Sonnenenergie, Wasser, Algen und Plankton – mehr braucht das System des Startups Blue Planet Ecosystems nicht, um vollautomatisch Fische zu züchten. Es hat Containergröße und kann an jedem Standort aufgestellt werden. Mit dem Internet der Dinge wird es aus der Ferne überwacht, gesteuert und laufend optimiert.
Das Problem: Fischzucht ist kosten- und arbeitsaufwändig
Die Lösung: Der vernetzte Bioreaktor für die Fischzucht
Sensoren messen regelmäßig Temperatur, Licht, Sauerstoffgehalt des Wassers und weitere Parameter. Kameras beobachten den Fischschwarm und mittels künstlicher Intelligenz Daten über deren Zustand. Eine Software regelt anhand dieser InformationenLicht und Wassertemperatur sowie die Steuerung der Wasserpumpen und die automatische Fütterung. Zudem werden alle Werte aufgezeichnet, um mittels Datenanalysen den Bioreaktor zu optimieren. Über eine Weboberfläche ist sogar eine manuelle Steuerung möglich, um bei Problemen eingreifen zu können.
Das Gesamtsystem besteht aus zwei Teilsystemen: Regelung und Steuerung. Die Regelung ist für das Auslesen der Sensoren, das Interpretieren der Daten und das Ansteuern von Aktoren etwa für die Fütterung zuständig. Dafür nutzt der Prototyp einen Raspberry Pi. In der Massenproduktion wird dieses Gerät durch einen eigens gefertigten Controller ersetzt, der genau an seine Aufgaben angepasst ist. Das Regelungssystem ist intern und hat in erster Linie die Aufgabe, die Fischzucht zu regeln.
Das Steuerungssystem verbindet sich über einen Router via WLAN oder Mobilfunk mit dem Internet. Es ist zugleich über das Netzwerkprotokoll MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) mit der Regelung verbunden und tauscht mit ihr Telemetriedaten aus. Alle Daten werden in die Cloud gesendet. Dort gibt es zwei Speicherorte: Eine Datenbank für ihre Visualisierung und ein Data Lake für die Analyse der aggregierten Daten. Die Plattform sendet auch Befehle an das System, mit denen die interne Regelung übersteuert werden kann. Die Verbindung ist dabei beiden Richtungen mit einer Transportverschlüsselung geschützt.
Die Komponenten der Lösung, egal ob Microcontroller oder Singleboard computer lassen sich auch Fernwarten / Fernaktualisieren. Dadurch lassen sich Änderungen einfach und schnell an Testsysteme oder an Kunden übermitteln.
Das Ergebnis: Einfache Fischzucht für jeden Standort
Die modulare Konzeption erlaubt es, das Gesamtsystem mit nur geringem Aufwand für den Service zu nutzen. Das System arbeitet autonom, sendet aber regelmäßig Statusangaben in die Cloud. Neben der einfachen und unkomplizierten Fischzucht an jedem Standort ist die Technologie leicht zu warten und defekte Komponenten können rasch entfernt werden. Das Netzwerkprotokoll MQTT und die gewählte Architektur erlauben zudem die leichte Aufrüstung mit zusätzlichen Sensoren und Aktoren. Dadurch ist es möglich, den Prototypen und später die Serienausführung permanent zu aktualisieren und an neue Anforderungen anzupassen.
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