ASES III. Uluslararası Bandırma Bilimsel Çalışmalar Kongresi, Balıkesir, Turkey, 11 - 13 October 2024, pp.100-102, (Summary Text)
This study presents the design and implementation of an artificial intelligence-based smart irrigation system, grounded on the analysis of climate conditions in the Thrace Region. The system utilizes a Long Short-Term Memory (LSTM) deep learning algorithm to analyze weather data from the specified region. The artificial intelligence model predicts future weather conditions with meteorological data such as temperature, humidity, wind speed and precipitation in the region. The prediction results are integrated into an algorithm structure that compares real-time data obtained from sensors in the designated agricultural field. Specifically, irrigation schedules are generated by combining the predictions with soil moisture levels. If the soil moisture level falls below predetermined thresholds, the system initiates the irrigation process. Furthermore, the system avoids unnecessary watering by aligning with weather forecasts. This approach aims to optimize water consumption while adequately meeting the plants' water requirements, thus ensuring sustainable water management in agriculture. The system's control, including the processing of analog data from the sensors and the comparison of LSTM forecast results, is managed by a single-board computer. The studies conducted were supported within the scope of TUBITAK 2209-A University Students Research Projects Support Program. In conclusion, the artificial intelligence-supported irrigation system developed to reduce water consumption and increase productivity in agriculture has been observed to yield successful results with experimental applications in the Thrace Region. The scalable structure of the system shows that it can be used effectively in different regions and under various climatic conditions. Moreover, this system offers a new perspective on agricultural irrigation processes and is expected to play a significant role in future agricultural production processes.
Bu çalışmada, Trakya Bölgesi’nin iklim koşulları analizine dayalı yapay zeka tabanlı akıllı sulama sistemi tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Sistem; belirlenen bölgedeki hava durumu verilerini analiz etmek için Uzun Kısa Süreli Bellek (LSTM) derin öğrenme algoritma yapısını kullanmaktadır. Yapay zeka modeli ile bölgedeki sıcaklık, nem, rüzgar hızı ve yağış gibi meteorolojik verilerle gelecekteki hava durumunu tahmin edilmektedir. Elde edilen tahmin sonuçları, belirlenen tarım arazisindeki sensörlerden alınan gerçek zamanlı verilerle karşılaştırılmasına dayalı algoritma yapısana dayanmaktadır. Özellikle topraktaki nem oranıyla birleştirilerek sulama periyotları oluşturulmaktadır. Eğer topraktaki nem oranı belirlenen sınırların altına düşerse, sistem sulama işlemini başlatır. Ayrıca, hava durumu tahminleriyle uyumlu şekilde gereksiz sulamadan kaçınılır. Bu yaklaşım, su tasarrufunu en üst düzeye çıkarırken bitkilerin su ihtiyacını optimal bir şekilde karşılamayı hedeflemektedir. Böylece, tarım alanında sürdürülebilir bir su yönetimi sağlanmış olur. Tasarlanan sistemdeki sensörlerden gelen analog verilerin işlenmesi, LSTM tahmin verilerinin karşılaştırılması ve sulama sistemi kontrolü için bir tek kartlı bilgisayar (Single-Board Computer) kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar Tübitak 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında desteklenmiştir. Sonuç olarak, tarımda su tüketimini azaltmak ve verimliliği artırmak amacıyla geliştirilen yapay zeka destekli sulama sistemi, Trakya Bölgesi’nde yapılan deneysel uygulamalarla başarılı sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Sistemin ölçeklenebilir yapısı, farklı bölgelerde ve çeşitli iklim koşullarında da etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca tarımsal sulama süreçlerine yeni bir bakış açısı getiren bu sistemin, gelecekteki tarımsal üretim süreçlerinde önemli bir rol oynaması beklenmektedir.