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Título: Aplicação de algoritmos de aprendizagem supervisionada de máquina em sistemas embarcados no auxílio à aplicação de defensivos agrícolas
Título(s) alternativo(s): Application of supervised machine learning algorithms in embedded systems to assist the application of agricultural pests
Autor(es): Santos, Evandro da Silva dos
Orientador(es): Bertollo, Gilvan Moisés
Palavras-chave: Agricultura de precisão
Aprendizado do computador
Internet das coisas
Meteorologia agrícola
Precision farming
Machine learning
Internet of things
Meteorology, Agricultural
Data do documento: 31-Mar-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: SANTOS, Evandro da Silva dos. Aplicação de algoritmos de aprendizagem supervisionada de máquina em sistemas embarcados no auxílio à aplicação de defensivos agrícolas. 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Computacionais para o Agronegócio) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2023.
Resumo: A aprendizagem de máquina tem sido cada vez mais utilizada para aprimorar o monitoramento e previsão das condições meteorológicas. A mesma, utiliza um grande volume de dados para estabelecer padrões e de forma preditiva categorizar os novos dados de entrada. Dessa forma, dados coletados por estações agro meteorológicas automáticas causam impacto significativo na coleta e processamento de dados, pois os mesmos apresentam condições especificas para a execução de determinadas tarefas inerentes ao clima, como por exemplo, a aplicação de defensivos agrícolas, onde pode ocorrer o fenômeno da deriva. O presente trabalho teve como objetivo abordar a possibilidade de aplicação de aprendizagem de máquina e conceitos IoT em estações meteorológicas locais, visando minimizar tal impacto da deriva na produção agrícola. São apresentadas discussões sobre o funcionamento e o desenvolvimento de sistemas de aprendizagem de máquina em seu sistema embarcado, visando melhorar a exatidão e a coleta de informações e utilizando-as como auxílio à aplicação de defensivos agrícolas. Dessa forma, foi desenvolvida uma estação com um sistema embarcado para a coleta dos dados climáticos em tempo real, utilizando modelos de aprendizado de máquina para identificar as condições meteorológicas ideais para a aplicação dos defensivos, sendo a mesma funcionando como repetidor de sinal WI­FI. Também foi desenvolvida uma plataforma de monitoramento para os dados meteorológicos coletados, e apresentação das respectivas respostas dos algoritmos de aprendizagem de máquina como auxilio à pulverização, denominada i-Cida. Por fim, apresenta-se as taxas de acertos dos algoritmos em testes de laboratório, na empresa rural parceira e os resultados dos algoritmos no microcontrolador no painel da aplicação desenvolvida, além de comparar os níveis atingidos de IoT pelo projeto.
Abstract: Machine learning has been increasingly used to improve weather monitoring and forecasting. It uses a large volume of data to establish patterns and predictively categorize new input data. Thus, data collected by automatic agro­meteorological stations have a significant impact on the collection and processing of data, as they present specific conditions for the execution of certain tasks inherent to the climate, such as, for example, the application of agricultural defensives, where the drift phenomenon. The present work aimed to address the possibility of applying machine learning and IoT concepts in local meteorological stations, aiming to minimize the impact of drift on agricultural production. Discussions are presented on the operation and development of machine learning systems in its embedded system, aiming to improve the accuracy and collection of information and using them as an aid to the application of agricultural pesticides. In this way, a station was developed with an embedded system for the collection of climatic data in real time, using machine learning models to identify the ideal meteorological conditions for the application of pesticides, which works as a WI­FI signal repeater. . A monitoring platform was also developed for the collected meteorological data, and the presentation of the respective answers of the machine learning algorithms as an aid to the spraying, called i­Cida. Finally, the success rates of the algorithms in laboratory tests, in the rural partner company and the results of the algorithms in the microcontroller in the panel of the developed application are presented, in addition to comparing the achieved levels of IoT by the project.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31482
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