Sistema de gerenciamento de maquinário agrícola baseado em Internet das Coisas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Paula, Fábio Oliveira de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46346
Resumo: A major motivator in optimizing agricultural processes is by estimating world population growth and the consequent increase in food production. For this, Precision Agriculture (PA) seeks to reduce the amount of nutrients and other inputs used, increasing the quality and productivity of crops without adding cultivated area. Through advances in electronic instrumentation and embedded systems, it has been possible to accelerate PA developments. As a result, Information and Communication Technology (ICT) tools and digital management platforms, which were used to be restricted to large-scale processing plants, now migrate to smaller systems far from large power plants, reaching the agricultural market. Tools like Internet of Things (IoT) and Robot Operating System (ROS) are capable of integrating various systems, sensors and actuators. They allow the monitoring of system variables, communication between all units in the machine and implements, communication with remote servers, and control of any actuator in that system. Thus, these systems can be an excellent tool for Precision Agriculture. This work presents the implementation wireless network infrastructure capable of integrating farm machinery and rural installations to the farm headquarters and to a remote server. It also deals with the development of a modular embedded system for agricultural machinery, capable of collecting data during the operation of the tractor-implement assembly through specific sensors for each parameter, displaying information to the machinery operator and sending information to the farm manager. This system also allows the exchange of management information between the farm manager and the operator. All of its elements is open-source for cost reduction in order to diffuse and reach producers and other developers. The use of a computer embedded in a tractor allowed a large scale expansion of the processing power of data collected on the machinery. The architecture, made up of layers, made the system modular, which added versatility to the development and use of the product. The results of the communication tests between the layers attest that the system meets the proposal and guarantees full data integrity and excellent communication speed.
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Tools like Internet of Things (IoT) and Robot Operating System (ROS) are capable of integrating various systems, sensors and actuators. They allow the monitoring of system variables, communication between all units in the machine and implements, communication with remote servers, and control of any actuator in that system. Thus, these systems can be an excellent tool for Precision Agriculture. This work presents the implementation wireless network infrastructure capable of integrating farm machinery and rural installations to the farm headquarters and to a remote server. It also deals with the development of a modular embedded system for agricultural machinery, capable of collecting data during the operation of the tractor-implement assembly through specific sensors for each parameter, displaying information to the machinery operator and sending information to the farm manager. This system also allows the exchange of management information between the farm manager and the operator. All of its elements is open-source for cost reduction in order to diffuse and reach producers and other developers. The use of a computer embedded in a tractor allowed a large scale expansion of the processing power of data collected on the machinery. The architecture, made up of layers, made the system modular, which added versatility to the development and use of the product. The results of the communication tests between the layers attest that the system meets the proposal and guarantees full data integrity and excellent communication speed.A estimativa de crescimento da população mundial e o consequente aumento da produção de alimentos é um grande motivador em se otimizar processos agrícolas. Para isso, a Agricultura de Precisão (AP) busca reduzir a quantidade de nutrientes e outros insumos utilizados, aumentando a qualidade e a produtividade das culturas sem acréscimo de área cultivada. Com os avanços da instrumentação eletrônica e de sistemas embarcados tem sido possível progredir de modo acelerado os desenvolvimentos da AP. Com isso, ferramentas da Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) e plataformas digitais de gerenciamento, que antes eram restritas a centrais de grande processamento, hoje migram para sistemas menores e distantes de grandes centrais, chegando ao mercado agrícola. Ferramentas como Internet of Things (IoT) e o Robot Operating System (ROS) são capazes de integrar diversos sistemas, sensores e atuadores. Elas possibilitam o monitoramento das variáveis do sistema, a comunicação entre todas as unidades que houver na máquina e implementos, a comunicação com servidores remotos, e ainda o controle de qualquer atuador que houver nesse sistema. Assim, esses sistemas podem constituir uma excelente ferramenta para a Agricultura de Precisão. Esse trabalho trata da implementação da infraestrutura de uma rede sem fio capaz de integrar o maquinário agrícola e instalações rurais à sede da empresa rural e à um servidor remoto. Trata também do desenvolvimento de um sistema embarcado modular para máquinas agrícolas, capaz de coletar dados sobre o funcionamento do conjunto trator-implemento através de sensores específicos para cada parâmetro, exibir informações para o operador do maquinário e enviar informações para o gestor da empresa rural. Esse sistema permite ainda a troca de informações gerenciais entre o gestor da empresa rural e o operador. Todos os seus elementos são de código aberto para redução de custo e maior difusão e alcance para produtores e outros desenvolvedores. Autilização de um computador embarcado em um trator permitiu expandir em grande escala o poder de processamento de dados coletados no maquinário. A arquitetura, constituída por camadas, tornou o sistema modular, o que agregou versatilidade tanto ao desenvolvimento quanto à utilização do produto. Os resultados dos testes de comunicação entre as camadas atestam que o sistema atende à proposta e garante plena integridade dos dados e excelente velocidade de comunicação.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e AutomaçãoUFLAbrasilDepartamento de EngenhariaBarbosa, Bruno Henrique GroennerVolpato, Carlos Eduardo SilvaOliveira, Sérgio deBarbosa, Bruno Henrique GroennerLacerda, Wilian SoaresFurtado, Edgar CamposVitor, Giovani BernardesPaula, Fábio Oliveira de2021-05-24T16:30:09Z2021-05-24T16:30:09Z2021-05-242018-09-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPAULA, F. O. de. Sistema de gerenciamento de maquinário agrícola baseado em Internet das Coisas. 2018. 102 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas e Automação) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46346porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2021-05-24T16:30:09Zoai:localhost:1/46346Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2021-05-24T16:30:09Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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