Управління стадом Flokk за допомогою Raspberry Pi Zero W

Стежити за худобою, що розгулює по величезних ранчо в сільській місцевості Канади, — серйозне випробування. «Сільське господарство ведеться на відкритому повітрі, за будь-якої погоди, у віддалених місцях, де немає електроенергії та підключення до мережі», — пояснює засновник і генеральний директор Flokk Марк Олсон. Традиційно облік ведеться за допомогою кишенькових блокнотів, які легко загубити, пошкодити або затоптати, поки фермер намагається перевірити стан здоров'я та самопочуття кожної тварини. Це завдання, яке може стати кошмаром для нещасних телеветеринарів. Проте в суворо регульованому світі тваринництва обов'язковою є детальна та повністю актуальна інформація про кожну корову.

Міцний ручний сканер Flokk записує важливі дані про тварин;
деталі зберігаються на Raspberry Pi Zero W всередині і надсилаються на центральний сервер через супутниковий широкосмуговий канал Starlink.

Комп'ютерний вчений і фермер Марк Олсон застосував свої знання в області збору даних для вирішення цієї проблеми, створивши міцний сканер на базі Raspberry Pi Zero W, який автоматизує більшу частину процесу збору даних. 

Доступність у сільській місцевості

Марк виріс на фермі в Альберті, Канада, і після короткого вивчення комп'ютеризації сільського господарства після закінчення університету в середині 1980-х років, почав працювати в сфері корпоративних ІТ послуг та управління. Відкрите програмне забезпечення завжди цікавило Марка - однією з причин слугувало те, що його перші спроби побудувати домашні сервери були зроблені власноруч, з використанням обладнання, знайденого на смітнику. Linux був єдиною платформою, яку він міг собі дозволити і яка працювала на апаратному забезпеченні, яке він знайшов. Тому інтерес до Raspberry Pi не є дивним. Це «логічне продовження мого інтересу та здібностей у сфері відкритого програмного забезпечення», — каже Марк, який використовує Debian Linux як для веб-сайту Flokk, так і для онлайн-сервісів.

RFID-мітки зчитуються ручним сканером Flokk, а дані завантажуються до центральної бази даних.

Це контрастує з «цифровими рішеннями для скотарства, які в даний час намагаються використовувати обладнання, створене для офісів, а не для скотарських господарств. Споживче обладнання є дорогим і делікатним, і не підходить для суворих умов скотарських господарств».

Відстежуваність є не тільки бажаною, але й обов'язковою згідно із законом. Усі канадські великі рогаті тварини мають мітки з RFID-кодом, щоб у разі виникнення проблеми з твариною можна було відстежити її походження, а також знайти та дослідити інших тварин, які могли бути заражені.

Flokk оцифровує збір даних та ведення обліку для розведення корів/телят, галузі, обсяг якої в Канаді становить 5 мільярдів доларів, а в світі — трильйон доларів, переносячи її з невеликих кишенькових блокнотів, які сьогодні використовують фермери, у цифрове рішення.

Стаття Марка в LinkedIn про важливість такого обліку для канадської сільськогосподарської економіки містить кілька цінних думок. Він говорить про очевидну необхідність відстеження походження яловичини та про те, що Канада повинна забезпечити свою майбутню продовольчу безпеку за допомогою експорту сільськогосподарської продукції. Він також підкреслює важливість зберігання даних (включаючи продажність, простежуваність окремих тварин, вагітність та інші статистичні дані про здоров'я) на пристрої, що звільняє час фермерів, надаючи їм автономію, яка полягає у відсутності необхідності ретельно заповнювати паперові документи. Фермери тепер можуть збирати дані за допомогою сканування в полі, а потім негайно оцифровувати та зберігати їх, забезпечуючи їх безпеку.

Швидкі ФАКТИ

  • Кожна худоба в Канаді повинна мати RFID-мітку у вусі.
  • Більшість фермерів не мають можливості зчитувати мітки CCIA, тому вони ведуть паперові записи.
  • Відсутність та неточність записів впливають на можливості відстеження.
  • Спеціальні цифрові зчитувачі дорогі і не мають інших функцій.
  • Flokk працює з програмним забезпеченням для управління документами, що спрощує дотримання нормативних вимог.

Він зазначає, що Канада витрачає близько 40% свого бюджету на сільськогосподарські послуги - інспекцію та контроль, і каже, що ці витрати можна значно скоротити, використовуючи технології для маркування та моніторингу сільськогосподарських активів. Starlink надає «готове рішення для широкосмугового та бездротового підключення в сільській місцевості», і він оцінює його вище, ніж підключення 5G, «яке є набагато дорожчим в установці і вимагає часу для розгортання, а також постійного обслуговування».

Жодна інша платформа, крім Debian — версії Linux, на якій базується операційна система Raspberry Pi OS — не дозволяє використовувати одне й те саме програмне забезпечення та набір навичок на всіх рівнях: від портативних пристроїв, що працюють від батареї, через настільні комп'ютери SBC, до багатовузлових серверів.

Жорсткий підхід

Flokk вибрав Raspberry Pi через його доступність, високу продуктивність та сумісність з іншими продуктами з відкритим кодом. «Raspberry Pi Zero W використовує повнофункціональну систему Broadcom на чіпі, а не мікроконтролер, та Linux як операційну систему, [тому] Flokk може використовувати стандартні інструменти з відкритим кодом. Ми можемо додавати функціональність за лічені дні та бути впевненими, що наша платформа підтримуватиме будь-яке програмне забезпечення або функціональність, які нам знадобляться в майбутньому».

Міцний телефон ідеально підходить для фермерів, які багато пересуваються.

Важливо, щоб вартість ручних сканерів не стала перешкодою для їх впровадження фермерами; Flokk буде заробляти гроші на підписці, а не на обладнанні. Кінець терміну експлуатації ручного сканера Flokk, швидше за все, не буде пов'язаний із зносом або застаріванням, а скоріше з тим, що його кинуть у загон для худоби і розтопчуть. Flokk має бути здатним швидко та недорого відновити дані клієнта з резервної копії, що зберігається поза межами підприємства, та надіслати йому новий Flokk, готовий до використання.

Марк самостійно написав весь код, присвятивши понад 1000 годин розробці коду та платформи. Коли вони розпочали процес, Raspbian/Raspberry Pi OS не працювала на портативному сканері, тому вони використовували Tiny Core Linux. У майбутніх версіях може бути використано це все разом із Raspberry Pi OS.

Flokk запускає код Tiny Core Linux на Raspberry Pi Zero W разом із RFID-зчитувачем у міцному корпусі Hammond Hand-Held T.

Марк каже, що можливості Raspberry Pi Zero були «ідеальним варіантом: правильна ціна, енергоефективність і саме ті входи/виходи, які нам були потрібні». Flokk зараз готує наступну версію свого обладнання, переходячи на Raspberry Pi Zero 2 W, оновлюючи дисплей портативного сканера та додаючи GPS-приймач і, можливо, навіть камеру.

Наразі Марк зайнятий залученням інтересу інвесторів до Flokk, щоб його можна було впровадити в масштабах усіх ранчо Канади. Надзвичайно важливо продемонструвати його практичне застосування. «Flokk, який я з гордістю використовую для презентацій інвесторам, має коричневі плями, і джерело цих плям саме те, про що ви подумали».

Ця стаття взята з офіційного журналу Raspberry Pi Official Magazine № 161.

Ви можете придбати цей випуск у Tesco, Sainsbury’s, Asda, WHSmith та інших газетних кіосках, включаючи Raspberry Pi Store в Кембриджі. Він також доступний у нашому інтернет-магазині, який здійснює доставку по всьому світу. Ви також можете отримати цифрову версію через наш додаток для Android або iOS.

Ви також можете передплатити друковану версію нашого журналу. Ми не тільки доставляємо по всьому світу, але й ті, хто передплачує друковану версію на шість або дванадцять місяців, отримують БЕЗКОШТОВНО Raspberry Pi Pico 2 W!