Monitoring of cow behavioural activities in extensive farming by means of automatic systems based on the use of low-power-widearea telecommunication networks [Monitoraggio delle attività comportamentali delle vacche nell'allevamento estensivo mediante sistemi automatici basati sull'uso di reti di telecomunicazione a bassa potenza e ad ampio raggio]

Il campo di studio della presente tesi di dottorato è l’applicazione di tecnologie avanzate di Precision Livestock Farming (PLF) finalizzata al miglioramento della gestione dei sistemi di allevamento di bovini al pascolo. In particolare, le attività di ricerca hanno riguardato il monitoraggio in tempo reale del comportamento del bestiame attraverso lo sviluppo e la validazione di dispositivi elettronici dotati di accelerometri e sistemi di localizzazione globale connessi a reti Low-Power Wide-Area (LPWAN). Si ritiene che le principali attività monitorate dai suddetti sistemi, quali la deambulazione, il pascolamento e la ruminazione, siano rilevanti nell’ambito delle pratiche di gestione del bestiame e per monitorare il benessere degli animali. L'uso delle LPWAN è cruciale per i dispositivi elettronici che monitorano gli animali al pascolo, poiché queste reti offrono un giusto compromesso tra consumo energetico e portata di trasmissione. I dispositivi impiegati in ambienti rurali operano spesso in aree remote, lontane dalle fonti di energia e con copertura di rete limitata. Le tecnologie LPWAN, come Sigfox e LoRa, consentono la trasmissione dei dati su lunghe distanze con un consumo energetico minimo, prolungando significativamente la durata della batteria dei dispositivi. Questo garantisce un monitoraggio continuo e a lungo termine degli animali e, riducendo la necessità di intervento dell’allevatore per la sostituzione delle batterie, migliorano l'efficienza operativa complessiva. La tesi è organizzata in diverse sezioni. La prima sezione fornisce una panoramica delle tecnologie attualmente utilizzate per il monitoraggio degli animali al pascolo, evidenziando il loro potenziale per automatizzare e perfezionare i processi di gestione del bestiame. La seconda sezione approfondisce l'uso di accelerometri triassiali per l'analisi del comportamento animale, stabilendo soglie di accelerazione per la rilevazione automatica dei vari comportamenti. La terza sezione esplora l'uso della tecnologia GPS per tracciare i movimenti degli animali, valutando la praticità dei sistemi GPS a basso consumo energetico nelle aree rurali. Gli esperimenti sul campo hanno confermato l'efficacia di queste tecnologie, nonostante le sfide incontrate, come la perdita di pacchetti di dati e le limitazioni della durata della batteria. L'ultima sezione affronta le problematiche connesse con l’integrazione all’interno di uno stesso dispositivo di sistemi GPS e accelerometrici al fine di tracciare e monitorare il comportamento degli animali in tempo reale. In tale sezione vengono anche descritti eventuali sviluppi futuri per migliorare la funzionalità dei dispositivi sviluppati nella tesi. I risultati di questa ricerca sono promettenti e dimostrano la fattibilità tecnica e i vantaggi pratici dell'uso di dispositivi IOT basati su LPWAN per il monitoraggio del bestiame al pascolo. Nonostante i problemi legati alla frequenza di campionamento dei dati e alla copertura di rete nelle aree remote, i risultati confermano l'efficacia di questi sistemi. Le tecnologie LPWAN forniscono un compromesso ottimale tra portata di trasmissione ed efficienza energetica, facilitando il monitoraggio a lungo termine e senza manutenzione. La trasmissione di dati in tempo reale è essenziale per consentire agli agricoltori di prendere decisioni tempestive e informate, migliorando così la produttività complessiva dell'azienda e la salute degli animali. Sono necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare le prestazioni dei dispositivi, prolungare la durata delle batterie e migliorare la comunicazione dei dati, garantendo l'efficacia e la sostenibilità a lungo termine di questi sistemi nelle applicazioni pratiche.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• MANCUSO, DOMINGA

Contributors dc:contributor

• PORTO, SIMONA MARIA

• Precision Livestock Farming
• GPS
• Accelerometer
• Grazing Animal Monitoring
• Extensive farming
• Animal welfare
• Zootecnia di Precisione
• Accelerometri
• Monitoraggio animali al pascolo
• Allevamenti estensivi
• Benessere animale

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/690209

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/690209