Agricultural Spraying and Fertilizer with Smart Tractor Supported by the Internet of Things in Precision Agriculture

Abstract

Today, agricultural activities continue their development with technological innovations. The concept of precision agriculture emerges with the use of information and communication technologies by creating advanced systems in agriculture. IoT technologies, in which objects and sensors communicate with each other via the Internet, support the use of precision agriculture. It becomes possible to obtain more efficient results by increasing the effectiveness of the studies in the field of agriculture, and to obtain higher quality products with the speed and continuity of information exchange. It is possible to carry out the spraying and fertilization processes in the fields more quickly and effectively by using the automation system, with the Internet of Things devices. In this way, it can be ensured that the time, location and amount of spraying and fertilization are under control with electronic equipment. With the study, a smart tractor prototype with a tablet on which internet of things devices are used has been created. A mobile application was developed to receive information from the global positioning system (GPS) via the tablet on the prototype and to enable the tractor to navigate over the designated area. The created smart tractor provides spraying and fertilization by navigating the area specified on the map in line with the GPS information it collects, or by directing it via the mobile application.

Keywords

• Precision Agriculture
• Internet of Things
• Smart Tractor

Hassas Tarımda Nesnelerin İnterneti Destekli Akıllı Traktör ile Zirai İlaçlama ve Gübreleme

Abstract

Günümüzde tarımsal faaliyetler, teknolojik yenilikler ile gelişimlerini sürdürmektedir. Bilgi ve iletişim teknolojilerinin tarımda gelişmiş sistemler oluşturarak kullanılmasıyla Hassas Tarım kavramı ortaya çıkmaktadır. Nesnelerin ve sensörlerin internet aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurduğu Nesnelerin İnterneti teknolojileri Hassas Tarım kullanımını desteklemektedir. Tarım alanında yapılan çalışmaların etkinliğinin artırılarak daha verimli sonuçlar alınması, aynı zamanda bilgi alışverişinin hızı ve sürekliliği ile birlikte daha kaliteli ürünler alınmasını sağlamak mümkün hale gelmektedir. Tarlalarda yapılan ilaçlama ve gübreleme işlemlerinin otomasyon sistemi kullanılarak daha hızlı ve etkin bir şekilde yapılabilmesi Nesnelerin İnterneti cihazları ile mümkün olmaktadır. Böylelikle ilaçlama ve gübreleme zamanının, lokasyonunun ve miktarının elektronik donanımlar ile kontrol altında olması sağlanabilmektedir. Yapılan çalışma ile, Nesnelerin İnterneti cihazlarının kullanıldığı ve üzerinde tablet olan akıllı traktör prototipi oluşturulmuştur. Prototip üzerindeki tablet aracılığıyla küresel konumlama sistemi (GPS) üzerinden bilgilerin alınması ve traktörün belirlenen alan üzerinde gezinmesini sağlamak üzere mobil uygulama geliştirilmiştir. Oluşturulan akıllı traktör, topladığı GPS bilgileri doğrultusunda harita üzerinde belirtilen alanda kendisi gezinerek veya mobil uygulama üzerinden yönlendirilerek ilaçlama ve gübreleme yapılmasını sağlamaktadır.

Keywords

• Hassas Tarım
• Nesnelerin İnterneti
• Akıllı Traktör

References

1. [1] Balaska, V., Adamidou, Z., Vryzas, Z., & Gasteratos, A. 2023. Sustainable Crop Protection via Robotics and Artificial Intelligence Solutions. Machines, 11(8), 774. DOI: 10.3390/machines11080774
2. [2] Shaikh, T. A., Rasool, T., & Lone, F. R. 2022. Towards Leveraging the Role of Machine Learning and Artificial Intelligence in Precision Agriculture and Smart Farming. Computers and Electronics in Agriculture, 198. DOI: 10.1016/j.compag.2022.107119
3. [3] Türker, U., Akdemir, B., Topakcı, M., Tekin, B., Aydın, İ. Ü. A., Özoğul, G., Evrenosoğlu, M. 2015. Hassas Tarım Teknolojilerindeki Gelişmeler. Türkiye Ziraat Mühendisliği VIII. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı-1, 295-320.
4. [4] Aydın, N. 2022. Tarım Sektöründe Bilgi Teknolojileri. Balkan & Near Eastern Journal of Social Sciences (BNEJSS), 8.
5. [5] Kadıoğlu, Y. 2016. Çarşamba Ovası Örneğinde Ekstrem Hava Olaylarının Zirai Faaliyetler Üzerindeki Etkisine Dair Bir Değerlendirme. TÜCAUM Uluslararası Coğrafya Sempozyumu, 13-14.
6. [6] Meshram, A. T., Vanalkar, A. V., Kalambe, K. B., & Badar, A. M. 2022. Pesticide spraying robot for precision agriculture: A categorical literature review and future trends. Journal of Field Robotics, 39(2), 153-171. DOI: 10.1002/rob.22043
7. [7] Özgüven, M. M., Altaş, Z., Güven, D., & Arif, Ç. A. M. 2022. Tarımda Drone Kullanımı ve Geleceği. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 12(1), 64-83.
8. [8] Akkamış, M., Çalışkan, S. 2020. İnsansız Hava Araçları ve Tarımsal Uygulamalarda Kullanımı. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 2(1), 8-16.

9. [9] Villi, O., & Yakar, M. 2022. İnsansız Hava Araçlarının Kullanım Alanları ve Sensör Tipleri. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 4(2), 73-100. DOI: 10.51534/tiha.1189263
10. [10] Özcan, Y. A., Sarraj S., İstanbullu A. 2020. Hassas Tarım İçin Sağım Uygulaması Geliştirilmesi, Journal of Scientific, Technology and Engineering Research, 1(2): 33-39. DOI: 10.5281/zenodo.4088516
11. [11] Dilay, Y., Hakkı, S. O. Y., Bayrak, M. 2012. Hassas Tarımda Kablosuz Algılayıcı Ağların Kullanımı ve Uygulama Alanlarının İncelenmesi. Journal of the Institute of Science and Technology, 2(2, Ek: A), 21-26.
12. [12] Kurt, C., Yılmaztürk, İ., Okur, F., Menemen, A., Bahtiyar, B., & İplikçi, S. 2022. Nesnelerin İnterneti Tabanlı Tarımsal Sulama Otomasyon Sistemi Geliştirilmesi, Fırat Üniversitesi Uzay ve Savunma Teknolojileri Dergisi, 1(1), 149-153.
13. [13] Comart, A., Oral, O., Çağlayan, N. 2018. Nesnelerin İnterneti Teknolojisinin Tarımsal Alandaki Uygulamaları. International Refereed Journal of Engineering And Sciences, 11. DOI: 10.17366/uhmfd.2018.2.3
14. [14] Emekli, N. Y., Topakçı, M. 2009. Hassas Uygulamalı Tarım Teknolojilerinin Sulama Alanında Kullanımı. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 26(2), 9-17.
15. [15] Qazi, S., Khawaja, B. A., & Farooq, Q. U. 2022. IoT-equipped and AI-enabled Next Generation Smart Agriculture: A Critical Review, Current Challenges and Future Trends. IEEE Access, 10, 21219-21235. DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3152544.
16. [16] Kadıoğlu, U., Uçar, M. K., & Yıldırım, S. 2022. Tarımda Kaliteli Tohum Üretimi için Kuru Fasulye Türlerinin Yapay Zekâ Tabanlı Sınıflandırılması. El-Cezeri, 9(4), 1450-1465. DOI : 10.31202/ecjse.1135807.