Kablosuz Sensör Ağı Teknolojisi ve Hassas Tarım Uygulamaları İçin Örnek Bir Model

Yıl 2013, Cilt: 9 Sayı: 2, 109 - 116, 01.04.2013

İlker Ünal Mehmet Topakcı

Öz

Hassas tarım teknolojisinde, makine performansı, toprak ve bitkilere ait özelliklerin belirlenmesi

için farklı sensörlerden gelen anlık verilerin toplanması ve otomasyonun sağlanması

önemlidir. Hassas tarımın gelişiminin devam ettirilmesinde ise sensör ağ teknolojisi ana

teknolojilerden biri haline gelmiştir. Sensör ağları, zamansal, mekansal ve tahminsel değişkenliklerin

entegrasyonunun sağlanmasında ve optimum tarımsal yönetim seçeneklerinin belirlenmesinde

kullanılmaktadır. Son zamanlarda, sensörler ile merkezi kontrol ünitesi arasındaki haberleşmede

kablosuz sensör ağları kullanılmaktadır. Kablosuz sensör ağları, maliyet, boyut, güç, esneklik ve

dağıtılabilirlik gibi avantajları nedeniyle kablolu sensör ağlarına göre tercih edilmektedir. Ancak,

tarımsal üretim uygulamalarında kullanılan birçok sensörün tamamıyla kablosuz olarak kontrol

edilmesi mümkün olmayabilmektedir. Bu çalışmada, bazı kablosuz ağ teknolojileri incelenmiştir.

Ayrıca, tarımsal sistemlerde ISO 11783 standardı olarak bilinen CAN ve ZigBee kablosuz sensör

ağının entegrasyonu ile oluşturulan örnek bir tarımsal sensör ağ modeli tasarlanmıştır. Son olarak,

tasarlanan ağ modeli içerisindeki veri trafiği açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Kablosuz sensör ağları, ZigBee

Kaynakça

• Baker, N. 2005. ZigBee and bluetooth - Strengths and weaknesses for industrial applications. Comput.Control. Eng. 16: 20-25.
• Bansal, R.K., Gupta, V., Malhotra, R. 2010. Performance Analysis of Wired and Wireless LAN Using Soft Computing Techniques- A Review. Global Journal of Computer Science and Technology, 10(8): 67-71.
• Baronti, P., Pillai, P., Chook, V.W., Chessa, S., Gotta, A., Hu, Y.F. 2007. Wireless Sensor Networks: A Survey on the State of the Art and the 802.15.4 and ZigBee Standards. Computer Communications, 30, 1655–1695.
• Buratti C, Conti A, Dardari D, Verdone R. 2009. An Overview on Wireless Sensor Networks Technology and Evolution. Sensors. 9(9):6869-6896.
• Camilli, A., Cugnasca, C. E., Saraiva, A. M., Hirakawa, A. R., Correa, P. L. P. 2007. From Wireless sensor to field mapping: Anatomy of an application for precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, 58: 25–36.
• Christin, D., Mogre, P.S., Hollick, M. 2010. Survey on Wireless Sensor Network Technologies for Industrial Automation: The Security and Quality of Service Perspectives.Future Internet. 2(2):96-125.
• Darr, M.J., T.S. Stombaugh, J.K. Ward, and M.D. Montross. 2003. Development of a Controller Area Network Based Handheld Data Acquisition System for Identity Preservation. ASAE Paper No. 031103. Annual International Meeting, Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, Nevada, July 27-30.
• De Biasi, M., Snickars, C., Landerns, K., Isaksson, A.J. 2008. Simulation of Process Control with WirelessHART Networks Subject to Packet Losses. In Proceedings of the Conference on Automation Science and Engineering (CASE), Washington, DC, USA.
• Ekiz, H., Kutlu, A., Baba, M.D., 1996. Performance Analysis of a CAN / CAN Bridge, International Conference on Network Protocols (ICNP '96), 181-188.
• Elahi, A., Gschwender, A. 2009. ZigBee Wireless Sensor and Control Network. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 07458.
• Farsi, M., Ratcliff, K., Barbosa, M., 1999. An Overwiew of Control Area Network, IEE Computing and Control Engineering Journal, 10(3): 113-120.
• Fellmeth, P. 2003. CAN-based tractor – agricultural implement communication ISO 11783. CAN Newsletter September 2003.
• Galeev, M. 2004. Home Networking with ZigBee. http://www.embedded.com/design/connectivity/400643 0/Home-networking-with-Zigbee (Erişim: Nisan 2013).
• Heile, B. 2009. ZigBee Smart Energy:The New Frontier for Energy Efficiency. http://docs.zigbee.org/zigbeedocs/ dcn/09-4841.pdf (Erişim: Nisan 2013).
• Hopkins, A., 2003. Controller Area Networks, Computer Science Seminar Spring, Minnesota.
• IEEE, 2001. Get IEEE 802: Local and Metropolitan Area Network Standards. http :// standards.ieee.org/ getieee802/ download/802-2001.pdf (Erişim: Nisan 2013).
• ISA, 2009. ISA-100.11a-2009, Wireless Systems for Industrial Automation:Process Control and Related Applications. http://www.isa.org (Erişim:Nisan 2013).
• Jedermann, R., Behrens, C., Westphal, D., Lang, W. 2006.
• Applying autonomous sensor systems in logistics - Combining sensor networks, RFIDs and software agents. Sens. Actuat. A-Phys., 132: 370-375.
• Karasulu, B., Toker, L., Korukoğlu, S. 2009. ZigBee - IEEE 802.15.4 Standartı Temelli Kablosuz Algılayıcı Ağları, INET-TR Konferansı, İstanbul, 2009.
• Lawrenz, W., 1995. World-wide Status of CAN- Present and Future. proc. ICC’95 2. International CAN conference, 0- 12 0-25.
• Lawrenz, W., 1997. CAN System Engineering : From Theory to Practical Applications, Springer-Verlag, New York.
• Lehr, W. and Chapin, J., 2010. On the convergence of wired and wireless accessnetwork architectures, Information Economics and Policy,22(1):33-41.
• Microchip Inc., 2003. High Speed CAN Transceiver Datasheet, http:// ww1.microchip.com/ downloads/ en/ devicedoc/ 21667f.pdf (Erişim: Nisan 2013).
• Ruiz-Garcia, L., Lunadei, L., Barreiro, P., Robla, I. 2009. A Review of Wireless Sensor Technologies and Applications in Agriculture and Food Industry: State of the Art and Current Trends. Sensors, 9, 4728-4750.
• Scheible, G., Dzung, D., Endresen, J., Frey, J.E. 2007.
• Unplugged but Connected - Design and Implementation of a Truly Wireless Real-time Sensor/Actuator Interface. IEEE Industrial Electronics Magazine, 1, 25–34.
• Steigman, R., Endresen, J. 2009. Introduction to WISA and WPS. http://www.abb.com (Erişim: Nisan 2013).
• Strauss, C., Cugnasca, C.E., Saraiva, A.M., Hirakawa, A.R. 1999. Application of the CAN and ISO 11783 protocols to a Planter Monitor In: 3th InternationaL
• Multiconference on Circuits, Systems, communications and Computers-IMACS/IEEE, Atenas, 1999.
• Tindell, K., Burns, A., Wellings, A., 1995. Calculating Controller Area Network, (CAN) Message Response Time, Control Engineering Practice, 3(8):1163-169.
• Unal, İ. 2006. CAN (Control Area Network) Üzerinden PIC Programlama, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Valada, A., Kohanbash, D., Kantor, G.A. 2010. Design and Development of a Wireless Sensor Network System for Precision Agriculture. Technical Report:CMU-RI-TR-10- 21, Robotics Institute, Carnegie Mellon University, USA.
• Wang, N., Zhang, N.Q., Wang, M.H. 2006. Wireless sensors in agriculture and food industry – Recent development and future perspective. Comput. Electron. Agric., 50: 1-14.
• Willig, A. 2008. Recent and emerging topics in Wireless industrial communication. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 4(2): 102–124.