“Διασφάλιση Αυθεντικότητας Ελληνικών Κτηνοτροφικών Προϊόντων μέσω Προηγμένης Ιχνηλασιμότητας”
Το έργο μας αξιοποιεί την τεχνολογία blockchain και την επισήμανση με QR codes για τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος ιχνηλασιμότητας, εξασφαλίζοντας την αυθεντικότητα και την προέλευση των ελληνικών κτηνοτροφικών προϊόντων.
Εισαγωγή
Η αυθεντικότητα των προϊόντων που καταναλώνουμε καθημερινά αποτελεί μια σημαντική πρόκληση στη σημερινή αγορά, ιδιαίτερα για τα ελληνικά κτηνοτροφικά προϊόντα. Οι καταναλωτές ολοένα και περισσότερο ζητούν εγγυήσεις για την προέλευση, την ποιότητα και την αυθεντικότητα των προϊόντων που επιλέγουν. Ο στόχος του παρόντος έργου είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος που θα διασφαλίζει την πλήρη ιχνηλασιμότητα αυτών των προϊόντων, από το στάδιο της εκτροφής του ζώου μέχρι το τελικό προϊόν στα χέρια του καταναλωτή.
Για να γίνει αυτό, υλοποιήθηκε ένα ολοκληρωμένο σύστημα το οποίο αξιοποιεί σύγχρονες τεχνολογίες όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) και την τεχνολογία Blockchain. Το σύστημα παρακολουθεί τη δραστηριότητα και την υγεία των ζώων στις φάρμες μέσω ειδικών συσκευών που τοποθετούνται στα ζώα και, παράλληλα, καταγράφει τα δεδομένα με ασφαλή και διαφανή τρόπο χρησιμοποιώντας την τεχνολογία του blockchain, ώστε να είναι δυνατή η επιβεβαίωση της ακεραιότητας των πληροφοριών σε κάθε στιγμή.
Τι Κάνει το Έργο
Το έργο αναπτύσσει και εφαρμόζει μία καινοτόμο λύση ιχνηλασιμότητας, η οποία επιτρέπει τη διαρκή παρακολούθηση των ζώων καθ’ όλη τη διάρκεια της παραγωγικής τους πορείας. Στο πλαίσιο αυτό, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές που τοποθετούνται πάνω στα ζώα για την παρακολούθηση της κίνησης και της γεωγραφικής τους θέσης μέσω GPS. Οι συσκευές αυτές καταγράφουν τη θέση και την κινητικότητα των ζώων, ενώ τα δεδομένα αυτά αποθηκεύονται σε μια κεντρική βάση δεδομένων για την καταγραφή του ιστορικού του κάθε ζώου. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει την παρακολούθηση της πορείας των ζώων από την εκτροφή μέχρι τη μετατροπή τους σε τελικά προϊόντα.
Υλοποίηση και Χρησιμοποιούμενα Εργαλεία
Η υλοποίηση του συστήματος βασίζεται στην ενσωμάτωση τεχνολογίας blockchain, η οποία διασφαλίζει την ακεραιότητα και ασφάλεια των δεδομένων. Επιπλέον, για την παρακολούθηση των ζώων χρησιμοποιούνται συσκευές GPS που καταγράφουν τη γεωγραφική τους θέση και τη κινητικότητά τους σε πραγματικό χρόνο. Τα δεδομένα αυτά αποθηκεύονται σε μία βάση δεδομένων, η οποία καταγράφει το ιστορικό των ζώων και επιτρέπει τη διαρκή παρακολούθηση και ανάλυση των πληροφοριών. Για την ευκολότερη απεικόνιση αυτών των δεδομένων και την καλύτερη κατανόηση της κατάστασης των ζώων, χρησιμοποιούμε το εργαλείο Grafana. Το Grafana παρέχει μια εύχρηστη διεπαφή χρήστη (UI), μέσω της οποίας μπορούμε να παρακολουθούμε την κατάσταση κάθε ζώου καθώς και τη συνολική κατάσταση της φάρμας στην οποία ανήκει.
Αρχιτεκτονική του Συστήματος
Η υλοποίηση του έργου βασίζεται σε μια ολοκληρωμένη αρχιτεκτονική που συνδυάζει σύγχρονες τεχνολογίες όπως το IoT (Internet of Things), το cloud computing, την ασφάλεια μέσω blockchain και την οπτικοποίηση δεδομένων μέσω της Grafana.
Η αρχιτεκτονική περιλαμβάνει:
-
Συσκευές Παρακολούθησης
Στις συσκευές αυτές, που τοποθετούνται στα ζώα (κατσίκες, πρόβατα, αγελάδες), ενσωματώνονται αισθητήρες GPS, επιταχυνσιόμετρα για την παρακολούθηση της κινητικότητας και θερμοκρασίας για την εκτίμηση της υγείας. Τα δεδομένα συλλέγονται και μεταδίδονται σε πραγματικό χρόνο μέσω δικτύων GSM/3G και Sigfox. -
Μετάδοση στο Digitanimal Cloud
Τα δεδομένα μεταφέρονται στο Digitanimal Cloud, όπου αποθηκεύονται και αναλύονται. Η πλατφόρμα Digitanimal επιτρέπει την παρακολούθηση των ζώων σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας πρόσβαση στους παραγωγούς μέσω εφαρμογών Web και κινητών. -
Αποθήκευση και Blockchain
Τα δεδομένα αποθηκεύονται με ασφάλεια σε μια βάση δεδομένων που προστατεύεται από τεχνολογία blockchain. Με αυτόν τον τρόπο διασφαλίζεται η ακεραιότητα των δεδομένων και η διαφάνεια στις διαδικασίες ιχνηλασιμότητας. -
Οπτικοποίηση μέσω Grafana
Η ανάλυση και οπτικοποίηση των δεδομένων γίνεται μέσω της πλατφόρμας Grafana, όπως περιγράφεται στην επόμενη ενότητα.
Η συνολική αρχιτεκτονική αποτυπώνεται στην παρακάτω Εικόνα, όπου φαίνονται οι διαφορετικές φάσεις από τη συλλογή των δεδομένων μέχρι την οπτικοποίησή τους και την αξιοποίησή τους από τους τελικούς χρήστες.
Συλλογή και Αποθήκευση Δεδομένων μέσω IoT και API
Τα δεδομένα που συλλέγονται από τις συσκευές μεταφέρονται αυτόματα σε ένα κεντρικό σύστημα μέσω Διαδικτύου (IoT). Η σύνδεση αυτή πραγματοποιείται μέσω ενός API (Application Programming Interface) που παρέχεται από τον προμηθευτή των συσκευών. Το API είναι μια τεχνική διεπαφή που επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ της συσκευής και του συστήματός μας.
Για τη συλλογή των δεδομένων, χρησιμοποιούμε ένα πρόγραμμα γραμμένο σε Python, το οποίο αντλεί τα δεδομένα από το cloud των συσκευών και τα αποθηκεύει σε μια βάση δεδομένων MongoDB. Αυτή η βάση δεδομένων έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει:
- Ποιο ζώο φοράει ποια συσκευή.
- Την τοποθεσία της φάρμας και τις σχέσεις των παραγωγών με τα ζώα τους.
Με αυτόν τον τρόπο έχουμε πλήρη εικόνα για κάθε ζώο και τη δραστηριότητά του σε πραγματικό χρόνο, ενώ τα δεδομένα είναι προσβάσιμα για περαιτέρω ανάλυση και οπτικοποίηση.
Πρωτόκολλα Επικοινωνίας Sigfox και GSM
Η ιχνηλασιμότητα των ζώων βασίζεται στη χρήση συσκευών που φοριούνται από τα ζώα, οι οποίες συλλέγουν δεδομένα σχετικά με τη δραστηριότητα, τη γεωγραφική τοποθεσία (GPS) και τη θερμοκρασία τους. Η μετάδοση αυτών των δεδομένων πραγματοποιείται μέσω των πρωτοκόλλων Sigfox και GSM (3G), ανάλογα με τις ανάγκες και τη γεωγραφική θέση της κάθε φάρμας.
- Sigfox
Το Sigfox είναι ιδανικό για εφαρμογές χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, όπως η παρακολούθηση ζώων σε απομακρυσμένες φάρμες με χαμηλή κάλυψη δικτύου κινητής τηλεφωνίας. Οι συσκευές που χρησιμοποιούν Sigfox αποστέλλουν δεδομένα σε μεγαλύτερα διαστήματα, διατηρώντας τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας για μεγάλο χρονικό διάστημα. - GSM (3G)
Το GSM είναι ευρέως διαδεδομένο και προσφέρει υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων. Χρησιμοποιείται σε φάρμες με καλή κάλυψη κινητής τηλεφωνίας, όπου απαιτείται πιο τακτική αποστολή δεδομένων.
Ο συνδυασμός αυτών των δύο τεχνολογιών εξασφαλίζει την αξιοπιστία και την ακρίβεια των δεδομένων, ανεξαρτήτως της τοποθεσίας της φάρμας.
Οπτικοποίηση και Ανάλυση Δεδομένων μέσω της Grafana
Μόλις τα δεδομένα συλλεχθούν και αποθηκευτούν στη βάση δεδομένων, ακολουθεί η ανάλυση και η οπτικοποίησή τους μέσω της πλατφόρμας Grafana. Η Grafana είναι ένα λογισμικό ανοιχτού κώδικα που ειδικεύεται στην οπτικοποίηση δεδομένων από αισθητήρες και παρέχει μια φιλική διεπαφή για την προβολή τους.
Συγκεκριμένα:
- Τα δεδομένα που συλλέγονται από τις συσκευές παρακολούθησης χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πινάκων και γραφημάτων που αποτυπώνουν τη δραστηριότητα των ζώων ανά φάρμα και παραγωγό.
- Κάθε εβδομάδα, εκτελείται ένας αλγόριθμος ο οποίος κατηγοριοποιεί τη δραστηριότητα κάθε ζώου σε πέντε επίπεδα: πολύ χαμηλή, χαμηλή, μέτρια, υψηλή και πολύ υψηλή.
- Τα αποτελέσματα αποθηκεύονται στη βάση δεδομένων και οπτικοποιούνται στη Grafana, επιτρέποντας την εύκολη κατανόηση της πληροφορίας.
Η οπτικοποίηση των δεδομένων προσφέρει στους παραγωγούς τη δυνατότητα να παρακολουθούν την κατάσταση κάθε ζώου, αλλά και τη συνολική εικόνα της φάρμας τους. Η παρακάτω Εικόνα δείχνει ένα παράδειγμα οπτικοποίησης της δραστηριότητας ζώων μέσω της Grafana.
Αποτελέσματα και Αναμενόμενα Οφέλη
Η εφαρμογή αυτής της λύσης αναμένεται να φέρει σημαντικά οφέλη:
- Διαφάνεια και Εμπιστοσύνη: Οι καταναλωτές αποκτούν πρόσβαση σε πληροφορίες για την προέλευση των προϊόντων.
- Προστασία Παραγωγών: Οι παραγωγοί βελτιώνουν τις διαδικασίες τους και προστατεύονται από αθέμιτες πρακτικές.
- Καινοτομία και Βιωσιμότητα: Η χρήση προηγμένων τεχνολογιών ενισχύει την ανταγωνιστικότητα της ελληνικής αγροτικής παραγωγής.
Το έργο προσφέρει μια ολοκληρωμένη λύση για τη διασφάλιση της ποιότητας και της αυθεντικότητας των ελληνικών κτηνοτροφικών προϊόντων.