استفاده از فن‌آوری اینترنت اشیا در جمع‌آوری اطلاعات محیطی اراضی کشاورزی با استفاده از سرویس مشاهده حسگر

الموضوعات :

نیما قاسملو ¹ , علی اکبر متکان ² , عباس علیمحمدی سراب ³ , حسین عقیقی ⁴ , بابک میرباقری ⁵

1 - دانشجوی دکتری مرکز مطالعات سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 - استاد مرکز مطالعات سنجش از دور و GIS، دانشکده علوم زمین ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 - استادگروه مهندسی GIS ، دانشکده مهندسی نقشه برداری ، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
4 - استادیار مرکز مطالعات سنجش از دور و GIS، دانشکده علوم زمین ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
5 - استادیار مرکز مطالعات سنجش از دور و GIS، دانشکده علوم زمین ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

تاريخ الإرسال : 27 الإثنين , رجب, 1443 تاريخ التأكيد : 15 الإثنين , شوال, 1443 تاريخ الإصدار : 08 السبت , ربيع الأول, 1445

الکلمات المفتاحية: اینترنت اشیا, حسگر, کنسرسیوم مکانی باز, سرویس مشاهده حسگر, کشاورزی هوشمند, زیر ساخت داده‌های مکانی,

ملخص المقالة :

چالش‌های تولید مواد غذایی در قرن بیست و یکم به دلیل افزایش جمعیت، به‌کارگیری فناوری‌های نوین در کشاورزی را بیش‌ازپیش ضروری می‌نماید. اینترنت اشیا نقش تعیین‌کننده‌ای در تبدیل و ارتقای فنّاوری سنتی به فنّاوری مدرن دارد و می‌تواند نقش مهمی در به حداقل رساندن ضایعات و افزایش بهره‌وری‌ها در کشاورزی هوشمند ایفا نماید. در پیاده‌سازی اینترنت اشیا با توجه به اینکه متولیان داده، از فرمت‌ها و استانداردهای جداگانه‌ای استفاده می‌کنند، لذا استفاده از این روش در محدوده‌های بزرگ شهری و یا ملی به‌صورت یکپارچه، دچار مشکل می‌گردد. یکی از چالش‌های مهم بهره‌گیری از اینترنت اشیا در کشاورزی، ارائه اطلاعات جمع‌آوری‌شده و نمایش بر خط این اطلاعات در یک فرمت استاندارد است. در این پژوهش با به‌کارگیری فناوری اینترنت اشیا، روشی برای دریافت اطلاعات از حسگرهای اطلاعاتی، ذخیره‌سازی آن‌ها، ارائه آن‌ها در یک بستر استاندارد موردبررسی قرارگرفته است. خروجی این تحقیق نشان می‌دهد که با استفاده از استاندارد سرویس مشاهده حسگر از کنسرسیوم مکانی باز، می‌توان اطلاعات حسگرها و مشاهدات آن‌ها را در یک فرمت استاندارد ذخیره نمود. برای ایجاد یک بستر یکپارچه، از زیرساخت داده‌های مکانی استفاده‌شده است. درواقع، استفاده از فرمت استاندارد، تعداد سرویس‌های درخواستی و پارامترهای مربوط به نام سنسور، زمان برداشت و موقعیت سنسور را کاهش می‌دهد. بنابراین، خروجی مشاهدات حسگرها در پورتال مکانی زیرساخت داده‌های مکانی، با سهولت‌ بیشتری نسبت به روش‌هایی که تنها از سرویس‌های تحت وب استفاده می‌کنند، قابل‌دسترس خواهند بود. استفاده از زیرساخت داده‌های مکانی سبب می‌شود که امکان نمایش داده‌های سنسورها در کنار لایه‌های مکانی استاندارد دیگر فراهم شود. به کار‌گیری این روش، داده‌های محیطی کشاورزی که با استفاده از حسگر برداشت شده‌اند, با سهولت بیشتری به صورت آنی و بر خط در اختیار کشاورزان و تصمیم‌گیران قرار می‌دهد.

المصادر:


1. Al-Kazragy, M. O. (2020). Evapotranspiration and irrigation water requirements evaluation of Chinarok area using asce Penman-Monteith method. IRAQI JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCES, 51(3), 816-828
2. Bamurigire, P., Vodacek, A., Valko, A., & Rutabayiro Ngoga, S. (2020). Simulation of Internet of things water management for efficient rice irrigation in Rwanda. Agriculture, 10(10), 431.
3. Bhagat, M.; Kumar, D.; Kumar, D. Role of Internet of Things (IoT) in Smart Farming: A Brief Survey.
4. In Proceedings of the IEEE 2019 Devices for Integrated Circuit (DevIC), Kalyani, India, 23–24 March 2019; pp. 141–145.
5. Biro, K., Zeineldin, F., Al-Hajhoj, M. R., & Dinar, H. A. (2020). Estimating irrigation water use for date palm using remote sensing over an Oasis in arid region. Iraqi journal of agricultural sciences, 51(4), 1173-1187.
6. Chinnachodteeranun, R., & Honda, K. (2016). Sensor Observation Service API for Providing Gridded Climate Data to Agricultural Applications. Future Internet, 8(3), 40.
7. Choudhary, S., Gaurav, V., Singh, A., & Agarwal, S. (2019). Autonomous crop irrigation system using artificial intelligence. Int. J. Eng. Adv. Technol, 8, 46-51
8. Doshi, J., Patel, T., & kumar Bharti, S. (2019). Smart Farming using IoT, a solution for optimally monitoring farming conditions. Procedia Computer Science, 160, 746-751.
9. Elhag, A. E., & Abdelkarim, A. A. (2021). Analysis of Irrigation Water Requirements in Gezira Scheme Using Geographic Information Systems: Case Study Block Number 26 (Dolga). Journal of Engineering and Computer Science (JECS), 22(1), 81-91.
10. Elijah, O., Rahman, T. A., Orikumhi, I., Leow, C. Y., & Hindia, M. N. (2018). An overview of Internet of Things (IoT) and data analytics in agriculture: Benefits and challenges. IEEE Internet of Things Journal, 5(5), 3758-3773.
11. Fredericks, J., & Botts, M. (2018). Promoting the capture of sensor data provenance: a role-based approach to enable data quality assessment, sensor management and interoperability. Open Geospatial Data, Software and Standards, 3(1), 1-8.
12. Ghasemloo, N., Matkan, A., Alimohammadi, A., Aghighi, H., Mirbagheri, B., (2021), Estimation of plant water requirement using internet of things technology(Case study: Rosa Damascena Mill Agricultural Fields). 2nd International Conference on Geographic Information Science: Foundations and Interdisciplinary Applications. https://civilica.com/doc/1383939 (In Persian).
13. Kazaz, S., BaydaR, H., &ERBaS, S. (2009). Variations in chemical compositions of Rosa damascenaMill.and Rosa canina L. fruits. Czech Journal of Food Sciences, 27(3), 178-184
14. Keshavarz, A., Ashrafi, S., Hydari, N., Pouran, M., & Farzaneh, E. (2005, March). Water allocation and pricing in agriculture of Iran. In Water conservation, reuse, and recycling: proceeding of an Iranian American workshop, The National Academies Press: Washington, DC (pp. 153-172).
15. Marsh-Hunn, D., Trilles, S., González-Pérez, A., Torres-Sospedra, J., & Ramos, F. (2020). A Comparative Study in the Standardization of IoT Devices Using Geospatial Web Standards. IEEE Sensors Journal, 21(4), 5512-5528.
16. Navarro, E., Costa, N., & Pereira, A. (2020). A systematic review of IoT solutions for smart farming. Sensors, 20(15), 4231.
17. Pinnagadi Venkateswara, M., Anuraag, K., Aravinth, V., David, M., Arun, E., (2018). "Smart Agriculture Monitoring System based on Internet of Things.", International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET) , Volume: 05 Issue: 03 | Mar-2018, pp 1952-1956
18. Roja, M., Deepthi, C., & Devender Reddy, M. (2020). Estimation of Crop Water Requirement of Maize Crop Using FAO CROPWAT 8.0 Model. Indian Journal of Pure and Applied Biosciences, 8(6), 222-228.
19. Stočes, M., Vaněk, J., Masner, J., & Pavlík, J. (2016). Internet of things (iot) in agriculture-selected aspects. Agris on-line Papers in Economics and Informatics, 8(665-2016-45107), 83-88.
20. TongKe, F. (2013). "Smart agriculture based on cloud computing and IOT." Journal of Convergence Information Technology8(2).