweise Futtermittellieferanten und Schlachth fen erscheint sinnvoll Hinsichtlich der Prozessunterst tzung spielt die zeitnahe Bereitstellung von Daten die entscheidende Rolle Insbesondere ist hierbei die Aufbereitung der Daten zu einer Information und die Verf gbarkeit f r den Menschen bzw die Weitergabe an Steuerungseinheiten ma geblich Die Farming Cell gew hrleistet mit ihrer Webapplikation jederzeit den Zugriff auf aktuelle Informationen und bietet Prozessbeteiligten eine Dokumentationsm glichkeit f r ausgew hlte Arbeitsschritte Da der Fokus des Projektes Farming Cell auf der Datenerfassung und haltung lag bietet die Benutzerschnittstelle led
183. nde Tabelle ist die Tabelle sensors Sie dient dem Zweck die im Gesamtsystem zul ssigen Sensor und Verbrauchsmessertypen sowie an sie gebundene Informationen zu hinterlegen Die in Kapitel 5 6 vorgestellten Programme Info Mailer und Reporting Applikation nutzen die in dieser Tabelle hinterlegten Informationen Sie enth lt Angaben zu Ober und Untergrenzen von Messsollbereichen die Einheit der Messwerte und die deutsche Bezeichnung des Sensors wie sie dem Benutzer anzuzeigen ist Daten der F tterung werden ebenfalls in Cluster 1 abgelegt Die Tabelle feed_consumption bietet die hierf r erforderliche Struktur Gespeichert werden die t glichen Ventilverbr uche aller Buchten und die Tieranzahl vgl Kapitel 5 6 1 Schauer Service 96 Konzeptionierung und Implementierung entity_101005 farm stable compartment pen timestamp sender tierart age weight _anz_g2 wasser farm_number pen_number l stable_number compartment_number farm stable compartment pen timestamp sender coordinate_x coordinate_y coordinate_z temperature humidity co2 nh3 ch4 n2o unterdruck helligkeit air_speed fa entity_ 101000 rm sable Pk oid compartment pen farm timestamp stable sender compartment coordinate_x pen coordinate_y timestamp coordinate _z sender electric_meter temperature water_meter humidity co2 nh3 heat_meter gas_meter value timestamp sender f_location_id f_measuring_point_id
184. nderheit Kommentar id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer farm varchar 20 Nein Betriebsnummer lokal 0 stable varchar 20 Nein Stallnummer compartment varchar 20 Nein Abteilnummer pen varchar 20 Nein Buchtnummer DV timestamp timestamp Nein CURRENT_ Messzeitpunkt TIMESTAMP sender varchar 24 Nein Ger t das Wert geschickt hat 166 Anhang Feld Typ Null Besonderheit Kommentar coordinate_x float Ja X Koordinate coordinate_y float Ja Y Koordinate coordinate_z float Ja Z Koordinate temperature float Ja Temperaturwert humidity float Ja Feuchtigkeitswert co2 float Ja CO2 Wert nh3 float Ja NH3 Wert ch4 float Ja CH4 Wert n20 float Ja N20 Wert unterdruck float Ja Wert des Unterdrucks helligkeit float Ja Helligkeitswert air_speed float Ja Luftgeschwindigkeit entity _2 Daten empfangener ADIS ADED Entit ten vom Typ entity _2 meter_values Feld Typ Null Besonderheit Kommentar id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer farm varchar 20 Nein Betriebsnummer lokal 0 stable varchar 20 Nein Stallnummer compartment varchar 20 Nein Abteilnummer pen varchar 20 Nein Buchtnummer DV timestamp timestamp Nein CURRENT_ Messzeitpunkt TIMESTAMP sender varchar 24 Nein Ger t das Wert geschickt hat coordinate_x float Ja X Koordinate coordinate_y float Ja Y Koordinate coordinate_z float Ja Z Koordinate electric_meter float Ja Verbrau
185. neue Situationen zu reagieren ist wichtiger als das Verfolgen eines Planes Zu der so entstandenen Gruppe agiler Vorgehensweisen geh rt die f r den Aufbau der Farming Cell verwendete namens Crystal Clear Diese auf m glichst 7 Agil von lateinisch agilis leichtbeweglich schnell rasch gewandt s Crystal clear englisch f r glasklar kristallklar 30 Methode vollst ndige Transparenz setzende Vorgehensweise l sst sich anhand folgender Prinzipien charakterisieren vgl COCKBURN 2005 e R umliche N he der Projektbeteiligten e Formlose und zeitnahe Kommunikation mit Kunden und Partnern e Offenheit in der Kommunikation ohne Repressalien bef rchten zu m ssen Kritik und Verbesserungsvorschl ge werden laufend ge u ert e Fokussierung auf ein Projekt e Erwartungsstau erh hten Erkl rungsbedarf Fehlentwicklungen und Missverstandnisse durch h ufige Verdffentlichungen und Tests von Zwischenversionen vermeiden e Verwendung einer Versionsverwaltung Als Implementierungsmethode fand Experimentelles Prototyping Anwendung Dies bedeutet dass verschiedene Realisierungsans tze verfolgt und unter Umst nden wieder verworfen werden Ziel ist es geeignete Wege der Realisierung zu identifizieren und Erfahrungswerte zu liefern mit deren Kenntnis in Folgeprojekten vollwertige Produkte entstehen k nnen vgl WALLM LLER 2001 Dieses Ziel deckt sich mit dem in Kapitel 1 2 vorgestellten Anspruch ein Proof of Concept
186. ng abzurufen und an Netzwerkteilnehmer weiterzugeben Das TruTest Gateway nimmt Anfragen des TruTest Service Clients entgegen reicht sie an die Waagensteuerung weiter und liefert den erhaltenen Antwortdatensatz zur ck Der TruTest Service Client schreibt im Anschluss die erhaltenen Wiegedaten in die Datenbank Sensoren und Verbrauchsmesser sind an die Hohenheimer Messwerterfassung vgl Kapitel 5 4 1 anschlie bar Die Abfrage ihrer Messwerte erfolgt durch die HME Software welche dar ber hinaus deren Publikation im Netzwerk bernimmt Die Software ISOagriNET Parser f ngt die publizierten Nachrichten auf und legt die enthaltene Information in der Datenbank ab Messwerte von Sensoren und Verbrauchsmessern die an eine Ethernetbox Ethernetbox der Firma better networks vgl Kapitel 5 4 2 angeschlossen sind Konzeptionierung und Implementierung 39 werden netzwerkbasiert von der Software Ethernetbox Service abgefragt und ebenfalls publiziert Der ISOagriNET Parser legt die empfangenen Informationen in der Datenbank ab Die L ftungssteuerung mit angeschlossenen Sensoren und L ftungstechnik ist durch einen nicht selbstentwickelten ISOagriNET LON Adapter mit dem Netzwerk verbunden Auch dieser Adapter publiziert Werte im Netzwerk welche vom ISOagriNET Parser aufgenommen und in die Datenbank geschrieben werden Die in Abbildung 5 1 genannten Softwarekomponenten befinden sich auf verschiedenen Computern Diese und m gliche Konfigura
187. ng eines derartigen Systems auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof w rde neben einer verbesserten Performance mehr Datensicherheit bieten und k nnte auch anderen als Datenablageort dienen Anpassungen an den Softwarekomponenten der Farming Cell w ren im Falle eines Serverwechsel nicht notwendig MySQL Datenbankserver vorausgesetzt Eine Alternative zu der Neuanschaffung eines Datenbankserversystems ist die Verwendung der im Rechenzentrum der Universit t Hohenheim verf gbaren Internetpr senz http www rabbit com 144 Diskussion Ressourcen vgl Kapitel 5 4 3 Hierbei muss jedoch bedacht werden dass der Transfer der auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof anfallenden Daten in die Datenbank in Hohenheim jederzeit sichergestellt sein muss anderenfalls droht ein Datenverlust Da m gliche Abrisse der Internetverbindung auf einer der Seiten oder Vorf lle wie Wartungsarbeiten dieser Bedingung gegen berstehen sollte auf der Versuchsstation eine Schicht zur Datenzwischenspeicherung implementiert werden Eine solche Schicht nimmt Daten tempor r auf und kann die hierf r verwendeten Ressourcen nach erfolgreicher bertragung nach Hohenheim wieder freigeben Die im Projekt Farming Cell genutzte Datenbank MySQL bietet das Werkzeug der Replikation vgl Anonymus 2010a und somit eine M glichkeit Daten automatisiert in ein
188. ntity_610011 welche in der Lage ist Einzeltiergewichte RFID Ohrmarkennummer und Gewicht und ein zugeordnetes Wiegedatum aufzunehmen Die von der Waagensteuerung 102 Konzeptionierung und Implementierung bertragenen Informationen vgl Kapitel 5 3 3 stehen nach der Speicherung in der Tabelle entity_610011 automatisch in folgenden Views zur Verf gung Tabelle 5 30 Views in Cluster 2 Name der View Erl uterung Enth lt das Gruppengesamtgewicht und view_pig_total_group_weight die Tieranzahl je Tiergruppe zu jedem Wiegezeitpunkt Enth lt das durchschnittliche view_pig_avg_pig_ weight Einzeltiergewicht je Tiergruppe zu jedem Wiegezeitpunkt Enth lt die durchschnittliche view_pig_daily_gain Einzeltiertageszunahme je Tiergruppe zwischen zwei Wiegezeitpunkten view_last_pig_weight_pen1 Enthalten alle tierindividuellen Gewichte view_last_pig_weight_pen2 der letzten Wiegung view_last_pig_weight_pen3 view_last_pig_weight_pen4 Neben Gewichten k nnen dem Einzeltier ebenso Daten zu medizinischen Diagnosen und vorgenommenen Behandlungen zugeordnet werden Folgende Tabellen erm glichen dies e medical_treatment e diagnosis e medicine Die Tabelle medical_treatment bildet das zentrale Element dieser Modellierung Fur jede in das System eingepflegte Behandlung oder Diagnose existiert dort ein Eintrag der anhand der elektronischen Ohrmarkennummer f_electronical_animal_id einem Einzeltier Tabelle anima
189. nzelwerte und Stundenmittel e NHS Einzelwerte und Stundenmittel e CH4 Einzelwerte und Stundenmittel e N2O Einzelwerte und Stundenmittel e Helligkeit Einzelwerte und Stundenmittel e Unterdruck Einzelwerte und Stundenmittel e L ftungsdurchsatz Einzelwerte und Stundenmittel e Windst rke Einzelwerte und Stundenmittel e Windrichtung Einzelwerte und Stundenmittel e Luftdruck Einzelwerte und Stundenmittel e Regen Enthalpie Einzelwerte und Stundenmittel e Strommesser Einzelwerte und Stundensummen e Wassermesser Einzelwerte und Stundensummen e Warmemesser Einzelwerte und Stundensummen e Gasmesser Einzelwerte und Stundensummen e Gruppengewicht e Tierdurchschnittsgewicht auf Gruppenbasis e Tageszunahme auf Gruppenbasis Die Liste wird auf Basis der in der Farming Cell Datenbank vorhandenen Views erstellt Sie ist durch zus tzliche Views erweiterbar nderungen am Quellcode der Applikation sind nicht erforderlich Ein Beispiel eines Reports zeigt Abbildung 5 26 Sollten mehrere Datenreihen f r die gew hlte Parameterkombination vorhanden sein werden entsprechend viele Kurven angezeigt Generierte Darstellungen k nnen gespeichert werden beispielsweise im Format PDF Die der Darstellung zugrunde liegenden Daten sind exportierbar M gliche Formate sind zum Beispiel XLS und CSV Konzeptionierung und Implementierung 115 DAR http 127 0 0 1 57883 viewer output __report C 3A 5CDokument
190. ocation_id Lange 40 Aufl sung 0 00901013 17 0 Item 901002 timestamp L nge 17 Aufl sung 0 00000001 04 2 Item 1 coordinate_x L nge 4 Aufl sung 2 00000002 04 2 Item 2 coordinate_y L nge 4 Aufl sung 2 00000003 04 2 Item 3 coordinate_z L nge 4 Aufl sung 2 00101005 06 0 Item 101005 COz L nge 6 Aufl sung 0 Der Aufbau der dazu geh renden Nutzdatenzeile ist der folgende Leerzeichen zwischen den Nachrichtenabschnitten nachtr glich eingef gt 86 Konzeptionierung und Implementierung VNO00001 0 3 1 0 20090721175903000 0344 0314 0092 000528 Tabelle 5 19 Aufbau einer ADIS ADED Nutzdatenzeile Nachrichtenabschnitt Erl uterung 000001 Entit t 1 environment_ values 0 3 1 0 Wert f r Item 901002 location_id Betrieb 0 Stall 3 Abteil 1 Bucht 0 20090721175903000 Wert f r Item 901002 timestamp 21 07 2009 17 59 03 0344 Wert f r Item 610035 coordinate_x 3 44 m 0314 Wert f r Item 610035 coordinate_y 3 14 m 0092 Wert f r Item 610035 coordinate_z 0 92 m 000528 Wert f r Item 610035 CO2 528 ppm Es ist nicht erforderlich alle zu einer Entit t geh renden Items zu verwenden Als optional gekennzeichnete Items vgl Tabelle 5 6 werden nur dann durch die HME verschickt wenn f r diese Messwerte vorliegen Ebenso ist es m glich Items deren Messwerte nicht vorliegen dennoch zu verschicken und den Messwert durch Fragezeichen zu ersetzen vgl ISO 2009 und Kap
191. on 2 berpr fung ob in der Farming Cell Datenbank tagesaktuelle Wiegedaten vorhanden sind Tabelle entity_610011 F r Ventile Buchten auf die dies zutrifft werden die Informationen Tieranzahl und Tierdurchschnittsgewicht an die F tterung weitergegeben Die Mitglieder der Mailingliste vgl Kapitel 5 6 7 werden im Falle der Daten bermittlung an die F tterung detailliert ber den Vorgang informiert vgl Abbildung 5 10 Konzeptionierung und Implementierung 67 EX C WINDOWS sy G Dokumente und Einstellungen ITFT Desktop ADIS Schauer Client Server gt java jar ADIS Schauer PC Client Server jar Starting Schauer Client Server Type h for help Connected with feeding true of valves 4 The following commands are valid e Get valve consumption for all 4 valves and store it in DB f Check if settings in feeding need to be updated 4q Quit application h Prints this help Asking Schauer for valve consumption Thu Sep 24 22 36 52 CEST 2009 24 09 2609 22 31 63 Todays feeding data lt valveConsumpt ion 26796608 numberOfAnimals 28 penNumber 1 gt 24 69 2669 22 31 83 Todays feeding data valveConsumpt ion 2852808 numberOfAnimals 2 penNumber 2 gt 24 09 2669 22 31 83 Todays feeding data valveConsumption 662860 numberOfAnimals penNumber 3 gt 24 09 2609 22 31 83 Todays feeding data valveConsumption 838880 numberOfAnimals 13 penNumber 4 gt Checking pen 1
192. orderungen die es bei einer derartigen Umsetzung zu meistern gilt Aufgrund ihrer Einzigartigkeit kann die Farming Cell als Referenz f r zuk nftige Agrarinformationssysteme dienen Ihre St rke ist neben der konsequenten Umsetzung von ISOagriNET ihr modularer Aufbau Dieser erm glicht es einzelne Komponenten des Systems auszutauschen oder auf andere Anwendungsfalle zu bertragen Die aus der Heterogenit t in der Anlagenlandschaft resultierende Vielzahl oftmals propriet rer Hard und Softwareschnittstellen verdeutlicht die Notwendigkeit der Standardisierung welcher mit dem Standard ISOagriNET Rechnung getragen wird Seine Implementierung lieferte die Erkenntnis dass seine Eignung gegeben ist in Teilaspekten jedoch Optimierungspotential besteht Dies gilt zum einen f r die Inhalte des Standards und zum anderen f r dessen Erweiterungsprozess Die Hersteller technischer Komponenten bestimmen ma geblich die Geschwindigkeit der Marktdurchdringung mit ISOagriNET kompatiblen Anlagen implementieren den Standard derzeit jedoch noch z gerlich Die Alternative der Umsetzung nicht Standard konformer Schnittstellen auf ISOagriNET durch Dritte wie es in der Farming Cell erfolgte stellt in der Praxis keine Alternative dar Besser sind die M glichkeiten Umweltparameter und Ressourcenverbr uche ISOagriNET konform zug nglich zu machen Das Nach oder Umr sten von Sensoren und Verbrauchsmessern ist kosteng nstig m glich Angeschlossen an ISOag
193. pache Webserver sowie ein Datenbanksystem bestehend aus der Datenbank MySQL und dem Datenbankmanagementsystem phpMyAdmin Ebenso sind die Skriptsprachen PHP und Pearl enthalten Die genannten Produkte sind der Namensgeber Apache MySQL PHP Pearl Das f hrende X ist ein Platzhalter f r die Betriebssysteme auf denen die Zusammenstellung installiert werden kann Die einzelnen XAMPP Distributionen hei en LAMPP Linux WAMPP Windows MAMPP Mac OS vgl SEIDLER 2009 Der entscheidende Vorteil von XAMPP ist die Einfachheit der Installation denn der Benutzer erh lt ein sofort lauff higes und vorkonfiguriertes System Die Farming Cell nutzt die Distributionen LAMPP und WAMPP in der Version 1 6 8 Eclipse F r die Softwareentwicklung wurde die Integrated Development Environment IDE Eclipse in der Version 3 4 verwendet Bei Eclipse handelt es sich um Open Source Software Eclipse wurde selbst in Java geschrieben weswegen sich die IDE durch eine native Java Unterst tzung auszeichnet Der Editor f r die Erstellung des Quellcodes gef llt durch Syntax Highlighting und die halbautomatische Codevervollst ndigung Um auch in anderen Programmiersprachen programmieren und zus tzliche Funktionen verwenden zu k nnen ist Eclipse durch das Einbinden von Plugins sehr gut erweiterbar Ein solches Plugin ist Subclipse Es erm glicht das Anbinden von Versionsverwaltungsservern wie dem nachfolgend vorgestellten VisualSVN VisualSVN W hrend
194. plattform vgl Abbildung 3 6 und der RFID Leseeinrichtung welche ebenfalls an das Waagenterminal angeschlossen ist Die RFID Leseeinrichtung setzt sich aus einer Steuer und Leseeinheit mit angeschlossener Antenne zusammen Folgende Aufz hlung nennt die Modellbezeichnungen der Komponenten e Wiegeplattform Model und Hersteller unbekannt e Waagenterminal Model XR3000 der Firma Tru Test e RFID Leseeinheit Model ASR700 Firma Agrident e RFID Antenne Model ASA009 Firma Agrident Parallel zur M glichkeit die RFID Steuer und Leseeinheit an das Waagenterminal anzuschlieBen kann diese Uber eine Schnittstelle RS232 mit einem Computer Betriebssystem Windows verbunden und fernbedient werden Eine entsprechende Steuerungssoftware stellt die Herstellerfirma bereit Eine Zuordnung von RFID Nummern zu Tiergewichten ist im Falle des Betriebes der RFID Steuer und Leseeinheit an einem Computer nicht gegeben da keine Wiegedaten vom Waagenterminal an die RFID Steuereinheit bergeben werden Erfolgt der Anschluss der RFID Steuereinheit hingegen an das Waagenterminal werden die Nummern erkannter RFID Ohrmarken an dieses weitergereicht Dort werden aus Tiergewicht und Tierkennung RFID Nummer bestehende Datens tze gebildet welche ber die serielle Schnittstelle abrufbar sind vgl Anonymus 2004a Eine Integration des Waagenterminals in das Stallnetz beinhaltet daher gleichsam die der RFID Leseeinheit da das Waagenterminal als Gateway fungier
195. psedStringAdapter class protected String eartagNumber XmlElement name PigRace protected CodeType pigRace Gets the value of the eartagNumber property return possible object is F Konzeptionierung und Implementierung 49 link String ar public String getEartagNumber return eartagNumber Sets the value of the eartagNumber property param value allowed object is link String F F F H public void setEartagNumber String value this eartagNumber value Gets the value of the pigRace property return possible object is link CodeType FH H public CodeType getPigRace return pigRace Sets the value of the pigRace property param value allowed object is link CodeType H Rg public void setPigRace CodeType value this pigRace value Das Erzeugen von XML Dateien konkreter Tierchargen Betriebe und Einzeltiere ist mittels der eigens implementierten Klassen e ChargeCreator java e FarmCreator java und e PigCreator java m glich Die Inhalte der zu erzeugenden XML Datei werden an die entsprechende Creator Klasse bergeben Ein Beispiel Klasse Test java mit Beispieldaten zum Erzeugen von XML Dateien eines Betriebes einer Charge und mehrerer Einzeltiere ist im Projekt agroXML_charge_example des VisualSVN Servers enthalte
196. r ber das Futter beziehen durchschnittlich ca 74 der Tagesmenge und den temperaturbedingten Mehrbedarf ber die Tr nken ausgleichen 3 Betrachtung Gewichtszunahme in Abh ngigkeit der eberseitigen Abstammung Der Datenbestand eines jeden Masttieres in der Farming Cell umfasst unter anderem seine Abstammung und die individuellen Gewichte zu verschiedenen Zeitpunkten Somit ist es m glich die Tageszunahmen der Einzeltiere zu errechnen und zu Gruppen aggregiert darzustellen Als Aggregationsparameter wurde die eberseitige Abstammung gew hlt Es wurden nur Eber einbezogen deren Anzahl Nachkommen im Datenbestand 2 4 war Der betrachtete Zeitraum reichte vom 22 06 2009 bis zum 24 09 2009 und deckt den Mastdurchgang nahezu vollst ndig ab vgl Tabelle 6 3 128 Anwendungsbeispiel Tabelle 6 7 Tageszunahmen in Abh ngigkeit der eberseitigen Abstammung Anzahl Nach Tageszunahmen der Nachkommen kg Eber kommen in arithmetisches min max Mastgruppe Mittel 1 6 0 80 0 73 0 90 2 4 0 75 0 63 0 88 3 8 0 78 0 55 0 94 4 13 0 75 0 57 0 93 5 4 0 87 0 75 0 99 6 6 0 74 0 70 0 84 4 0 86 0 79 0 94 Gesamt 45 0 78 0 55 0 99 Die errechneten mittleren Tageszunahmen jeder Gruppe sind in Tabelle 6 7 dargestellt und werden in der folgenden Abbildung 6 3 zusammen mit den zugrunde liegenden durchschnittlichen Zunahmen der Einzeltiere visualisiert D v E O O O 5 2 2 0 7
197. r Information Flow in Agriculture EFITA WCCA2005 Joint Congress on IT in Agriculture Vila Real Portugal 25 28 7 2005 European Federation for Information Technology in Agriculture Food and Environment S 439 443 GALLMANN E 2003 Vergleich von zwei Haltungssystemen f r Mastschweine mit unterschiedlichen L ftungsprinzipien Stallklima und Emissionen Dissertation Universit t Hohenheim Forschungsbericht Agrartechnik der VDI MEG Nr 404 e GOTZENAUER J 2006 Agile Methoden in der Softwareentwicklung Vergleich und Evaluierung Grin Verlag M nchen GROENEVELD E 2002 An adaptable platform independent information system in animal production framework and generic database structure Livestock Production Science 2002 No 87 pp 1 12 G TTICH G 2004 Im Test Mess PC von Better Networks Modulares Uberwachungssystem IT Administrator Das Magazin f r professionelle System und Netzwerkadministration 2004 H 11 S 19 21 H USSERMANN A 2006 Stallklimaregelung und Emissionen Entwicklung und Evaluierung sensorgest tzter komplexer Regelstrategen f r die Mastschweinehaltung Dissertation Universit t Hohenheim Forschungsbericht Agrartechnik der VDI MEG Nr 443 Literaturverzeichnis 159 e HEINRITZI K GINDELE H R REINER G SCHNURRBUSCH U 2006 Schweinekrankheiten Utb Stuttgart HENNINGER G 2007 ISOBUS die Zukunft hat l ngst begonnen Landtechnik 2007 H 4 S 206 207 HE
198. racht gezogen werden Ebenso w re es denkbar Auswertungsaufgaben automatisiert in der Nacht anzusto en und die dann freien Ressourcen des Rechenzentrums der Universit t Hohenheim in Anspruch zu nehmen 7 3 Bewertung des gew hlten Vorgehens Zu Beginn des Projektes erfolgten Festlegungen hinsichtlich der Entwicklungs und Implementierungsmethode Auch erfolgte eine Technologieauswahl Die folgenden Seiten reflektieren die Eignung der gew hlten Methoden und Werkzeuge 7 3 1 Entwicklungs und Implementierungsmethode Das Kapitel 41 hat sich mit der Auswahl und der Vorstellung der Entwicklungsmethode befasst Die gew hlte Methode Crystal Clear zeichnet sich vor allem durch Transparenz sowie formlose und stetige Kommunikation zwischen Kunde und Entwickler aus Sie konnte erfolgreich gelebt werden und bildete die Grundlage f r den Projekterfolg Insbesondere der stetige Ideenaustausch zwischen den Projektbeteiligten und die formlose Arbeitsweise beschleunigten das Fortschreiten Die Kommunikation mit Dritten gemeint sind beispielsweise Firmen und kooperierende Projektteams verlief das Paradigma der Offenheit verfolgend berwiegend gut Die Methode Crystal Clear ist auch hier in der Lage das Projekt z gig voranzubringen jedoch setzt sie viel Vertrauen zwischen den Beteiligten voraus Durch die zumeist informelle Kommunikation und fehlende Dokumentation von zum Beispiel Aufgabenpaketen fehlt ein Kontrollinstrument Eine formal st rker
199. ration einer neuen Datenquelle oder senke ma geblich von deren Details abh ngig ist werden an dieser Stelle lediglich allgemeine Einsch tzungen zu ausgew hlten Datenquellen und senken getroffen Die folgenden Erl uterungen setzen eine ISOagriNET konforme Integration als Ziel voraus Die Integration einer neuen Datenquelle kann die Erweiterung des Datenmodells erforderlich machen sofern neue ISOagriNET Entitaten verwendet werden Die Gruppe nicht ISOagriNET konform kommunizierender Anlagen stellt die gr te Herausforderung hinsichtlich einer Einbindung zum Zwecke des Datenaustausches dar Zum einen sind ihre Kommunikationsprotokolle oftmals propriet r oder nur mit gro em Aufwand nachzubildenden Zum anderen verf gen sie in der Regel nicht ber eine Ethernetschnittstelle Erfolgt keine herstellerseitige Implementierung von ISOagriNET ist der Aufwand einer Implementierung durch Dritte im Verh ltnis zum Nutzen tendenziell zu gro Sowohl die Integration der Sensoren als auch die der Verbrauchsmesser erfordert zus tzliche Hardware sogenannte Gateways welche ihre Messwerte im Netzwerk zug nglich machen Kommen in der Farming Cell Sensoren mit bisher nicht unterst tzten Schnittstellen zum Einsatz sind andere Gateways erforderlich Unterst tzt ein neues Gateway ISOagriNET ist es f r den Einsatz in der Farming Cell geeignet Der Austausch von Daten zwischen Fremdsystemen und der Farming Cell ist gegenw rtig nicht ISOagriNET
200. rbeitsgruppe erfolgte w hrend der gesamten Projektlaufzeit und wird auch ber diese hinaus fortgef hrt Tagungsteilnahmen GIL 2008 Kiel Vortrag AgEng 2008 Hersonissos Kreta Tagungsteilnahme CCTA 2008 Peking China Beitrag und Vortrag JIAC 2009 Wageningen Niederlande Beitrag und Vortrag BTU 2009 Berlin Beitrag und Vortrag a O NTE Messeauftritte AgriTechnica 2007 Pr sentation einer Demo eines Portals zum Thema R ckverfolgbarkeit und Qualit tssicherung Stand der Universit t Hohenheim EuroTier 2008 Die Pr sentation der Farming Cell erfolgte auf dem Stand der Universit t Hohenheim wie in Abbildung 0 1 illustriert Abbildung 0 2 Stand der Universit t Hohenheim auf der EuroTier 2008 32 Informationen http www ktbl de index php id 784 196 Anhang CeBIT 2009 Pr sentation einer beispielhaften Implementierung einer prozesskettenweiten Architektur f r die Sicherstellung der R ckverfolgbarkeit tierischer Erzeugnisse Der Prototyp wurde durch die Universit t Hohenheim das KTBL die comundus GmbH und die IBM Deutschland GmbH implementiert und auf den St nden des Bundesministeriums des Inneren und der IBM Deutschland GmbH pr sentiert Das Teilprojekt Informations und Datengewinnung aus Tierhaltungssystemen lieferte ber ein REST Schnittstelle Betriebs und Zertifizierungsdaten welche in einem von der comundus GmbH implementierten Portal angezeigt wurden
201. renstechnik der Tierhaltungssysteme des Instituts f r Agrartechnik der Universit t Hohenheim Mein herzlicher Dank gilt an dieser Stelle Prof Dr T Jungbluth der mir mit dem entgegengebrachten Vertrauen und den gew hrten Freiheiten die erfolgreiche Bearbeitung des Vorhabens erm glicht hat Prof Dr R Doluschitz als Mitberichter und Prof Dr S B ttinger danke ich f r die engagierte Durchsicht der Arbeit und die konstruktive Kritik Dr D Herd gilt mein Dank f r die immer kompetente Betreuung bei fachlichen Fragen die in meine Arbeit investierte Zeit und das freundschaftliche Verh ltnis Am Erfolg des Projektes insbesondere im technischen Bereich hat Benjamin R ler gro en Anteil Ihm danke ich f r sein Engagement und stellvertretend f r alle Mitarbeiter und Doktoranden des Instituts f r die vielen fachlichen wie auch nicht fachlichen Gespr che in freundschaftlicher Atmosph re Gedankt sei f r ihre Unterst tzung auch der Leitung und den Mitarbeitern der Versuchsstation Unterer Lindenhof den Mitarbeitern der Messtechnik des Instituts f r Agrartechnik allen Projektpartnern sowie den Vertretern kooperierender Firmen Schlie lich gilt mein Dank all jenen die mich auf meinem Weg begleitet und motiviert haben Der gr te Dank geb hrt meinen Eltern da sie mir alle Freiheit gew hren meine Entscheidungen mittragen und mir immer zur Seite stehen F r das gro e Verst ndnis f r meine Arbeit und meine Launen di
202. riNET implementierende Gateways wie sie im Projektverlauf entstanden k nnen ihre Messwerte im Netzwerk bereitgestellt werden Der f r den au enwirtschaftlichen Datenaustausch eingesetzte Standard agroXML befindet sich noch am Anfang seiner Entwicklung Bis dato sind lediglich Teilbereiche Zusammenfassung 155 des tierischen Produktionsprozesses durch das KTBL modelliert worden Die bisherigen Ans tze sind vielversprechend die Problematik der Marktdurchdringung besteht jedoch auch hier Ebenso wie f r ISOagriNET sind auch f r agroXML praktische Umsetzungen kurzfristig anzustreben 156 Summary 9 Summary The Farming Cell is a prototype showing the prospects of information technology for process documentation and process support The development and the long time tests in a pig fattening barn at the Research Station for Animal Husbandry Animal Breeding and Small Animal Breeding Unterer Lindenhof of the Universit t Hohenheim demonstrated the challenges about setting up a farm network Because of its uniqueness the Farming Cell can serve as a reference implementation for future agricultural information systems Its strengths are the consistent utilization of ISOagriNET and a modular design which offers possibilities to exchange individual components or to transfer them to another farm Many challenges occurred during implementation There are heterogeneous systems with a variety of proprietary hardware and software interfac
203. rkommen eines Datums Es sind geschlossene Inhaltslisten z B Geschlecht m oder w oder Freitextdaten z B Name m glich Ferner findet die XLink Technologie Anwendung welche die Verkn pfung zweier XML Dokumente mittels eines Uniform Resource Identifier URI erlaubt Im Gegensatz zu ISOagriNET beschreibt agroXML also lediglich die Struktur der Daten nicht aber wie ihre bertragung zu erfolgen hat Die Art der Weitergabe bleibt dem Nutzer berlassen und kann beispielsweise in Form einer E Mail mithilfe eines REST Representational State Transfer Services vgl Kapitel 5 6 10 oder auch in Papierform erfolgen Da agroXML bisher vornehmlich in den Bereichen Pflanzenproduktion und Geodaten Verwendung findet vgl STEINBERGER et al 2007 wurden im Rahmen des Projektes IT FoodTrace durch das KTBL neue Schema Dateien f r den Bereich Nutztierhaltung entwickelt MARTINI et al 2008 Eine solche Schema Datei ist nachfolgend abgedruckt Stand der Forschung 15 Inhalt der Schema Datei AnimalMeat xsd lt xsd schema xmlns http www agroxml de schema devel xmlns xsd http www w3 org 2001 XMLSchema targetNamespace http www agroxml de schema devel elementFormDefault qualified attributeFormDefault unqualified gt lt xsd include schemaLocation CommonBasicComponents xsd gt lt xsd include schemaLocation Animal xsd gt lt xsd element name Pig type PigType gt lt xsd annotation gt lt xsd documentation xml lang
204. rme Kommunikation dar Um ISOagriNET zu implementieren war daher die Entwicklung eines Gatewaysoftware notwendig vgl Kapitel 5 6 3 welche die Kommunikation mit der Ethernetbox durchf hrt und die Bereitstellung der Daten im Netzwerk bernimmt Die Hardwarekomponenten aus denen die Ethernetbox besteht sind bekannt und die Entwicklung einer ISOagriNET konformen Software f r den in der Ethernetbox verbauten Mikrocontroller RC2200 der Firma Rabbit Semiconductor m glich Die sehr gute Hardwarebasis der Ethernetbox k nnte in Verbindung mit einer den Standard ISOagriNET implementierenden neuen Mikrocontroller Software als universell nutzbarer ISOagriNET Adapter zum Einsatz kommen Wird ber die Softwareneuentwicklung hinaus auch eine Hardwareoptimierung angestrebt so sollte ein f r den Einsatz im Stall besser geeignetes Geh use genutzt werden Auch w re es anwenderfreundlich jeden Kanal als eigene Steckverbindung nach au en zu f hren Die Ethernetbox bietet in ihrer aktuellen Version lediglich vier RJ45 Buchsen f r die Belegung der 20 Kan le Datenbankserver Der Datenbankserver ist ein handels blicher Desktop PC vgl Kapitel 5 4 3 Es sollte die Anschaffung eines Serversystems in Betracht gezogen werden welches f r die permanente Verf gbarkeit und die Verarbeitung gro er Datenvolumina ausgelegt ist Bereits die w hrend eines Mastdurchgangs erfasste Datenmenge f hrte zu sp rbaren Latenzen bei Datenbankoperationen Die Platzieru
205. rschl sselkombination einer Tabelle FK Foreign Key Fremdschl ssel aus einer fremden Tabelle DV Default Value Verwendeter Standardwert wenn kein anderer gesetzt wurde animal Alle aktuellen und ehemaligen Masttiere Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_electronical_id bigint 15 Nein PK Nummer der RFID Ohrmarke visual_id int 11 Nein Visuelle ID der Ohrmarke f_father_id int 11 Ja FK ID des Ebers aus Tabelle boar mother_no varchar 10 Nein Nummer der Mutter piglet_no tinyint 4 Nein Nummer des Ferkels date_of_birth date Ja Geburtsdatum zex varchar 2 Ja en 1 m nnlich 2 f_race_id tinyint 4 Ja FK ID aus Tabelle race waiting_time date Ja Datum bis zu dem Tier gesperrt ist arrived_timestamp timestamp Nein re Zeitpunkt Einstallen Mastbeginn left_timestamp timestamp Ja Zeitpunkt Ausstallen f_leaving_reason_id tinyint 4 Ja FK ID des Abgangsgrundes FK ID des Kontaktes der abgehendes f_leaving_contact_id int 11 Ja Schwein aufnimmt animal_to_location Zuordnung aller Masttiere zu Lokationen Feld Typ Null Besonderheit Kommentar p_id bigint 20 Nein PK Fortlaufende Nummer a Nummer der RFID Ohrmarke aus f_e_animal_id varchar 16 Nein FK Tabelle animal f_location_id tinyint 4 Nein FK ID der Lokation aus Tabelle location DV s Pie Zeitpunkt an dem das Tier die arrived_timestamp timestamp Nein CURRENT_ i TIMESTAMP Lokation betreten hat i
206. rsprungen 23 10 2009 15 01 37 parser ADIS_parser parseVNline INFO Skipping 101001 humidity with value 3 Die Daten werden regul r in die Datenbank geschrieben wobei Item 101001 humidity NULL gesetzt wird 23 10 2009 15 01 37 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 101000 from sender unknown Da der ISOagriNET Parser eingehende Nachrichten in Echtzeit analysieren und speichern muss ist der Zahl verarbeitbarer Nachrichten pro Zeiteinheit eine Grenze gesetzt Zwar wurde diese bisher nicht erreicht ein Optimierungsvorschlag wird dennoch in Kapitel 7 2 3 vorgestellt 5 6 6 Datenbank Professionelle Datenbankanwender setzten bisher zumeist auf etablierte propriet re Produkte wie Oracle Database oder DB2 der Firma IBM Der Trend Open Source Software zu verwenden um Kosten zu sparen und auf die Unterst tzung der gro en Internetgemeinde zur ckgreifen zu k nnen hat die Verbreitung von Open Source Datenbanken beg nstigt Ein qualitativer Vergleich der verschiedenen verf gbaren Datenbanken Open wie auch Closed Source ist kaum m glich Jedes Datenbanksystem hat individuelle St rken vgl HORSTMANN 2006 Die kostenmotivierte Entscheidung eine Open Source Variante f r die Farming Cell zu w hlen sowie die Entscheidung eine relationale Datenbank zu verwenden schr nkte die Auswahl ein Zur Gruppe m glicher Datenbanken z hlten MySQL und PostgreSQL die aufgrund vorangegangener Erfahrungen aus andere
207. rt_url Die URL einer Webseite valid_from valid_till Tabellen measuring_point Start und Enddatum sowie Uhrzeit der G ltigkeit eines Messpunktes valveConsumption Tabellen feed_consumption Eine Futtermenge die durch das Ventil eng valve geflossen ist Ein Ventil 1 4 entspricht im konkreten Fall der Bucht 1 4 visual_id Tabellen animal Die tierindividuelle Nummer auf der Ohrmarke waiting_time Tabellen medicine animal Die Anzahl Tage die ein Tier nach einer Behandlung zu sperren ist Tabelle medicine oder das Datum bis zum dem ein Tier aufgrund einer Medikamentierung f r den Weiterverkauf gesperrt ist Tabelle animal Anhang 179 wasser Tabellen entity_101005 Wasserverbrauch in einer Lokation an einem Tag water _meter Tabellen entity_2 Ein Messwert website Tabellen contact Die Webseite eines Kontaktes weight Tabellen entity_101005 Tierdurchschnittsgewicht pro Tier in Kilogramm WIEGEDATUM Tabellen entity_610011 Datum eines Wiegeereignisses WIEGEZEIT Tabellen entity_610011 Uhrzeit eines Wiegeereignisses wind Tabellen entity_101001 Ein Messwert windrichtung Tabellen entity_101001 Ein Messwert 180 Anhang Create Statements der Datenbank Views Da die Herkunft der Daten in den Views der Farming Cell Datenbank nicht ersichtlich ist sind alle f r die View Erzeugung notwendigen SQL Statements in diesem Abschnitt hinterlegt view_temperature
208. rte von Sensoren und Verbrauchsmessern Der Aufbau dieser drei Tabellen ist nahezu identisch mit dem des ADED Datadictionaries Sie alle besitzen die Felder farm stable compartment pen timestamp und sender Die folgende Tabelle erl utert die Felder Tabelle 5 20 Standard Felder der Entity Tabellen Feld Erl uterung farm Betriebsnummer lokaler Betrieb 0 stable Stallnummer compartment Abteilnummer pen Buchtnummer timestamp Messzeitpunkt Eindeutige Kennung des Ger tes sender _ welches die Entitat geschickt hat Konzeptionierung und Implementierung 93 Der bermittelte Messwert wird in einem weiteren Feld abgelegt dessen Benennung seinem Typ entspricht Die zul ssigen Typen sind Tabelle 5 17 zu entnehmen Die Tabellen entity_1 und entity_2 welche f r die Aufnahme der beiden Farming Cell internen Entit ten vorhanden sind besitzen dar ber hinaus die Felder coordinate_x coordinate_y und coordinate_z Tabelle 5 21 Koordinatenfelder der Entity Tabellen Feld Erlauterung coordinate_x X Koordinate des Messpunktes coordinate_y Y Koordinate des Messpunktes coordinate_z Z Koordinate des Messpunktes Die Notwendigkeit der Koordinatenfelder liegt in der Anforderung begr ndet Messpunkte definieren zu k nnen siehe Erl uterungen zur Tabelle measuring points unten denen die in den Tabellen entity_1 und entity_2 enthaltenen Eintr ge zugeordnet werden k nnen Die in den Ta
209. s driver com mysql jdbc Driver DB_SERVER xx kkk 5 ES N rr DB_NAME farmingcell password KKKKKKKK user farmingcell url jdbe mysql Ist eine Aktualisierung der Tieranzahl und des Tierdurchschnittsgewichtes aufgrund tagesaktueller Wiegedaten durchgef hrt worden wird eine E Mail an die Mailingliste verschickt wie sie in der folgenden Abbildung beispielhaft zu sehen ist ne kanmi eene Data Elenstene WlurSTzer if Datei Bearbeiten Ansicht Einf gen Format Extras Aktionen Yon Farmingcell_list bounces listsery uni hohenheim de im Auftrag von Gesendet Do 24 09 2009 22 31 Farmingcell uni hohenheim de Values in feeding had to be updated Scale says there are 26 animals in pen 1 DB says 28 The number of animals from DB will be used The following values have been set for pen number 1 Number of animals 28 Average weight in g 109692 farmingcell list mailing list farmingcell list listserv uni hohenheim de https listserv uni hohenheim de mailman listinfo farmingcell list Abbildung 5 10 E Mail bei F tterungsanpassung Zu beachten ist dass es zu einer Uneindeutigkeit hinsichtlich der aktuellen Tieranzahl kommen kann Dies ist der Fall sollten die aus den Datenbanktabellen entity_ 610011 Wiegedaten und animal Tierbestand ermittelten Tieranzahlen einer Bucht nicht identisch sein Dies kann zwei Gr nde haben Konzeptionierung und Implementierung 69 1 W hrend des W
210. s die entsprechende Zeile derzeit abgearbeitet wird Die Zeile betreffende Hinweis und Fehlermeldungen wie in Abbildung 5 16 zu sehen folgen unmittelbar s u Erl uterung der durch den M ller ISOagriNET LON Adapter verursachten Warnmeldungen line DNO00001009010024000090101317000101001041 line VNO000010 0 0 0 200910231512160000855 3 Es folgt die Meldung der Klasse f r Datenbankzugriffe dass Daten geschrieben werden Hinweis und Fehlermeldungen folgen auch hier unmittelbar 23 10 2009 15 10 59 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 1 from sender HME 00 60 35 07 ee 01 Erl uterung der durch den Moller ISOagriNET LON Adapter verursachten Warnmeldungen Die von der L ftungssteuerung kommenden Nachrichten weisen eine Besonderheit auf Liegt f r ein Item kein Messwert vor wird es dennoch verschickt und Fragezeichen werden als Platzhalter gesetzt Dieses Vorgehen ist standardkonform erh ht jedoch die Netzlast und den Verarbeitungsaufwand ohne Mehrwert zu bieten Der ISOagriNET Parser ist in der Lage solche Nachrichten zu verarbeiten gibt jedoch w hrend der Verarbeitung Warnhinweise aus 90 Konzeptionierung und Implementierung Die folgenden Zeilen verdeutlichen den geschilderten Sachverhalt anhand einer Nutzdatenzeile 1 Die zu verarbeitende Nutzdatenzeile wird ausgegeben line VN1010000 1 1 0 20091023150231000 1860 2 Das Item 101001 humidity enth lt als Wert und wird daher be
211. s in Cluster 1 Name der View Erlauterung Enthalt alle Kombinationen von ID aus Tabelle sensors und ID aus Tabelle view_sensor_to_location Location zu denen Werte erfasst werden Enth lt den tageweisen Futterverbrauch view_pig_total_group_feed_consumption einer gesamten Gruppe Bucht Enth lt den durchschnittlichen view_pig_avg_pig_feed_consumption tageweisen Einzeltierfutterverbrauch einer Gruppe Bucht Die f r das Anlegen aller Views verwendeten SQL Ausdr cke finden sich im Anhang A dieser Arbeit Cluster 2 Im zweiten Cluster sind die Masttiere modelliert und die mit Ihnen verbundenen Informationen hinterlegt Dies schlie t die Zuordnung der Tiere zu Aufenthaltsorten sowie Daten zu Wiegungen und Medikamentierungen ein Die Modellierung erfolgte mit dem Fokus auf Mastschweine ist jedoch generisch vgl GROENEVELD 2002 100 Konzeptionierung und Implementierung und daher mit wenigen nderungen auch f r andere Lebensabschnitte und Tierarten nutzbar Das Mastschwein und seine Eigenschaften werden mithilfe dreier Tabellen modelliert e animal e boar e race Die Tabelle animal besitzt unter anderem die in der folgenden Tabelle erlauterten Felder und ist in der Lage Daten tierindividuell zu halten p_electronical_id ist Prim rschl ssel Tabelle 5 28 Attribute der Tabelle animal Auszug Feld Erl uterung p_electronical_id Nummer der elektronischen Ohrmarke mother_no
212. schen dem Waagenterminal und Netzwerkteilnehmern entwickelte Software der HME wird in Kapitel 5 6 2 vorgestellt Bei der eingesetzten RFID Leseeinrichtung handelt es sich um den Langstreckenleser ASR700 vgl Anonymus 2008 mir einer Antenne des Typs ASA009 vgl Anonymus 2006 der Firma Agrident GmbH Der Anschluss an einen Computer f r Konfigurationszwecke ist ber eine RS232 oder RS485 Schnittstelle m glich Die Einbindung der RFID Leseeinrichtung in das Stallnetz erfolgt mithilfe der Waagensteuerung welche ber zwei Wiegezellenanschl sse verf gt Diese eignen sich zum Anschluss so dass die bertragung der ID im Lesefeld befindlicher Transponder und deren Zuordnung zu Einzeltiergewichten in der Waagensteuerung erfolgt Diese Daten sind mithilfe der HME f r alle Netzwerkteilnehmer ISOagriNET konform zug nglich 54 Konzeptionierung und Implementierung 5 3 4 Multigasmonitor Der in Kapitel 3 2 1 4 vorgestellte Multigasmonitor muss ber eine serielle Schnittstelle RS232 mit einem Computer verbunden werden damit seine Steuerung m glich und die persistente Speicherung der Messwerte gew hrleistet ist Die Option eine eigene Software zu entwickeln die eine direkte Kommunikation mit dem Multigasmonitor und die anschlie ende ISOagriNET konforme Publikation implementiert bestand aufgrund der propriet ren Schnittstelle des Multigasmonitors nicht Die durch die Herstellerfirma bereitgestellte Steuerungssoftware legt die vom
213. skutiert 5 5 Sensoren und Verbrauchsmesser Die im Versuchsstall installierten Sensoren und Verbrauchsmesser sind mittels Hohenheimer Messwerterfassung oder Ethernetbox ISOagriNET konform in das Netzwerk der Farming Cell eingebunden vgl Kapitel 5 4 1 und 5 4 2 Die folgende Abbildung gibt eine bersicht ber Typ Anzahl und Position der im Versuchsstall installierten Sensoren und Verbrauchsmesser Ebenfalls stellt es die X und Y Achsen des Koordinatensystems dar Die nicht eingezeichnete Z Achse ist die Lotachse Die R ume Abteile 1 und 2 sowie Vorraum besitzen eigene Nullpunkte welche sich in der Abbildung 5 8 jeweils in der unteren linken Ecke befinden 62 Konzeptionierung und Implementierung Vorraum Bucht 4 ft jjj Bucht 3 Bucht 2 J11 I Bucht 1 41516 wee t2f III Y Achse X Achse Abbildung 5 8 Sensoren im Versuchsstall Legende zu Abbildung 5 8 Tabelle 5 10 Sensoren und Verbrauchsmesser im Versuchsstall Sensor Verbrauchsmesser Anzahl Signal 1 Temperatur 4 Spannung 2 Luftfeuchte 2 3 Wasservolumenmesser 15 Impuls S0 4 Helligkeit 1 Spannung 5 NH3 1 6 CO2 1 7 Differenzdruck 1 E 8 W rmeenergiez hler 2 Impuls S0 9 Stromenergiez hler 9 a Konzeptionierung und Implementierung 63 F r die Wasservolumenmesser der zw lf Tr nken wurden am 25 02 2008 mittels einer definierten Wasserentnahme individuelle Korrekturfaktoren bestimmt
214. sstalls und in dessen Au enbereich angebracht Nachfolgend erfolgt die Vorstellung der verbauten Komponenten die im Hinblick auf eine automatisierte Datenerfassung von Interesse sind Klimadatenerfassung Die Erfassung klimarelevanter Gase und weiterer Parameter erfolgt mithilfe der in der folgenden Tabelle genannten Sensoren Tabelle 3 1 Klimadatenerfassung Sensor Hersteller Anbieter Anzahl Messstelle Signal Typ en Differenzdruck Ziehl Abegg DSG 1 Abteil 1 Vorraum Spannung 200 NH3 ADOS TOX 592 1 Abteil 1 CO2 VAISALA GMP343 1 Abteil 1 i Temperatur iButtonLink DS 3 Abteil 1 und 2 j 2438Z AuBenbereich und andere Helligkeit iButtonLink 1 Abteil 1 unbekannt Feuchtigkeit iButtonLink 2 Abteil 1 Au enbereich Honeywell HIH 4000 s Konfiguration g ltig bis 6 11 2009 Material 25 Verbrauchsdatenerfassung Die im Einsatz befindlichen Verbrauchsmesser und z hler sind in Tabelle 3 2 aufgef hrt Tabelle 3 2 Verbrauchsdatenerfassung Sensor Hersteller Typ en Anzahl Erfassungsumfang Signal Wasservolumen Zenner Kalt 16 Abteil 1 und 2 Impuls messer 10E185 gesamt F tterung SO RS Components Befeuchtung 12 Flow Sensor Dual Tr nkenippel Range Stromenergie ShellCount 9 Abteil 1 und 2 g z hler Drehstromz hler Beleuchtung 2 420465 und Steckdosen Wechselstromz hler Befeuchtung EEM12LR Breif tterung Fl ssigf tterung Abteil 1 und 2 Bel ftun
215. st auf Hardwareebene problemlos m glich da sie bereits ber die notwendige Ethernetschnittstelle verf gt Sie ist somit sehr gut dazu geeignet die Werte von Sensoren oder Verbrauchsmessern im Netzwerk bereitzustellen Eine an einem Analogeingang anliegende Spannung oder der jeweilige Schaltzustand eines Digitaleinganges und der dazugeh rige Wert des internen Schaltzustandzahlers der Ethernetbox sind mithilfe des Transmission Control Protocol TCP abfragbar vgl Kapitel 5 6 3 Konzeptionierung und Implementierung 59 F r die ISOagriNET konforme Bereitstellung sind der Kommunikationsablauf und das Nachrichtenformat allerdings ungeeignet da ISOagriNET eigene vorgibt Kapitel 5 6 3 stellt die entwickelte Softwarekomponente namens Ethernetbox Service vor die eine Umsetzung des Ethernetbox Protokolls in ADIS ADED durchf hrt 5 4 3 Management PC Datenbank Server und virtueller Server Der Betrieb der Farming Cell setzt mindestens einen vollwertigen Computer im Versuchsstall voraus Um eine bessere Trennung zwischen der Datenhaltung und anderen Bereichen zu erzielen verwendet die Farming Cell zwei gleichwertige Maschinen mit folgenden Eigenschaften e Betriebssystem Windows XP Management PC bzw Debian Lenny Datenbank Server e Prozessor Intel Core2Duo 6420 2 13 GHz e Arbeitsspeicher 3 11 GB e Festplatte 160 GB SATA e 2x PCI beide frei Die Tatsache dass zum einen ein Windows und zum anderen ein Linux Betriebssystem
216. t 22 Material Abbildung 3 6 Waagenterminal links und Waage mit RFID Antenne rechts Um die ISOagriNET konforme Anbindung des Waagenterminals mit angeschlossener RFID Komponente zu erreichen waren drei Schritte durchzuf hren 1 Umsetzung der Waagenterminalschnittstelle von R232 auf RJ45 Ethernet durch Anschluss an a einen Computer oder b eine Hohenheimer Messwerterfassung HME oder c einen RS232 auf RJ45 Server 2 Implementierung einer Software die das Kommunikationsprotokoll des Waagenterminals umsetzt und eine Abfrage der Wiegedaten Tierkennung und gewicht erm glicht 3 Erweiterung der unter 2 genannten Software so dass eine ISOagriNET konforme Kommunikation mit anderen Netzwerkteilnehmern erfolgen kann Die Kapitel 5 3 3 und 5 6 2 stellen die entwickelte L sung vor 3 1 1 4 Multigasmonitor Im Projektverlauf wurde eine Messeinrichtung f r Schadgase der Firma Innova Lumasense Technologies A S angeschafft Sie beinhaltet neben dem Multigasmonitor 1412 den Multiplexer 1309 sowie eine Pumpe zum Ansaugen der Probenluft vgl Abbildung 3 7 Material 23 i aims 128 eid Geers 200008 gaaace Abbildung 3 7 Multigasmonitor mit Multiplexer und Pumpe Der Multigasmonitor verf gt zum Zwecke der Kommunikation mit der Herstellersoftware ber eine serielle Schnittstelle RS232 Die Software dient zum einen zur Konfiguration der Messeinrichtung zum anderen nimmt sie Messwerte entgegen u
217. t 100PT 4 ch4 N 6 1 ppm 0 der Luft Aktueller N2O Gehalt 11OPT 5 n20 N 6 1 ppm 0 der Luft Aktueller Unterdruck im 12OPT 101019 Unterdruck Abieil N 4 0 Pa 0 ei N Beleuchtungsst rke in 13 OPT 101004 Helligkeit Y N 6 0 Lux 0 ux Konzeptionierung und Implementierung 45 Daten Aufl s _ Code ID Typ Nr Name Beschreibung Lange Einheit typ ung set 14OPT 10 air_speed Luftgeschwindigkeit N 3 1 m s 0 Entity 2 meter_values Tabelle 5 7 ADED Entitat 2 Daten Aufl s Code IDTyp Nr Name Beschreibung L nge Einheit typ ung set Location laut ISO17532 location 1 MAN 901002 location AN 40 0 0 BetrNr Stall Abteil Bucht type CCYYMM 2 MAN 901013timestamp N 17 0 DDHHmm 0 SSsss x Koordinate des 3 OPT 1 coordinate_x N 4 2 m 0 Messpunktes y Koordinate des 4 OPT 2 coordinate_y N 4 2 m 0 Messpunktes z Koordinate des 5 OPT 3 coordinate_z N 4 2 m 0 Messpunktes Verbrauch seit letzter 6 OPT 6 electric_meter N 8 2 kWh 0 Messung Verbrauch seit letzter 7 OPT 7 water_meter N 8 2 ml 0 Messung Verbrauch seit letzter 8 OPT 8 heat_meter N 8 2 kWh 0 Messung Verbrauch seit letzter 9 OPT 9 gas_meter N 8 2 m3 0 Messung Die neuen Entitaten wurden in die SQLite Datenbank der Software Tisan vgl Kapitel 4 2 eingepflegt Auf diese Weise stehen sie f r mit Tisan durchgef hrte Tests zur Verf gung Die dateibasierte Datenbank findet auch Anwendung in einigen der in Kapitel 5 6 vorgestellte
218. t Terminal Reiter Hilfe 448 vth142 home farmingcell Desktop ADIS Receiver java jar ADIS ADED Receiver jar 22 10 2009 16 67 59 MulticastServer lt init gt INFO New MulticastServer for group 224 111 234 123 2434 is running processData 3 DN00000200901002400009010131700000000104200000002042000000030420 0000006082 4 VNGG00020 3 0 0 200916221668616661 6616196018300000000 Line DNO00002009010024000090101317000000001042000000020420000000304200000006082 Line VN8888828 3 8 8 26691622166861660106161900 18300000000 22 10 2009 16 08 05 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 2 from sender Ebox 00 90 c2 d2 26 af processData 3 DN00000200901002400009010131700000000104200000002042000000030420 0000006082 4 VN0000020 3 0 0 200910221608020001 0470190018300000000 Line DNO00002009010024000090101317000000001042000000020420000000304200000006082 line VN8888828 3 8 8 26691622166862606164761900 183000000090 22 10 2009 16 08 05 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 2 from sender Ebox 00 90 c2 d2 26 af processData 3 DN00000200901002400009010131700000000104200000002042000000030420 0000007082 4 VNGG00020 3 0 0 200910221668020001 3650168001600000000 line DNO00002009010024000090101317000000001042000000020420000000304200000007082 line VN8888028 3 0 0 20091022160802000136501680 01600000000 22 10 2009 16 08 06 db MeasurementAccess insert INFO Storing data of entity 2 from sender Ebox 88 98 c2 d2 26 af
219. t beschriebene Weg XSD Dateien in ein Software Framework zu berf hren welches zum Generieren und Verarbeiten von XML Instanzen benutzt werden kann ist aufwendig Daher ist es empfehlenswert derartige Frameworks in verschiedenen Programmiersprachen bereitzustellen Eventuelle Markteintrittswiderst nde und das Entwicklungsfehlerpotential w rden so minimiert Die Entwicklung und die Bereitstellung der agroXML Frameworks k nnte das KTBL bernehmen 7 2 2 Hardware Hohenheimer Messwerterfassung HME Die HME ist ein selbstentwickeltes System dessen Hardware sich ber Monate bew hrt hat F r die Software gilt ebendies mit einer Einschr nkung Die Java Laufzeitumgebung des verwendeten Mikroprozessors besitzt einen dem Hersteller bekannten jedoch nie behobenen Fehler im Bereich der Netzwerkkommunikation Auf dem TCP basierende Verbindungen k nnen in Einzelf llen nicht geschlossen werden Ist die maximal m gliche Anzahl parallel Verbindungen von 25 Anonymus 2004b erreicht ist der Aufbau einer weiteren Verbindung zur HME unm glich Dies betrifft Telnet Verbindungen und das Webinterface Die Logikkomponente der HME wird hiervon nicht beeintr chtigt womit die UDP basierende Publikation von Messwerten fortgef hrt wird Diskussion 143 Ethernetbox Die f r die Messwerterfassung genutzten Ethernetboxen vgl Kapitel 5 4 2 konnten funktional wie auch preislich berzeugen Ein Manko stellt jedoch deren nicht ISOagriNET konfo
220. t x lt chargeType gt link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple ink type simple link type simple link type simple link type simple link type simple link type simple ink type simple ink type simple ink type simple xii ink type simple xii ink type simple xli ink type simple xli ink type simple xli ink type simple xli xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig xl xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig x xlink title Pig xl xlink title xlink title ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365000 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000029392 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365002 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365005 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000365004 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_969000000032857 xml gt ink href https www farmingcell de animals pig_96900
221. tbox x x x Service ISOagriNET X x X Parser Datenbank X x x Info Mailer X x X Konzeptionierung und Implementierung 61 Webapplikation x x x Reporting X X x Applikation phpMyAdmin x X x REST Service X x x x lauff hig x lauff hig und genutzte Variante nicht lauff hig Obgleich mit den genannten Maschinen M glichkeiten bereitstehen die Datenbank der Farming Cell zu sichern und mehrfach vorzuhalten wurde eine weitere Datenbank in das Gesamtkonzept einbezogen Diese wird durch das Rechenzentrum der Universitat betrieben Es handelt sich um eine MySQL Datenbank der Version 5 0 77 welche auf einer durch das genannte Rechenzentrum administrierten virtuellen Maschine URL mysqlb vm rz uni hohenheim de l uft Der Beweggrund f r die Verwendung dieser zus tzlichen Datenbank liegt einerseits in der besseren Performance der Hardware des genannten Rechenzentrums begr ndet Die rechenaufwendigen Datenbankoperationen wie sie beispielsweise die Reporting Applikation erfordern machen den Einsatz leistungsf higer Hardware notwendig Desweiteren wird die Datensicherheit f r im Rechenzentrum der Universit t Hohenheim befindliche Daten besser eingesch tzt als f r diejenigen auf den oben genannten Maschinen Eine regelm ige Sicherung der Produktivdatenbank auf die Datenbank des Rechenzentrums der Universitat Hohenheim w re daher in Zukunft sinnvoll M gliche Ans tze werden in Kapitel 7 1 3 di
222. tellung XAMPP vgl Kapitel 4 2 ber die M glichkeit hinaus das Datenbankschema zu bearbeiten ist auch der Zugriff auf ausgew hlte Inhalte m glich Diese k nnen in unterschiedliche Zielformate exportiert werden 8 Internetpr senz http www phpmyadmin net 116 Konzeptionierung und Implementierung 5 6 10 REST Service REST bezeichnet einen Softwarearchitektursti f r verteilt arbeitende Informationssysteme wie das World Wide Web Mit Hilfe dieser Technik k nnen Informationen aus weltweit gestreuten Datenbest nden verkn pft und so zum Beispiel f r die Verfolgung von Tieren genutzt werden HERD et al 2007 Ein REST Webservice wie er f r die Farming Cell entwickelt wurde setzt auf bew hrte Protokolle wie HyperText Transfer Protocol Secure HTTPS und referenziert auf jede Ressource mit einem eindeutigen Uniform Resource Identifier URI Im Falle der Farming Cell liegen die bereitgestellten Informationen im agroXML Format vor Das in Kapitel 5 1 2 vorgestellte Framework erm glicht das Erzeugen der notwendigen agroXML Instanzen Ebenso wie sich Anfragende am REST Server mit Benutzernamen und Passwort anmelden m ssen um Daten zu erhalten weist sich der Server im Gegenzug mit einem Zertifikat aus welches die Echtheit des Servers versichern soll Der Aufruf des in Abbildung 5 27 gezeigten Beispiels ist eine Zugangsberechtigung vorausgesetzt mithilfe des URI https www farmingcell de charges abc123def xml m glich
223. ten unter Verwendung von Standards legt Neben der Vorstellung und der Bewertung des entstandenen Systems wird der konkrete Nutzen f r Wissenschaft und Praxis anhand ausgew hlter Anwendungsbeispiele dargestellt sowie Optimierungspotentiale hinsichtlich der genutzten Technologien und Standards aufgezeigt Abstract In livestock farming the use of automation technology is common Automation technology is able to perform sub processes whereby the farmer is supported in his daily work The data produced by this technology is usually monitored manually The same applies to the collection of process parameters such as resource consumption and climate data Therefore overall process monitoring and process documentation require high workload Caused by structural change and the demand for food safety and traceability livestock farming needs to introduce information technology This document is dealing with the topics collection storage usage and exchange of data on farms and in their environment using the example of pig fattening A stable for fattening pigs was used to analyse the conditions requirements and implementation options for achieving the objectives process documentation and process support Based on the conclusions drawn a prototype was developed that focuses on the full integration of all technical components in the stable using communication and data standards Besides the presentation and evaluation of the system concrete benefi
224. tenbank einen konsequenten wenngleich tiefgreifenden Ansatz Umfangreiche nderungen in der mittleren und oberen Software Layer vgl Abbildung 5 1 w ren vonn ten W rden die Datenbank und der ISOagriNET Parser in der Form angepasst dass die empfangenen ADIS ADED Nachrichten zerlegt und deren enthaltene Werte separiert nach Typ Temperatur Wassermesser etc in getrennte Tabellen gelegt w rden erhielte man eine Vielzahl an Tabellen vergleichbar mit den derzeit existierenden Views Der bereits erl uterte Vorteil k me bei allen sp teren Zugriffen auf die Daten zum tragen Bedacht werden muss aber dass der ISOagriNET Parser gegen ber der aktuellen Implementierung ein Mehr an Arbeit zu verrichten h tte Es muss sichergestellt sein dass das Zerlegen und die Mehrzahl an Schreiboperationen durch den ISOagriNET Parser geleistet werden k nnen Andernfalls best nde die Gefahr eines Datenverlustes vgl auch nachfolgende Betrachtung des ISOagriNET Parsers Ferner ist zu beachten dass die Datenbankschnittstellen vieler nachgelagerter Dienste der oberen Software Layer geringf gig angepasst werden m ssten Variante zwei sieht vor das Datenbankdesign nahezu beizubehalten Lediglich die Views w ren durch identisch aufgebaute Tabellen zu ersetzen Zwar w rde sich durch die Redundanz der Daten das Volumen der Datenbank nahezu verdoppeln der Vorteil performantere Auswertungsm glichkeiten zu erhalten und die Tatsache dass Speicherplatz nicht
225. ter value 364 counter2 value 9572 counter12 value 233 Zahlerstande der ja ja zu den 12 Digitaleing ngen geh renden Z hler auslesen counter reset 01 password counter1 value 942 Z hlerst nde der ja ja 76 Konzeptionierung und Implementierung private counter reset 02 password private counter reset 12 password private counter2 value 23 counter3 value 886 zu den 12 Digitaleing ngen geh renden Z hler und auf 0 setzen auslesen pcmeasure lpt1 1 Kanal 1 pcmeasure lpt1 2 Kanal 2 pcmeasure lpt1 3 Kanal 3 pcmeasure lpt1 4 Kanal 4 pcmeasure lpt2 1 Kanal 5 pcmeasure lpt2 2 Kanal 6 pcmeasure lpt2 3 Kanal 7 pcmeasure pt2 4 Kanal 8 valid 1 value 1 2697 Die an den acht nein ja Analogein gangen anliegenden Spannungen auslesen Die Kommunikation erfolgt mit dem Protokoll TCP Uber den Port 4000 SCHULZE 2010 Unter Nutzung des genannten Befehlssatzes ist die Software Ethernetbox Service implementiert worden Sie ist in der Lage die Werte beliebig vieler Ethernetboxen abzufragen und anschlie end ISOagriNET konform im Netzwerk zu publizieren UDP Multicast Die Software muss auf einem Computer im lokalen Netzwerk laufen und wird auf Kommandozeilenebene ausgef hrt Die Konfiguration erfolgt dateibasiert F r jede abzufragende Ethernetbox ist eine Konfigurationsdatei anzulegen Entsprechende Vorlagen f r die
226. tieren vgl Kapitel 5 6 8 Die zu bernehmenden Daten m ssen im Excel Format vorliegen da die Managementsoftware Supersau die in dem der Mast vorgelagerten Prozess Anwendung findet dieses als Exportformat vorsieht Da wiederholt Schwierigkeiten w hrend des Importvorganges auftraten welche auf das Excel Format zur ckzuf hren sind sollte die Importschnittstelle berarbeitet werden Bereits kleine teilweise nicht in Excel zu beeinflussende nderungen am Format f hren zu Fehlern beim Import Es wird daher empfohlen die Importschnittstelle auf das CSV Format umzustellen Auf diese Weise kann die Exportfunktion der Supersau weiterhin genutzt werden indem die exportierten Excel Dateien beispielsweise mit Microsoft Excel in das CSV Format berf hrt und anschlie end importiert werden 150 Diskussion Reporting Applikation Die zum Zwecke der Darstellung gesammelter Messwerte implementierte Anwendung konnte nur bedingt berzeugen Das verwendete Framework BIRT erm glicht es Abbildungen zu generieren vgl Kapitel 5 6 9 1 verbraucht jedoch viele Ressourcen In Einzelf llen ist die Rechenleistung des Webservers nicht ausreichend Das zuvor dargestellte Redesign der Datenbank verspricht diesbez glich eine Verbesserung Von der weiteren Verwendung des Frameworks BIRT wird dennoch abgeraten Stattdessen sollten schlankere L sungen wie beispielsweise die f r den Info Mailer verwendete Google Chart API vgl Kapitel 5 6 7 in Bet
227. tiert sich an der des ISOagriNET Data Dictionaries was an den Tabellen entity_1 entity_2 entity_1010100 und entity_101001 deutlich wird Die Entscheidung das ADED in der Datenbank nachzubilden liegt darin begr ndet dass die zahlreich beim ISOagriNET Parser eingehenden Nachrichten auf diese Weise ohne weitere Bearbeitung in die Datenbank geschrieben werden k nnen Das berf hren in eine zweite Datenstruktur entf llt Dieser Vorteil birgt jedoch den Nachteil dass gleichartige Messwerttypen wie beispielsweise die in den Tabellen entity_1 entity_2 und entity_101000 vorkommenden Temperaturwerte zu Auswertungszwecken im Nachhinein zusammengef hrt werden m ssen Dieses ist f r den Benutzer insofern unkritisch als dass entsprechende Views ihm diese Aufgabe abnehmen vgl 148 Diskussion Abbildung 7 1 Der Zeitaufwand f r das Erstellen dieser dynamisch generierten Views ist jedoch durch die Vielzahl Datens tze enorm und bei jedem Zugriff erneut durchzuf hren Entsprechend langsam ist das Arbeiten mit den Views Um der Problematik zu begegnen k nnen zwei Optimierungsans tze verfolgt werden welche beide auf die Verwendung von Views verzichten 1 Optimierung des Datenbankdesigns f r Auswertungszwecke sowie Anpassung des vorgelagerten ISOagriNET Parserss und aller Datenbankschnittstellen der nachgelagerten Dienste 2 Ersetzen der Views durch strukturell identische Tabellen Variante eins verfolgt mit einem Redesign der Da
228. tionen werden nachfolgend ebenso vorgestellt vgl Tabelle 5 10 wie die erw hnten Anlagen Sensoren Verbrauchsmesser und weitere Komponenten 5 2 Standards Die Verwendung der zwei Standards ISOagriNET und agroXML ist das zentrale Leitbild der Farming Cell W hrend ISOagriNET f r die betriebsinterne Kommunikation zum Einsatz kommt ist die betriebsexterne Datenbereitstellung mit agroXML realisiert Neben ihrem Anwendungsbereich unterscheiden sich die beiden Standards auch hinsichtlich ihres Definitionsumfanges Im Gegensatz zu ISOagriNET welches Datenformate und Kommunikationsabl ufe definiert beschreibt agroXML als auf XML basierende Datenaustauschsprache lediglich die Struktur der Daten nicht jedoch die Art und Weise des Austausches vgl MARTINI 2007 und Kapitel 5 2 2 5 2 1 ISOagriNET Die Analyse der Gegebenheiten und der daraus ermittelten Anforderungen hat ergeben dass ein Teil der auszutauschenden Daten mittels bereits vorhandener ADED Entit ten modelliert werden kann Einige Items insbesondere die Werte der Verbrauchsmesser sind hingegen nicht im gegenw rtig aktuellen Data Dictionary Agro2010 enthalten Aus diesem Grunde wurden zwei Entit ten sowie zehn Items neu definiert Dieses Vorgehen ist standardkonform vgl ISO 2009 da die Entit ten lediglich innerhalb der Farming Cell Anwendung finden 5 Data Dictionaries bereitgestellt durch das LKV NRW http www lkv wi de index php id 309 Abrufdatum 05 02 20
229. tp www apachefriends org de xampp html 14 01 2010 SPILKE J ZURNSTEIN K 2005 Webservices Beschreibung eines Ansatzes zur Anwendungskopplung und von Nutzungsm glichkeiten im Agrarbereich eZAl 2005 H 2 S 33 40 STEINBERGER G ROTHMUND M MARTINI D SPIETZ C MALLON D NASH E 2007 Integration von agroXML in eine landwirtschaftliche Geodateninfrastruktur Landtechnik 2007 Heft 2 S 114 115 STEINBERGER G ROTHMUND M AUERNHAMMER H 2009 Mobile farm equipment as a data source in an agricultural service architecture Computers and Electronics in Agriculture 2009 No 65 pp 238 246 VON BORELL E BOKISCH F J B SCHER W HOY S KRIETER J M LLER C PARVIZI N RICHTER T RUDOVSKY A SUNDRUM A VAN DEN WEGHE H 2001 Critical control points for on farm assessment of pig housing Livestock Production Science 2001 No 72 pp 177 184 e WALLM LLER E 2001 Software Qualit tsmanagement in der Praxis Software Qualit t durch F hrung und Verbesserung von Software Prozessen Carl Hanser Fachbuch M nchen ZALUDIK K 2002 Bewertung praxis blicher Mastschweinehaltungen in Nordrhein Westfalen hinsichtlich der Tiergerechtheit Dissertation Universit t Hohenheim http opus ub uni hohenheim de volltexte 2002 20 Anhang 161 Anhang A Ressourcen und Systemarchitektur 162 B Ver ffentlichungen Arbeitsgruppen Tagungsteilnahmen Messeauftritte 193 162 Anhang
230. ts for science and practice are presented using selected examples Furthermore possibilities for improvements regarding the used technologies and standards are pointed out Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abk rzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 1 Problemstellung 1 2 Zielsetzung 2 Stand der Forschung 2 1 ISOagriNET 2 2 agroXML 3 Darstellung und Analyse der Ausgangslage 3 1 Der Versuchsstall und dessen bauliche Gegebenheiten Technik im Versuchsstall 3 1 1 Anlagen 3 1 1 1 F tterungsanlage 3 1 1 2 L ftungsanlage 3 1 1 3 Waage mit RFID Reader 3 1 1 4 Multigasmonitor 3 1 2 Sensoren und Verbrauchsmesser 3 1 3 Management PC 3 1 4 Handheld 4 Methode 4 1 Entwicklungsmethode 4 2 Verwendete Technologien und Werkzeuge 5 Konzeptionierung und Implementierung 5 1 Gesamtarchitektur 5 2 Standards 5 2 1 ISOagriNET 5 2 2 agroXxML 5 3 Anlagen 5 3 1 F tterungsanlage 5 3 2 L ftungsanlage 5 3 3 Waage mit RFID Reader 5 34 Multigasmonitor 5 4 Computer und Gateways 5 4 1 Hohenheimer Messwerterfassung HME VII Inhaltsverzeichnis 5 4 2 5 4 3 5 5 5 6 5 6 1 5 6 2 5 6 3 5 6 4 5 6 5 5 6 6 5 6 7 5 6 8 5 6 9 5 6 9 1 5 6 9 2 5 6 10 5 7 6 7 7 1 7 1 1 7 1 2 7 1 3 7 1 4 7 1 5 7 2 7 2 1 1 2 2 7 2 3 7 3 7 3 1 7 3 2 7 4 8 9 10 Anhang Ethernetbox Management PC Datenbank Server und virtueller Server Sensoren un
231. ungszeitpunkt die zu erzeugenden Diagramme sowie die Empf nger der E Mail genannt Sobald mit der Erzeugung der E Mail begonnen wird werden Statusmeldungen ausgegeben 110 Konzeptionierung und Implementierung Terminal lol Datei Bearbeiten Ansicht Terminal Reiter Hilfe 448 vth142 home farmingcell cd Desktop 448 vth142 home farmingceLL Desktop cd Info Mailer 446 vth142 home farmingcell Desktop Info Mailer java jar FarmingCell Info M ailer jar Starting Info Mailer The automatic reporting is running at about 6 17 one minute The info mail will include compartment based sensor charts for 1 temperature 2 humidity 3 co2 4 nh3 No pen based sensor charts need to be included The info mail will include compartment based meter charts for 1 water meter 2 heat meter The info mail will include pen based meter charts for 1 water meter The info mail will be sent to 1 farmingcell list listserv uni hohenheim de Creating mail Tagesuebersicht fuer Stall 3 2 10 2009 Adding some general information Done Creating sensor charts for compartments Done Creating sensor charts for pens Done Creating meter charts for compartments Done Creating meter charts for pens Done Prepairing mail Mail has been sent Abbildung 5 23 Kommandozeilenausgabe des Info Mailers 5 6 8 Webapplikation Bei der Webapplikation handelt es sich um eine mit der Java
232. ve Bewegungen der IKT Branche aufzugreifen Zu nennen sind hier zum einen Cloud Computing welches viele Vorteile f r Systementwickler und nutzer birgt und als junges Konzept bew hrte Technologien neu vereinigt Zum Diskussion 153 anderen r cken Versorgungsunternehmen f r Gas Strom und Wasser die Notwendigkeit der Verbrauchs berwachung Smart Metering und den sich daraus ergebenden Nutzen in den Vordergrund Die Landwirtschaft mit ihrem umfangreichen Ressourceneinsatz sollte auch dieses Thema aufgreifen Der Landwirtschaft bietet sich durch die einsetzende Innovationsbereitschaft in der Branche gegenw rtig die M glichkeit ein Technologietreiber zu werden Voraussetzung hierf r ist jedoch dass repr sentative Projekte die obigen Gedanken und den Ansatz der Farming Cell aufgreifen Andernfalls besteht die Gefahr dass die Bereitschaft zu grunds tzlichen Ver nderungen versandet und die Nutztierhaltung weiterhin ein technologisches Schattendasein f hrt 154 Zusammenfassung 8 Zusammenfassung Mit der Farming Cell ist im Versuchsstall f r Mastschweine auf der Versuchsstation f r Tierhaltung Tierz chtung und Kleintierzucht Unterer Lindenhof der Universit t Hohenheim ein Prototyp entstanden der die M glichkeiten des Technologieeinsatzes zum Zwecke der Prozessdokumentation und unterst tzung in der Schweinemast aufzeigt Ferner lieferten der Entwicklungsprozess und der Testbetrieb wichtige Erkenntnisse ber Herausf
233. w rtig nicht gesehen Ebenso wie MySQL sind jedoch auch andere frei verf gbare Datenbanken geeignet den Anforderungen der Farming Cell Rechnung zu tragen 7 4 Ausblick Das Potential welches ein ISOagriNET Netzwerk wie die Farming Cell durch die Informationszusammenf hrung und die daraus resultierenden M glichkeiten der Prozess berwachung unterst tzung und auswertung bietet ist gro Als Prototyp zeigt die Farming Cell viele M glichkeiten auf wenngleich sowohl hinsichtlich der Architektur der Farming Cell als auch bez glich der verwendeten Standards und deren Etablierung Optimierungspotentiale identifiziert werden konnten Insbesondere ist eine Einigung der Anlagenhersteller auf verbindlich zu implementierende Befehlss tze bisher nicht erfolgt obwohl dies als aktuell wichtigster Schritt anzusehen ist Erst wenn diesbez glich Einigkeit herrscht ist die Hersteller bergreifende Interoperabilit t gegeben und der Standard ISOagriNET kann sein Potential entfalten Gegenw rtig sind Neuentwicklungen gepr gt von bilateralen L sungen die zumeist ISOagriNET konform sind jedoch individuelle Anforderungen und Anlageneigenschaften einzelner Hersteller ber cksichtigen Dies widerspricht der Intention allgemeing ltige Schnittstellen zu schaffen Die Bem hungen Hard und Software landwirtschaftlicher Betriebe zu vernetzen reicht langfristig nicht aus Der angestrebte Einsatz von Standards sollte als Chance genutzt werden innovati
234. werttyp Beispiel view_nh3 enthalt Rohdaten view_avg_nh3 enthalt Stundenmittel fur jeden Messort bzw jede Messstelle sofern Rohdaten vorhanden Der Aufbau aller Views ist identisch Folgende Felder sind in jeder View vorhanden Tabelle 5 25 Felder der Datenbank Views Feld Erlauterung value Der Messwert Der Zeitpunkt an dem der Messwert erfasst wurde Rohdaten oder die timestamp aot ot i l Stunde f r die eine Mittelwert die Summe berechnet wurde Der Name oder Identifier des Ger tes sender oder der Software das die der Ursprung eines Wertes ist Die ID des den Messort f_location_id repr sentierenden Eintrags aus der Tabelle location Die ID des den Messpunkt f_measuring_point_id repr sentierenden Eintrags aus der Tabelle measuring_point 98 Konzeptionierung und Implementierung Bei den bisher nicht erw hnten Feldern f_location_id und f_measuring_point_id handelt es sich um Fremdschl ssel Referenzen auf Prim rschl ssel anderer Tabellen Ein Eintrag in f_location_id referenziert auf einen Eintrag in der Tabelle location wodurch die Zuordnung des Messwertes zu einer Lokation wie einem Abteil oder einer Bucht erfolgt Die zweite Referenz ist f_measuring_point_id und verweist auf eine Messstelle in der Tabelle measuring_points Da der M ller ISOagriNET LON Adapter der L ftungssteuerung bis zum Ende des Implementierungsprozesses nur in der Lage war feste Werte f r zwei der
235. ww visualsvn com server Methode 35 Um den im Rahmen des Projektes Farming Cell entwickelten Quellcode zu verwalten und dauerhaft verf gbar zu halten wird auf einem virtuellen Server des Rechenzentrums der Universitat Hohenheim vgl Kapitel 5 4 3 die Software VisualSVN Server betrieben Folgende Projekte befinden sich auf dem Server Tabelle 4 2 Projekte des VisualSVN Servers Projektname Erl uterndes Kapitel ADIS TINI DLG 5 6 4 ADIS TINI Uni i ADIS_TruTest_Client_PC 5 6 2 ADIS_TruTest_TINI E Ethernetbox Service 5 6 3 FarmingCell Info Mailer 5 6 7 FarmingCell_Webapplikation 5 6 8 ISOagriNET Parser 5 6 5 Multigasmonitor Service 5 3 4 REST_Service 5 6 10 Schauer Service 5 6 1 agroxml_charge_example 5 2 2 farmingcell_birt 5 6 9 1 Tisan Die Software mit dem Namen Tisan vgl Abbildung 4 2 wurde von der Deutschen Landwirtschafts Gesellschaft DLG entwickelt Sie wird denjenigen zur Verf gung gestellt die Ger te oder Software f r die durch die DLG durchgef hrte ISOagriNET conform Zertifizierung anmelden Tisan ist in der Lage den Netzwerkverkehr mitzuh ren und aufgefangene Nachrichten und Kommunikationsabl ufe in Hinblick auf die ISOagriNET Konformit t zu berpr fen 36 Konzeptionierung und Implementierung 5 Konzeptionierung und Implementierung Dieses Kapitel stellt Ma nahmen dar die zum Zwecke der Integration aller in Kapitel 3 2 genannten Anlagen Sensoren und Verbrauchsmesser in das Gesa
236. x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D table3 coordinate_x IS NULL D tablel timestamp BETWEEN table3 valid_from AND F isnull table3 valid_till isnull table3 valid_till D tablel co2 IS NOT NULL 182 Anhang lt D Ss wo Po EFATE VIEW view_nh3 AS ECT tablel nh3 AS value tablel timestamp tablel sender location_id table3 id AS f_measuring_point_id ROM entity_1 tablel location table2 measuring_point table3 T T ECT tablel nh3 AS value tablel timestamp tablel sender location_id table3 id AS f_measuring_point_id I HERE ablel compartment table2 compartment_number D tablel pen table2 pen_number D table3 coordinate_x IS NULL Ze Prarprprprrctc saan ngo rea Pate Pre eProe Petr aAMna table2 p_id AS HERE ablel compartment table2 compartment_number ND tablel pen table2 pen_number ND IF isnull tablel coordinate_x table3 coordinate_x Is NULL ablel coordinate_x table3 coordinate_x ND IF isnull tablel coordinate_y table3 coordinate_y IS NULL ablel coordinate_y table3 coordinate_y ND IF isnull ta
237. zess die Nummer der neu eingezogenen RFID Ohrmarke zugeordnet Anschlie end wird diese zusammen mit den Einzeltierdaten aus Tabelle temp_animal in die Tabelle animal bertragen Eine detaillierte Erl uterung der Prozesse Dateiimport und Einstallen unter Verwendung der entwickelten Webapplikation findet sich in Kapitel 5 6 8 F r vollst ndige Strukturdarstellungen der genannten Tabellen siehe Anhang A Bereits w hrend des Einstallprozesses erfolgt die Zuordnung des Einzeltiers zu einer Bucht Tabelle location Dies geschieht mithilfe der Tabelle animal_to_location in der einem Tier ein oder mehrere Aufenthaltsorte zugewiesen werden Fremdschl sselreferenz auf die Tabelle location Mehrere Eintr ge sind m glich da auf diese Weise Umstallungen darstellbar sind Die Unterscheidbarkeit der Datens tze und die Nachvollziehbarkeit der Tierbewegungen sind mithilfe der beiden ebenfalls hinterlegten Zeitpunkte f r den Beginn und das Ende des Aufenthaltes an einem Ort m glich Die Tabelle location die auch in Cluster 1 f r die Ortsbestimmung von Messwerten zum Einsatz kommt bildet das Bindeglied zwischen den Clustern 1 und 2 Die einem Ort zu einem Zeitpunkt zugeordneten Tiere des einen Clusters sowie die ebenfalls verorteten und mit einem Zeitstempel versehenen Messwerte des anderen sind einander zuordenbar und beispielsweise f r Auswertungszwecke nutzbar vgl Kapitel 5 6 7 und 6 Eine weitere in diesem Cluster befindliche Tabelle ist e
238. zum Einsatz kommt erm glicht Test und Betrieb der entwickelten Softwarekomponenten in beiden Welten Um den Aspekt der Datensicherheit Rechnung zu tragen wird im Rechenzentrum der Universit t Hohenheim ein virtueller Server betrieben Dieser ist mit dem Betriebssystem Windows Server 2008 ausgestattet und bietet eine vollst ndige Entwicklungsumgebung f r die Farming Cell Sicherungen der Farming Cell Datenbank sowie aller entwickelter Programme finden sich ebendort Dem virtuellen Server ist die durch das Rechenzentrum der Universit t Hohenheim registrierte URL farmingcell de zugeordnet Geeignete Applikationen f r die Steuerung des Servers werden durch das Rechenzentrum der Universit t Hohenheim bereitgestellt vgl BIRGELS 2009 Die folgende Tabelle gibt einen berblick ber die auf den drei Maschinen betriebenen Dienste 60 Konzeptionierung und Implementierung Tabelle 5 9 Softwaredienste einzelner Maschinen Software Management PC Datenbank Server Virtueller Server Online f r x x Windows Schauer Klima 3 3 7 X x M ller Lumasoft Gas und x x Microsoft SQL Server x2005 Lumasense Link3000 Tru X x Test JetPort x x Commander VNC Server x x x VisualSVN Server xX X x Tomcat X X x Webserver XAMPP x X x JDK 6 x X x x Eclipse J2SE X X X Eclipse J2EE X X X Eclipse BIRT X x xX Schauer Service x X x TruTest Service x X x Etherne

FORSCHUNGSBERICHT AGRARTECHNIK Arne

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents