Yıl: 2017 Cilt: 5 Sayı: 11 Sayfa Aralığı: 1279 - 1289 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi

Öz:
Kablosuz sensör ağı uygulamaları ile Nesnelerin İnterneti (Internet of Things) olarak adlandırılan makineler arası iletişim (M2M), düşük veri aktarım hızı ve uygun maliyetle nesnelerden veri toplanmasına, analiz edilmesine ve karar destek sistemleri sayesinde de karmaşık sistemlerin kontrolünde karar vericilere yardımcı olmaktadır. Özellikle düşük gelirli kırsal alanlarda çevre yönetimi ve tarım politikalarının izlenmesini ve tarımsal üretimi geliştirmek için bu teknolojiler yeni olanaklar sunmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli, esnek ve ölçeklenebilir bir veri toplama ve analiz sistemi ile nesnelerin interneti uygulaması önerilmektedir. Bu amaçla açık kaynak donanım mikro işlemci kartları ile sensörlerden IEEE 802.15.4 Zigbee kablosuz iletişim protokolü ile alınan veriler sera bilgisayarı veri tabanında depolanmıştır. Sera bilgisayarı üzerinde PHP programlama diliyle geliştirilen yazılım ile veriler analiz edilebilmektedir. Sera bilgisayarından verilerin anlık olarak izlenmesi aynı zamanda uyarı kuralları ve işlem tanımları yapılabilmektedir. Sistem, sera koşullarında test edilmiştir. Veri aktarımı ve işlenmesi ile sensör ölçümleri gibi işlemleri istikrarlı olarak yaptığı gözlenmiştir. Önerilen sistem, modüler yapısı sayesinde ve özellikle küçük işletmeler için, iç ortam iklim verilerinin izlenmesi, havalandırma, sulama ve ısıtma sistemlerinin kontrol edilmesi amacıyla faydalı olabilir.
Anahtar Kelime:

Konular: Tarımsal Ekonomi ve Politika Bilgisayar Bilimleri, Sibernitik Ziraat Mühendisliği Ziraat, Toprak Bilimi Bilgisayar Bilimleri, Yapay Zeka

Control of Greenhouse Environmental Conditions with IOT Based Monitoring and Analysis System

Öz:
Kablosuz sensör ağı uygulamaları ile Nesnelerin İnterneti (Internet of Things) olarak adlandırılan makineler arası iletişim (M2M), düşük veri aktarım hızı ve uygun maliyetle nesnelerden veri toplanmasına, analiz edilmesine ve karar destek sistemleri sayesinde de karmaşık sistemlerin kontrolünde karar vericilere yardımcı olmaktadır. Özellikle düşük gelirli kırsal alanlarda çevre yönetimi ve tarım politikalarının izlenmesini ve tarımsal üretimi geliştirmek için bu teknolojiler yeni olanaklar sunmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli, esnek ve ölçeklenebilir bir veri toplama ve analiz sistemi ile nesnelerin interneti uygulaması önerilmektedir. Bu amaçla açık kaynak donanım mikro işlemci kartları ile sensörlerden IEEE 802.15.4 Zigbee kablosuz iletişim protokolü ile alınan veriler sera bilgisayarı veri tabanında depolanmıştır. Sera bilgisayarı üzerinde PHP programlama diliyle geliştirilen yazılım ile veriler analiz edilebilmektedir. Sera bilgisayarından verilerin anlık olarak izlenmesi aynı zamanda uyarı kuralları ve işlem tanımları yapılabilmektedir. Sistem, sera koşullarında test edilmiştir. Veri aktarımı ve işlenmesi ile sensör ölçümleri gibi işlemleri istikrarlı olarak yaptığı gözlenmiştir. Önerilen sistem, modüler yapısı sayesinde ve özellikle küçük işletmeler için, iç ortam iklim verilerinin izlenmesi, havalandırma, sulama ve ısıtma sistemlerinin kontrol edilmesi amacıyla faydalı olabilir.
Anahtar Kelime:

Konular: Tarımsal Ekonomi ve Politika Bilgisayar Bilimleri, Sibernitik Ziraat Mühendisliği Ziraat, Toprak Bilimi Bilgisayar Bilimleri, Yapay Zeka
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Arduino. 2017. Arduino MEGA 2560. Erişim Adresi: http://bit.ly/2ghQR4L [Erişim: 31.01.2017].
  • Ashton K. 2009. That 'Internet of Things' Thing. Erişim Adresi: http://bit.ly/1bt4GBP [Erişim: 04.01.2017].
  • Assem H, Xu L, Buda TS, O'Sullivan D. 2016. Machine learning as a service for enabling Internet of Things and People. Personal and Ubiquitous Computing, 20(6): 899- 914. DOI: 10.1007/s00779-016-0963-3
  • Atzori L, Iera A, Morabito G. 2010. The Internet of Things: A survey. Computer Networks, 54(15): 2787-2805. DOI: 10.1016/j.comnet.2010.05.010
  • Barenbrug AWT. 1974. Psychrometry and Psychrometric Charts. Cape Town, South Africa: Chamber of Mines of South Africa. 978-0-62001-586-8.
  • Bootstrap. 2017. Bootstrap open-sourced framework. Erişim Adresi: http://getbootstrap.com/ [Erişim: 01.02.2017].
  • Cendón B. 2015. M2M interworking technologies and underlying market considerations A2 - Antón-Haro, Carles. In M. Dohler (Ed.), Machine-to-Machine (M2M) Communications pp. 79-92. Oxford: Woodhead Publishing. 978-1-78242-102-3.
  • Chaudhary R, Pandey P, Pandey JR, Chaudhary P. 2015. Case study of Internet of Things in area of Agriculture, 'AGCO's Fuse Technology's Connected Farm Services'. 2015 International Conference on Green Computing and Internet of Things (ICGCIoT), Delhi, India. 08-10 Oct 2015. IEEEXplore, ss: 148-153.
  • Chen XY, Jin ZG. 2012. Research on Key Technology and Applications for Internet of Things. 2012 International Conference on Medical Physics and Biomedical Engineering, Singapore. 12.09.2012. ICMPBE, ss: 561-566.
  • Cheng L, Sun WR, Zhang XX, Rehman MU, Yang XD. 2015. Software Design of a Monitoring and Management System in the Internet of Things. 2015 8th International Congress on Image and Signal Processing (CISP), 1308-1312.
  • Chu X, Cui XB, Li DD. 2013. Remote Monitoring and Control of Agriculture. In Z. Du (Ed.), Proceedings of the 2012 International Conference of Modern Computer Science and Applications Vol. 191, pp. 623-627: Springer. 2194-5357.
  • Cisco. 2016. Complete Visual Networking Index (VNI) Forecast. Erişim Adresi: http://bit.ly/1nKDqYc [Erişim: 12.01.2017].
  • Danova T. 2013. Morgan Stanley: 75 Billion Devices Will Be Connected To The Internet Of Things By 2020. Erişim Adresi: http://read.bi/1d7V9Uu [Erişim: 04.01.2017].
  • Ding XF, Xiong G, Hu B, Xie L, Zhou SX. 2013. Environment Monitoring and Early Warning System of Facility Agriculture Based on Heterogeneous Wireless Networks. 2013 Ieee International Conference on Service Operations and Logistics, and Informatics (SOLI), China. 28-30 Jul 2013. IEEE, ss: 307-310.
  • Dlodlo N, Kalezhi J. 2015. The Internet of Things in Agriculture for Sustainable Rural Development. 2015 International Conference on Emerging Trends in Networks and Computer Communications, Windhoek, Namibia. 17-20 May 2015. ETNCC, ss: 13-18.
  • Ferrandez-Pastor FJ, Garcia-Chamizo JM, Nieto-Hidalgo M, Mora-Pascual J, Mora-Martinez J. 2016. Developing Ubiquitous Sensor Network Platform Using Internet of Things: Application in Precision Agriculture. Sensors, 16(7). DOI: 10.3390/S16071141
  • Gayatri MK, Jayasakthi J, Mala GSA. 2015. Providing Smart Agricultural Solutions to Farmers for better yielding using IoT. Proceedings 2015 Ieee International Conference on Technological Innovations in Ict for Agriculture and Rural Development Tiar 2015, Chennai, India. 10-12 Jul 2015. IEEEXplore, ss: 40-43.
  • Gong H, Yu HL, Chen GF, Wen Z. 2013. Design of Measurement and Control System of Facilities Vegetables Based on Internet of Things. Information Technology Applications in Industry, Pts 1-4, 263-266, 2824-2828. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.263-266.2824
  • Guo TT, Zhong WZ. 2015. Design and Implementation of the Span Greenhouse Agriculture Internet of Things System. Proceedings of 2015 International Conference on Fluid Power and Mechatronics - Fpm 2015, Harbin, China. 05-07 Aug 2015. IEEEXplore, ss: 398-401.
  • Huawei. 2016. Global Connectivity Index. Erişim Adresi: http://bit.ly/1rm1hfY [Erişim: 04.01.2017].
  • Jayaraman PP, Palmer D, Zaslavsky A, Salehi A, Georgakopoulos D. 2015. Addressing Information Processing Needs of Digital Agriculture with OpenIoT Platform. Interoperability and Open-Source Solutions for the Internet of Things, Split, Croatia. 18 Sep 2014. Springer, ss: 137-152.
  • jQuery. 2017. jQuery Core API Documentation. jQuery Foundation. Erişim Adresi: https://jquery.com/ [Erişim: 01.02.2017].
  • Kumar R, Rajasekaran MP. 2016. An Iot Based Patient Monitoring System Using Raspberry Pi. 2016 International Conference on Computing Technologies and Intelligent Data Engineering (ICCTIDE), Kovilpatti, India. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ss: 7-9 Jan 2016.
  • Li SL, Han Y, Li G, Zhang M, Zhang L, Ma Q. 2012. Design and Implementation of Agricultral Greenhouse
  • Environmental Monitoring System Based on Internet of Things. Frontiers of Manufacturing and Design Science II, Pts 1-6, 121-126, 2624-2629. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.121-126.2624
  • Liu D, Cao X, Huang CW, Ji LL. 2016. Intelligent Agriculture Greenhouse Environment Monitoring System Based on IOT Technology. 2015 International Conference on Intelligent Transportation, Big Data and Smart City (ICITBS), Halong Bay, Vietnam. 19-20 Dec 2015. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ss: 487-490.
  • Liu F, Gao JX, Yu WJ, Jin X. 2012. AGIOT: A Model of the Internet of Things Used in Agriculture. Information-an International Interdisciplinary Journal, 15(9): 3787-3792.
  • Lu Y, Li XM, Zhong J, Xiong YN. 2010. Research on the Innovation of Strategic Business Model in Green Agricultural Products Based on Internet of Things (IOT). 2010 2nd International Conference on E-Business and Information System Security (Ebiss 2010), Wuhan, China. 22-23 May 2010. Institute of Electrical and Electronics Engineers, ss: 636-638.
  • Manyika J, Chui M, Bisson P, Woetzel J, Dobbs R, Bughin J, Aharon D. 2015. The Internet of Things: Mapping the Value Beyond the Hype. McKinsey Global Institute, 1(1): 144. Mosquitto. 2017. Mosquitto, an Open Source MQTT v3.1/v3.1.1 Broker. Erişim Adresi: https://mosquitto.org/ [Erişim: 07.04.2017].
  • MQTT. 2017. MQ Telemetry Transport. Erişim Adresi: http://mqtt.org/ [Erişim: 30.12.2016].
  • OGC. 2007a. OGC, Sensor Observation Service. Erişim Adresi: http://www.opengeospatial.org/standards/sos [Erişim: 10.01.2017].
  • OGC. 2007b. OpenGIS Sensor Model Language (SensorML) Implementation Specification. Erişim Adresi: http://www.opengeospatial.org/standards/sensorml [Erişim: 10.01.2017].
  • OGC. 2011. OGC SWE Common Data Model Encoding Standard. Erişim Adresi: http://www.opengeospatial.org/ standards/swecommon [Erişim: 10.01.2017].
  • OGC. 2012a. OGC Sensor Observation Service Interface Standard. Erişim Adresi: http://www.opengeospatial.org/ standards/sos [Erişim: 10.01.2017].
  • OGC. 2012b. OGC SensorML: Model and XML Encoding Standard (DRAFT). Erişim Adresi:
  • http://www.opengeospatial.org/docs/is [Erişim: 10.01.2017]. Paho. 2017. Paho Project. Erişim Adresi:
  • http://www.eclipse.org/paho/ [Erişim: 07.04.2017]. PHP. 2017. The PHP Group. Erişim Adresi: https://php.net [Erişim: 01.02.2017].
  • RPI. 2017. Raspberry Pi. Erişim Adresi: https://en.wikipedia.org/wiki/Raspberry_Pi [Erişim: 31.01.2017].
  • Sarangi S, Umadikar J, Kar S. 2016. Automation of Agriculture Support Systems using Wisekar: Case study of a cropdisease advisory service. Computers and Electronics in Agriculture, 122: 200-210.
  • DOI: 10.1016/j.compag.2016.01.009 Sawant SA, Adinarayana J, Durbha SS. 2014. Krishisense: A Semantically Aware Web Enabled Wireless Sensor Network System for Precision Agriculture Applications. 2014 Ieee International Geoscience and Remote Sensing Symposium (Igarss), Quebec City, Quebec, Canada. 13-18 July 2014. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ss: 4090-4093.
  • Sensirion. 2008. Humidity at a Glance Most Relevant Equations with Sample Code. Erişim Adresi: http://bit.ly/2ommXz3 [Erişim: 07.04.2017].
  • harma A, Goyal T, Pilli ES, Mazumdar AP, Govil MC, Joshi RC. 2015. A Secure Hybrid Cloud Enabled Architecture for Internet of Things. 2015 Ieee 2nd World Forum on Internet of Things (WF-IoT 2015), Milan, Italy. 14-16 December 2015. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), ss: 274-279.
  • Shi DL. 2015. Intelligent Information Collection and Management for Crop Growing Environment Based on Internet of Things Model. 2015 4th International Conference on Social Sciences and Society (ICSSS 2015), Pt 4, Paris, France. 20-21 May 2015. ss: 14-18.
  • SI7021. 2015. SI7021 Datasheet A20 I2C Humidity and Temperature Sensor. Silicon Laboratories, 1-36. Stanford-Clark A, Truong HL. 2013. MQTT For Sensor Networks (MQTT-SN) Protocol Specification. Erişim Adresi: http://bit.ly/1cypnfs [Erişim: 07.04.2017].
  • Steinberg MD, Tkalcec B, Steinberg IM. 2016. Towards a passive contactless sensor for monitoring resistivity in porous materials. Sensors and Actuators B-Chemical, 234, 294-299. DOI: 10.1016/j.snb.2016.04.169
  • Wang BP. 2014. The design of modern agriculture control system based on internet of things. Applied Science, Materials Science and Information Technologies in Industry, 513-517: 1519-1522.
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.513-517.1519 Wang W, Li CY, Chu LH, Qu CY. 2016. Study on Air-Ground Amphibious Agricultural Information Collection Robot. 2016 13th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI), Xian, China. 19-22 Aug 2016. Korea Robotics Society, ss: 938-944.
  • Wei XM, Hong J, Guo XN. 2014. Research the methods of the new generation of information technologies to promote the development of wisdom Agriculture. Computer and Information Technology, 519-520: 1538-1541. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.519-520.1538
  • Wu SF, Wang GW, Xiao YY, Xue JP. 2014. Vegetable Monitoring and Control Based on Internet of Things. International Symposium on Signal Processing Biomedical Engineering, and Informatics (SPBEI 2013), Hangzhou, China. 16-18 Dec 2013. ss: 619-628.
  • Wu ZY, Li SJ, Yu MH, Wu JX. 2015. The Actuality of Agriculture Internet of Things for Applying and Popularizing in China. Proceedings of the International Conference on Advances in Mechanical Engineering and Industrial Informatics, Zhengzhou, China. 11-12 Apr 2015. ss: 1869-1873.
  • Xie YX, Wang YJ. 2014. The Research and Analysis of Association Rules on the Internet of Things. Proceedings of the 3rd International Conference on Computer Science and Service System (CSSS), Bangkok, Thailand. 13-15 Jun 2014. ss: 21-24.
  • XMMP. 2017. XMMP,Extensible Messaging and Presence Protocol. Erişim Adresi: https://xmpp.org [Erişim: 07.04.2017].
  • Xu DW, Ren S, Yang LP. 2014. Things in Intelligent Agriculture Applications. Applied Science, Materials Science and Information Technologies in Industry, 513-517: 444-447. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.513- 517.444
  • Ye JY, Chen B, Liu QF, Fang Y. 2013. A Precision Agriculture Management System Based on Internet of Things and WebGIS. 2013 21st International Conference on Geoinformatics (Geoinformatics), Kaifeng, China. 20-22 Jun 2013.
  • Yuan X, Zhong FM, Chen ZK, Yang DL. 2015. Residual energy level based clustering routing protocol for wireless sensor networks. Sixth International Conference on Electronics and Information Engineering, Dalian, China. 26-27 Sep 2015.
  • Zarco-Tejada P, Hubbard N, Loudjani P. 2014. Precision Agriculture: An Opportunity for EU Farmers Potential Support with the CAP 2014-2020. Joint Research Centre (JRC) of the European Commission.
  • Zhang HR, Wei XY, Zou TF, Li ZL, Yang GC. 2015. Agriculture Big Data: Research Status, Challenges and Countermeasures. Computer and Computing Technologies in Agriculture VIII, 452: 137-143. DOI: 10.1007/978-3-319- 19620-6_17
  • Zhang TT, Zhang QY. 2016. The application of Internet of Things in the logistics of agricultural products. Proceedings of the 2015 International Conference on Design, Manufacturing and Mechatronics (ICDMM), Wuhan, Hubei, China. 17-18 Apr 2015. ss: 558-567.
  • Zhang ZC. 2011. Integrated Risk Management and coping strategies for the Industry Chain of Agriculture-related Enterprises. Proceedings of the 2011 China International Conference on Insurance and Risk Management, Beijing, China. 24-27 Jul 2011. ss: 158-175.
  • Zhao JC, Zhang JF, Feng Y, Guo JX. 2010. The Study and Application of the lOT Technology in Agriculture. Computer Science and Information Technology (ICCSIT), 462-465.
APA Çaylı A, AKYÜZ A, BAYTORUN A, BOYACI S, ÜSTÜN S, KOZAK F (2017). Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. , 1279 - 1289.
Chicago Çaylı Ali,AKYÜZ Adil,BAYTORUN ABDULLAH NAFİ,BOYACI Sedat,ÜSTÜN SAİT,KOZAK Fatma Begüm Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. (2017): 1279 - 1289.
MLA Çaylı Ali,AKYÜZ Adil,BAYTORUN ABDULLAH NAFİ,BOYACI Sedat,ÜSTÜN SAİT,KOZAK Fatma Begüm Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. , 2017, ss.1279 - 1289.
AMA Çaylı A,AKYÜZ A,BAYTORUN A,BOYACI S,ÜSTÜN S,KOZAK F Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. . 2017; 1279 - 1289.
Vancouver Çaylı A,AKYÜZ A,BAYTORUN A,BOYACI S,ÜSTÜN S,KOZAK F Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. . 2017; 1279 - 1289.
IEEE Çaylı A,AKYÜZ A,BAYTORUN A,BOYACI S,ÜSTÜN S,KOZAK F "Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi." , ss.1279 - 1289, 2017.
ISNAD Çaylı, Ali vd. "Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi". (2017), 1279-1289.
APA Çaylı A, AKYÜZ A, BAYTORUN A, BOYACI S, ÜSTÜN S, KOZAK F (2017). Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi, 5(11), 1279 - 1289.
Chicago Çaylı Ali,AKYÜZ Adil,BAYTORUN ABDULLAH NAFİ,BOYACI Sedat,ÜSTÜN SAİT,KOZAK Fatma Begüm Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi 5, no.11 (2017): 1279 - 1289.
MLA Çaylı Ali,AKYÜZ Adil,BAYTORUN ABDULLAH NAFİ,BOYACI Sedat,ÜSTÜN SAİT,KOZAK Fatma Begüm Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi, vol.5, no.11, 2017, ss.1279 - 1289.
AMA Çaylı A,AKYÜZ A,BAYTORUN A,BOYACI S,ÜSTÜN S,KOZAK F Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi. 2017; 5(11): 1279 - 1289.
Vancouver Çaylı A,AKYÜZ A,BAYTORUN A,BOYACI S,ÜSTÜN S,KOZAK F Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi. 2017; 5(11): 1279 - 1289.
IEEE Çaylı A,AKYÜZ A,BAYTORUN A,BOYACI S,ÜSTÜN S,KOZAK F "Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi." Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi, 5, ss.1279 - 1289, 2017.
ISNAD Çaylı, Ali vd. "Sera Çevre Koşullarının Nesnelerin İnterneti Tabanlı İzleme ve Analiz Sistemi ile Denetlenmesi". Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi 5/11 (2017), 1279-1289.