KABLOSUZ ALGILAYICI VE EYLEYİCİ AĞLAR YARDIMIYLA KONYA OVASINDA TARIMSAL SU TÜKETİMİNİN AZALTILMASI

Transkript

1 KABLOSUZ ALGILAYICI VE EYLEYİCİ AĞLAR YARDIMIYLA KONYA OVASINDA TARIMSAL SU TÜKETİMİNİN AZALTILMASI Hakkı SOY Yusuf DİLAY Cevat AYDIN Mehmet BAYRAK ÖZET Su ve tarımsal üretim toplumların sosyo-ekonomik gelişim sürecinde kritik role sahiptir. Küresel ısınma tehdidi altındaki su kaynaklarının giderek artan dünya nüfusu karşısında talepleri karşılayamaması, suyun stratejik önemini gün geçtikçe artırmaktadır. Dünya genelinde pek çok yerde olduğu gibi ülkemizde de mevcut su kaynaklarının büyük bir kısmının tarımsal sulama için kullanılması, bu alanda tasarruf ve verimlilik artışı sağlamaya yönelik yenilikçi çalışmalara olan gereksinimi artırmıştır. Gelişmiş ülkelerde aşırı su tüketiminin azaltılması için faydalanılan hassas tarım teknolojilerinin başında, başarılı uygulamaları son yıllarda pek çok alanda giderek yaygınlaşan kablosuz algılayıcı ağlar gelmektedir. Geniş bir coğrafi bölge üzerinde dağınık algılama görevinin yerine getirilmesini mümkün kılan kablosuz algılayıcı ağlar yardımıyla saha üzerinde ilgilenilen fiziksel büyüklüklerin anlık değerleri uzaktaki bir yönetim merkezinden izlenebilir. Bu çalışmada Konya Ovasında tarımsal sulamanın daha verimli hale getirilmesi amacıyla yararlanılabilecek, temeli kablosuz algılayıcı ve eyleyici ağlara dayanan örnek bir sulama yönetim sistemi ana hatlarıyla incelenmiştir. Önerilen sistem modeliyle tarımsal su tüketiminin optimize edilmesi yanında, toprak ve meteorolojik koşullarla ilgili çevresel parametreler gerçek zamanlı olarak çiftçilerin bilgisine sunulmaktadır. Anahtar Kelimeler: Hassas Tarım, Sulama Yönetimi, Kablosuz Algılayıcı ve Eyleyici Ağlar, Konya Ovası 1. GİRİŞ Modern tarımda çevreyi korurken üretimde verimlilik ve kalite artışına imkân sağlayacak yeni teknolojilere ihtiyaç vardır. Bunun için başta bitki ve toprak özellikleri olmak üzere meteorolojik koşullar dâhil zamana ve konuma göre değişen çok sayıda parametrenin gerçek zamanlı izlenmesi ve beklenmedik değişimlerine hızla cevap verilerek kontrol altında tutulması gerekir (Singh ve Bansal, 2011). Bu amaç doğrultusunda uzun yıllardır kullanılan geleneksel yöntemler zamanla yerlerini bilgi teknolojilerine dayalı hassas tarım tekniklerine bırakmaktadır. Hassas tarım yardımıyla kaliteli üretim gerçekleştirmek için son yıllarda dünyanın pek çok bölgesinde giderek daha fazla ilgi çeken araştırma konularından biri de su kullanım verimliliğinin artırılmasıdır (Lea-Cox, 2008). Bitkilerin gelişimlerini sürdürebilmek için suya ihtiyacı vardır. Buna karşın gereğinden fazla sulama yapıldığında bitkiler zarar görür. Tarımda maksimum kapasitede ürün almak için anahtar etmen gereğinden fazla su tüketmeden, yeterli miktarda sulama yapılmasıdır (Dursun ve Özden, 2011; Bhosale ve Dixit, 2012). Değişik toprak tipleri için su tutma kapasitesi, sızma ve drenaj değerleri birbirinden farklıdır. Benzer şekilde değişik ürün çeşitleri için mevsimsel su gereksinimleri de toprak özelliklerine bağlı olarak önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu farklılıkların ortaya çıkarılması için büyük bir saha önce kendi içinde daha küçük alt sahalara bölünür ve bu alt sahalardan her biri birbirinden bağımsız olarak değerlendirilmek suretiyle sulama gerçekleştirilir (Al-Karadsheh ve ark., 2012). Oluşturulan alt sahaların büyüklüğünü tayin etmek için önceden belirlenen kesin kurallar olmayıp, genellikle yapılan analizlerin sonuçlarının uzmanlar tarafından değerlendirilmesiyle planlama yapılır (Keshtgary ve Deljoo, 2012). Öğr. Gör. Dr., Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi, Teknik Bilimler M.Y.O., Yrd. Doç. Dr., Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi, Teknik Bilimler M.Y.O., Prof. Dr., Selçuk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Prof. Dr., Mevlana Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,

2 Tarımda etkin sulama yapılabilmesi için öncelikle topraktaki nem miktarının belirlenmesi gerekir. Bu amaçla genellikle bitkilerin yaprak ve kök bölgesine yerleştirilen çeşitli sensörler yardımıyla nem ölçümü yapılarak, suyun akışına (debisine) yön veren vanaların kontrolü sağlanır (Jadoon ve ark., 2011). Hassas tarımda sulama kontrolü noktasal, bölgesel ve merkezi olmak üzere üç farklı şekilde gerçekleştirilebilir. Noktasal kontrol sisteminde sensör ölçümleri dikkate alınarak belirli bir vananın kontrolü gerçekleştirilir. Fakat bu yaklaşımla saha üzerinde sensör ve kontrolör çiftlerinden oluşan birbirinden bağımsız çok sayıda kontrol döngüsüyle hantal bir yapı ortaya çıkar. Bölgesel sistemde birden fazla sayıda vana tek bir kontrolör tarafından koordine edilir. Bu durumda da çalışılan saha sınırları genişledikçe performans düşer. Merkezi sistemde ise çok sayıda bölgesel kontrol sistemi birbirleriyle bağlantılı olarak tek bir merkezden yönetilir (Sne, 2005). Tarımsal alanlarda enerji ve veri aktarımında kablolama altyapısının kurulması çoğu zaman mümkün değildir. Bu nedenle merkezi kontrole dayalı bir sulama kontrol sistemi oluşturulmak istendiğinde saha üzerinde dağıtılmış çok sayıda sensör ve vana arasında iletişim sağlayacak bir ağ kurmak için kablosuz haberleşme kaçınılmaz olur. Yapılan çalışmalar farklı birçok alanda başarılı uygulamaları ortaya çıkan kablosuz algılayıcı ağların (wireless sensor networks, WSNs) tarımsal alanların izlenmesi için de en uygun teknoloji olduğunu göstermiştir (Di Palma ve ark., 2013; Yu ve ark., 2013, Shah ve Das, 2012). Geleceğin algılama teknolojisi olarak görülen kablosuz algılayıcı ağlar çalışma sahası üzerinde dağıtılmış küçük boyutlu, ucuz, düşük güç tüketen ve birbirleriyle işbirliği yaparak haberleşebilen çok sayıda algılayıcı düğümden oluşur (Sharma, 2013). Algılayıcı düğümlerin enerji ihtiyaçları üzerlerindeki pil yardımıyla karşılanır. Bu sebepten ağın temel tasarım hedeflerinin başında güç tüketiminin düşürülmesi gelir. Genel amaçlı bir algılayıcı düğüm örneği Şekil 1 de gösterilmiştir. Son yıllarda mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) ve dijital elektronik devrelerde yaşanan gelişmeler, belirli amaçlara yönelik ekonomik algılayıcı düğümlerin üretilmesine zemin hazırlamış ve kablosuz algılayıcı ağların tarımda kullanımının önü açılmıştır (Kalaivani ve ark, 2011; Bletsas ve ark., 2011). Şekil 1. Modüler yapıda bir algılayıcı düğüm örneği (Libelium, 2013) Kurulum amacı çevresel ve fiziksel büyüklükler hakkında bilgi toplamak olan kablosuz algılayıcı ağlar yardımıyla geniş bir coğrafi saha üzerinde dağıtık algılama (distributed sensing) yapılabilir (Culibrk ve ark., 2013). Her ne kadar toprak nem miktarı gibi önemli veriler bu şekilde merkezi olarak gözlenebilse de sulama yönetimi için asıl gerekli olan kontrol işlevinin yerine getirilmesi mümkün değildir. Buna karşılık tarımsal sulama sistemleri kullanılarak maksimum üretim kapasitesi ve optimum su tüketimi hedeflerine ulaşılması için sadece toprak nem miktarının izlenmesi yeterli olmayıp, aynı zamanda vanalar yardımıyla sulamanın kontrolü de gerekir (Mafuta ve ark., 2013). Saha koşullarının düzenlenebilmesi için kablosuz algılayıcı ağların gelişiminde ortaya çıkan bir sonraki adım, kablosuz algılayıcı ve eyleyici ağlar (wireless sensor and actuator networks, WSANs) olmuştur. Bu tip ağ modelinde sahadan bilgi toplayan algılayıcı düğümlerin yanında, bu düğümler ile işbirliği yaparak ön görülen kontrolleri yerine getirecek eyleyici düğümler de görev alırlar (Akyildiz ve Kasimoglu, 2004). Algılayıcı düğümler, Şekil 2 de gösterildiği gibi eyleyici düğümlere göre daha kısıtlı donanım ve enerji kaynaklarına sahiptir. Diğer taraftan düşük maliyetli algılayıcı düğümlerin sayısı, uygulamaya yönelik özel olarak tasarlanan eyleyici düğümlere göre daha fazla sayıdadır.

3 AD ED Şekil 2. Algılayıcı düğüm (AD) ve eyleyici düğüm (ED) için donanım bileşenleri Kablosuz algılayıcı ve eyleyici ağlar tam otomatik ve yarı otomatik olmak üzere iki farklı mimari yapıda kurgulanabilir. Tam otomatik mimaride algılayıcı düğümler (AD) ve eyleyici düğümler (ED) arasında dışarıdan müdahale edilmeyecek şekilde bir kapalı kontrol döngüsü kurulur. Bu tip kontrol stratejisi düşük gecikme süresi ve sistem kaynaklarının verimli kullanılması avantajına sahiptir. Buna karşın yarı otomatik mimaride algılayıcı düğümler tarafından toplanan bilgiler öncelikle ortak alıcı (sink) görevi üstlenen koordinatör düğüme (KD) gönderilir. Burada yapılan değerlendirme sonucunda ilgili eyleyici düğümlere uyarı verilerek pompa ve vana gibi elemanlar harekete geçirilir (Akyildiz ve Kasimoglu, 2004). Hassas tarımda sulama yönetimi için kablosuz algılayıcı ağların kullanımı konusunda son yıllarda çok sayıda araştırma yapılmıştır (Dilay ve ark., 2012; Sabancı ve ark., 2013; Abd El-kader ve ark., 2013; Hedley ve ark., 2012; Li-Ming ve ark., 2012; Shah ve Das, 2012). Bu çalışmada Konya Ovası bölgesinde tarımsal su tüketiminin azaltılması amacıyla kullanılabilecek, temeli kablosuz algılayıcı ve eyleyici ağlara dayanan bir sulama yönetim sistemi ele alınmıştır. Bildiri anlatım planı giriş bölümünü takiben şu şekilde organize edilmiştir: Önerilen sulama yönetim sisteminde kullanılacak materyal ve metot ikinci bölümde açıklanmıştır. Üçüncü bölümde damlama sulama ve yağmurlama sulama yöntemleri için uygulanabilecek örnek modeller açıklanarak, önerilen sistem modeli ana hatlarıyla incelenmiştir. Son olarak dördüncü bölümde çalışmayla ilgili bir takım sonuç, yorum ve önerilere yer verilmiştir. 2. MATERYAL VE METOT Toprak, mineral ve organik parçacıklar içeren çeşitli bileşenlerin karışımı ile su ve havadan oluşur. Sulama yönetim sisteminin temel görevi toprak özelliklerinin tespit edilmesiyle tam zamanında ve gereği kadar sulama yapılarak aşırı su tüketiminin önlenmesidir. Bunun için öncelikle toprak nem miktarının tespiti için güvenilir sonuçlar veren bir ölçüm yöntemi belirlenir. Sistemin istenen şekilde çalışması yapılan ölçümlerin hassasiyetiyle ilişkili olduğundan sensör seçimi oldukça önemlidir (Karakaplan ve Aydın, 1992). Toprak nem miktarının tespit edilmesi amacıyla Şekil 3 de gösterildiği gibi toprağın elektrik iletkenliği, dielektrik sabiti, vakum özelliği ve yaprak ile ortam sıcaklığı arasındaki farka bağlı ölçüm yapan sensörlerden faydalanılır. Elektrik iletkenliği ölçmek için kullanılan direnç tabanlı sensörler basit yapıları, düşük fiyatları ve doğrudan kontrol sistemine bağlanabilme kolaylığı sebebiyle pratikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tip sensörler genelde iki elektrot arasındaki direnç değerinin toprak nem miktarının bir fonksiyonu olarak ölçülmesiyle sonuç verir. Toprak kuruduğunda direnci artarken elektrik iletkenliği azalır. Böylece normalde kapalı konumdaki bir solenoid vananın kontrolör tarafından açılmasıyla sulama gerçekleştirilir. Toprak nem miktarı istenen seviyeye ulaşınca, vana kontrolör tarafından kapatılarak sulama sonlandırılır. Farklı özellikteki topraklar için iletkenlik değeri değişiklik göstereceğinden sensörlerin mutlaka ölçümden önce kalibre edilmesi gerekir. Ayrıca ilaçlama ve gübreleme gibi işlemlerden sonra toprağın elektriksel özellikleri değişeceğinden ölçüm sonuçlarında hata görülebilir (Abraham ve ark., 2000; Skye, 2013).

4 Kapasitif sensörler toprakta hacimsel nem miktarıyla ilişkili dielektrik sabitini ölçerler. Bunun için çubuk şeklinde problar gerekli ölçüm derinliğine ulaşılana kadar toprak içine batırılır. Kapasitif ölçüm yönteminde de temel problem dielektrik sabitinin sadece nem miktarıyla değil organik bileşenlerine bağlı olarak toprak tipine göre değişim göstermesidir. Bu sebepten dolayı ölçümlerden doğru sonuç alınabilmesi amacıyla ölçüm yapılacak sahaların her biri için ayrı ayrı kalibrasyon ayarı yapılması gerekir (Majone ve ark., 2013). Vakum tekniği topraktaki suyun gerçek yüzdesi yerine mevcut su kapasitesini ölçer. Bu tip ölçüm sonuçları toprak tipinden bağımsız olarak bitkilerin gerçek su ihtiyaçlarını verdiğinden, hassas tarım uygulamaları için daha elverişlidir. Toprak su potansiyelinin ölçülmesi için düşük maliyetli toprak nem tansiyometreleri kullanılır. Ölçülen değerler basınç cinsinden milibar (mbar) veya kilopascal (kpa) birimlerinde ifade edilir (Skye, 2013). Şekil 3. (a) Direnç (b) Kapasitans (c) Tansiyometre (d) Yaprak sıcaklık sensörleri Tarımsal uygulamalarda bitkilerin yaprak sıcaklığı ile ortam sıcaklığı arasındaki farkın karşılaştırılmasıyla bitki su ihtiyacının tahmin edilmesi mümkündür (Clark ve Hiler, 1973). Bu ilişkiye göre bitkilere yeterli miktarda su verildiğinde yaprak sıcaklığının ortam sıcaklığından daha düşük olduğu görülmüştür. Sulama yetersiz yapıldığında ise yaprak sıcaklığının ortam sıcaklığına göre 2-3 C daha yüksek olduğu anlaşılmıştır. Yaprak ve hava sıcaklıklarının ölçülmesi için pratikte genellikle buton tipi termistörler kullanılır (Abraham ve ark., 2000). Algılayıcı düğümlerde ölçüm için öncelikle algılama birimine bağlı toprak nem sensörlerinden alınan sinyaller analog-dijital dönüştürücüden (ADC) geçirilerek hafızada saklanır. Daha sonra tasarlanan haberleşme protokolüne uygun olarak veri transferi için sıra kendisine gelen algılayıcı düğüm, seçilen ağ topolojisine uygun olarak ölçüm değerlerini hedeflenen düğümlere gönderir. Algılayıcı düğümler üzerinde çoğu kez düşük güç tüketimiyle veri transferi gerçekleştirilmek üzere geliştirilmiş ZigBee standardıyla uyumlu haberleşme modülü yer alır. Haberleşme modülü mikroişlemci ve sensörlere göre daha fazla enerji tükettiğinden algılayıcı düğümlerin pil ömrünün uzatılması amacıyla mümkün olduğunca düşük mesafede veri transferi gerçekleştirilmesi istenir. Pratikte yaygın olarak kullanılan XBee modülü için çalışma frekansı, protokol ve anten bağlantı tipi özelliklerine göre güç tüketim değerleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1: Algılayıcı düğümleri için radyo haberleşme özellikleri (Libelium, 2013)

5 3. SİSTEM MODELİ Önerilen sulama yönetim sisteminden başta damlama sulama (drip irrigation) ve yağmurlama sulama (sprinkler irrigation) olmak üzere farklı tipte sulama yöntemlerinde faydalanılabilir. Damlama sulama yönteminde su, bitkinin kök bölgesine uygulandığından buharlaşma ve yer altına sızmadan kaynaklanacak kayıplar en aza indirgenir. Dolayısıyla tarımsal sulamada önemli miktarda tasarruf sağlanır (Gunturi, 2013). Damlama sulama sistem modelinde Şekil 4 de gösterildiği gibi toprak nem miktarı bilgisinin ölçülmesinden sorumlu algılayıcı düğümler, saha üzerinde her bir hat boyunca stratejik noktalarda düzenli biçimde konumlandırılır. Algılayıcı düğümler belirli örnekleme aralıklarında aldıkları bu ölçüm değerlerini veri paketleri halinde ortak alıcı görevi üstlenen koordinatör düğüme gönderirler. Şekil 4. Damlama sulama yönteminde yarı otomatik sulama kontrolü Yağmurlama sulama yöntemi için sistem modeli Şekil 5 de gösterilmiştir. Farklı toprak özellikleri ve ürün tipine sahip alt sahalar için gerekli toprak nem miktarı değerlerinin koordinatör düğüm üzerinde tanımlanması mümkündür. Koordinatör düğüm topladığı verileri değerlendirerek toprak nem miktarı önceden belirlenmiş eşik seviyesi altına düşen alt sahalarda ilişkilendirilmiş eyleyici düğümleri harekete geçirir. Eyleyici düğümler kendilerine ulaşan kontrol sinyalleri doğrultusunda pompa ve vanaların çalışmalarını düzenleyerek suyun akışına yön verirler. Bu şekilde optimum su tüketimi ile maksimum kapasitede ürün elde edilmesi için toprak nem miktarı istenilen seviyede tutulmuş olunur. Sistemin işleyişinde ağ içindeki her algılayıcı ve eyleyici düğüme, sadece kendilerinde bulunan bir tanımlayıcı adres numarası verilmiştir. Bu adreslemeden faydalanarak, koordinatör düğüm kendisiyle bağlantılı algılayıcı düğümler ve onlarla ilişkili eyleyici düğümler arasındaki bağlantıyı kolaylıkla kurabilir. Tasarlanan sistemin kontrol performansını belirleyen önemli faktörlerden birisi seçilen ağ topolojisidir. Bu çalışmayla önerilen sistem modelinde hücresel mimari temel alınarak, her alt saha içinde yıldız (star) topolojisi kullanılarak koordinatör düğüm ile algılayıcı ve eyleyici düğümler arasında tek atlamalı veri transferi tercih edilmiştir. Kurulacak sistem daha geniş coğrafi bölgeleri içine alacak şekilde genişletilecek olursa Şekil 6 da gösterildiği gibi küme ağaç (cluster tree) topolojisi üzerinde farklı hücrelerde bulunan koordinatör düğümler arasında bağlantı kurularak, uzaktaki bir merkezi düğüme (MD) veri transferi sağlanır. Bağımsız hücrelere ait toprak özellikleri ve sulama durum bilgisinin merkezi düğüme aktarılmasında uygulama koşullarına ve saha özelliklerine bağlı olarak tek atlamalı veya çok atlamalı veri transferi gerçekleştirilebilir.

6 Şekil 5. Yağmurlama sulama yönteminde yarı otomatik sulama kontrolü Merkezi düğümün hücrelerden çok uzakta bulunması durumunda tek atlamalı haberleşme ile veri transferi yapılması yüksek güç gerektireceğinden, koordinatör düğümlerin ve dolayısıyla ağın çalışma ömrü oldukça kısalır. Koordinatör düğümlerin hem kaynak hem de röle görevi üstlendikleri çok atlamalı yani işbirlikçi (cooperative) haberleşme ile veri transfer edilmesi durumunda ise güç tüketimi düşük olmasına karşın, verilerin merkezi düğüme aktarılmasında yönlendirme (routing) protokolüne ihtiyaç olduğundan haberleşme süreci daha karmaşık hale gelir. Buna alternatif bir çözüm olarak koordinatör düğüm üzerinde standart haberleşme için kullanılan ZigBee modülü yanında GPRS modülüne de yer verilerek, mevcut mobil telefon haberleşme alt yapısı üzerinden merkezi düğüme veri transferi yapılması düşünülebilir. Tasarlanan haberleşme protokolünde algılayıcı ve eyleyici düğümler sadece belirli periyotlarda koordinatör düğüm ile bağlantı kurduklarından, diğer zamanlarda uyku moduna geçirilerek pil ömürlerinin uzatılması istenir. Buna karşın koordinatör düğümler hem algılayıcı hem de eyleyici düğümlerle iletişim kurarken, ağın çalışmasını kesintiye uğratmaksızın sürdürebilmesi için (yani uyku moduna geçmeden) sürekli aktif halde kalmaları öngörülmüştür. Bu açıdan maliyet artışı getirse de kontrol düğümlerinin güneş panelleriyle desteklenerek pil ömürlerinin uzatılması faydalı olacaktır. Merkezi düğüm kendi üzerinde USB port benzeri bilgisayar bağlantısına sahip olduğundan, enerji kısıtlaması söz konusu değildir. Buradan alınan bilgiler tasarlanan grafik kullanıcı arabirimi (GUI) yardımıyla sürekli izlenir. Bu şekilde tüm çalışma sahası üzerinde anlık koşullar rahatlıkla gözlenebilir. Ayrıca alınan bilgilerin veri tabanlarında saklanması, istatistiksel yöntemlerle analiz edilmesi ve internet aracılığıyla kullanıcılarla paylaşılması mümkün olur. Son olarak sisteme kayıtlı çiftçiler yetkilendirilmiş oldukları sahalarla ilgili güncel sulama bilgilerine, sahip oldukları akıllı cep telefonları veya tablet bilgisayarları kullanarak erişebilirler. Önerilen sistem modelinde yapılacak bazı basit eklentilerle sulama yönetimi yanında atmosferik koşulların uzaktan izlenmesi ve gübreleme yönetimi gibi uygulamalara da yer verilebilir. Bu şekilde belirli noktalarda konumlandırılacak meteorolojik düğümler yardımıyla sıcaklık, nem, basınç, rüzgâr, yağmur gibi hava koşullarının uzaktan izlenmesi sağlanabilir. Uygun sensörler kullanılarak topraktan alınan ph ölçümleri neticesinde, suda çözülebilir kimyasallar gerekli ölçüde enjektörler yardımıyla suya karıştırılarak, sulama ile eş zamanlı olarak gübreleme işlemi gerçekleştirilebilir. Bunun yanında gerek duyulması halinde sulama hattı boyunca önemli noktalara yerleştirilecek akış ölçüm sensörleri yardımıyla sahaya taşınan sulama suyunun debisinin anlık olarak izlenmesi de mümkündür.

7 Şekil 6. Önerilen sulama yönetim sistem modeli 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Tarımsal sulamanın optimize edilmesi çevresel ve ekonomik sebeplerden dolayı büyük önem taşır. Bu çalışmada açıklanan sulama yönetim modelinin Konya Ovası üzerinde uygulanması, bölgede mevcut su kaynaklarının verimli kullanılmasında hem çiftçilere hem de yetkili kuruluşlara büyük kazanç sağlayacaktır. Bu çalışmada önerilen sistem, optimum su tüketimiyle maksimum ürün elde edilmesine imkan sağlaması yanında, enerji ve işçilik maliyetlerinin azaltılmasıyla geleneksel yöntemlere göre önemli avantajlara sahiptir. Sistemin işletilmesinde enerji ve haberleşme amaçlı herhangi bir kablo alt yapısı gerekli değildir. Bu nedenle kablolu sistemlere göre oldukça düşük kurulum maliyetiyle tasarlanacak ağ üzerinden merkezi görüntüleme ve kontrol sağlanabilir. Kendi içinde farklı toprak özellikleri barındıran çok büyük bir coğrafi alanda, her biri değişik su ihtiyaçlarına sahip çok sayıda ürün yetiştirilse bile, tanımlanan alt sahalar üzerinde her bir ürün grubu için gerekli sulama planı kolaylıkla oluşturulabilir. Bundan sonraki çalışmalarda gerekli düğümlerin donanımsal olarak ortaya çıkarılmasıyla, önerilen sistemin saha üzerinde test edilmesi ve performansının değerlendirilmesi planlanmaktadır. Bununla birlikte algılayıcı, eyleyici ve koordinatör düğümler arasında haberleşme trafiğini düzenleyen MAC protokolü tasarımı için mevcut planlar incelenerek, sistem performansını artırmaya yönelik iyileştirmelerle literatüre katkı yapılmaya çalışılacaktır.

8 KAYNAKÇA Abd El-kader, S. M., El-Basioni, B. M. M. Precision farming solution in Egypt using the wireless sensor network technology, Egyptian Informatics Journal, Abraham, N., Hema, P. S., Saritha, E.K., Subramannian, S. Irrigation automation based on soil electrical conductivity and leaf temperature, Agricultural Water Management, Volume 45, pp , Akyildiz, I. F., Kasimoglu, I. H. Wireless sensor and actor networks: research challenges, Ad Hoc Networks, Volume 2, pp , Al-Karadsheh, E., Sourell, H., Krause, R. Precision Irrigation: New strategy irrigation water management, International Conference on Agricultural Research for Development, Deutscher Tropentag, Witzenhausen, October Bletsas, A., Vlachaki, A., Kampianakis, E., Sklivanitis, G., Kimionis, J., Tountas, K., Asteris, M., Markopoulos, P. Towards precision agriculture: Building a soil wetness multi-hop WSN from first principles, 2nd International Workshop in Sensing Technologies in Architecture, Forestry and Environment (ECOSENSE), Belgrade, Serbia, April Bhosale, P. A., Dixit, V. V. Water Saving-Irrigation Automatic Agricultural Controller, International Journal Of Scientific & Technology Research Volume 1, Issue 11, pp , December Clark, R. N., Hiler, E. A. Plant measurements as indicators of crop water deficit, Crop Science, 13, pp Culibrk, D., Vukobratovic, D., Minic, V, Fernandez, M. A., Osuna, J. A., Crnojevic, V. Sensing Technologies For Precision Irrigation, Springer, Di Palma, D., Bencini, L., Collodi, G., Manes, G., Chiti, F., Fantacci, R., Manes, A. Distributed Monitoring Systems for Agriculture based on Wireless Sensor Network Technology, International Journal on Advances in Networks and Services, Volume 3, No 1 & 2, pp , Dilay, Y., Soy, H., Bayrak, M. Hassas Tarımda Kablosuz Algılayıcı Ağların Kullanımı ve Uygulama Alanlarının İncelenmesi, Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2 (2, Ek: A): s , Dursun, M., Ozden, S. A wireless application of drip irrigation automation supported by soil moisture sensors, Scientific Research and Essays, Volume 6, Issue 7, pp , April Gunturi, V. N. R. Micro Controller Based Automatic Plant Irrigation System, International Journal of Advancements in Research & Technology, Volume 2, Issue 4, pp , April Hedley, C., Ekanayake, J., Roudier, P. Wireless soil moisture sensor networks for precision irrigation scheduling, In: Currie L. D., Christensen C. L. (editors). Proceedings: Advanced Nutrient Management: Gains from the Past - Goals for the Future, Massey University, Palmerston North, New Zealand, 10 pages, February Jadoon, S., Solehria, S. F., Qayum, M. A Proposed Least Cost Framework of Irrigation Control System Based on Sensor Network for Efficient Water Management in Pakistan, International Journal of Basic & Applied Sciences, Volume 11, No 2, pp , 2011.

9 Kalaivani, T., Allirani, A., Priya, P. A survey on Zigbee based wireless sensor networks in agriculture, 3rd International Conference on Trendz in Information Sciences and Computing (TISC), pp.85-89, December Karakaplan, S., Aydın, C. Toprak Rutubetinin Otomatik Kontrolü Üzerine Bir Araştırma, Tarımsal Mekanizasyon 14. Ulusal Kongresi, s , Samsun, Keshtgary, M., Deljoo, A. An Efficient Wireless Sensor Network for Precision Agriculture, Canadian Journal on Multimedia and Wireless Networks, Volume 3, No. 1, 5 pages, January Lea-Cox, J. D., Ristvey, A. G., Kantor, G. F. Using Wireless Sensor Technology to Schedule Irrigations and Minimize Water Use in Nursery and Greenhouse Production Systems, Combined Proceedings International Plant Propagators Society, Volume 58, pp , Libelium Comunicaciones. Catalogue Wireless Sensor Networks, Li-Ming, Z., He-Ping, L., Bing, Z. The System of Water-Saving Irrigation based on WSN and MSIF, International Journal of Computer Science Issues (IJCSI), Volume 9, Issue 6, No 3, pp , November Mafuta, M., Zennaro, M., Bagula, A., Ault, G., Gombachika, H., Chadza, T. Successful Deployment of a Wireless Sensor Network for Precision Agriculture in Malawi, International Journal of Distributed Sensor Networks, Volume 2013, 13 pages, Majone, B., Viani, F., Filippi, E., Bellin, A., Massa, A., Toller, G., Robol F., Salucci M. Wireless Sensor Network deployment for monitoring soil moisture dynamics at the field scale, Procedia Environmental Sciences, Volume 19, pp , Sabancı, K., Köklü, M., Aydın, C. Microcontroller Controlled Smart Irrigation System Design, International Conference on Mathematical Methods and Optimization Techniques in Engineering, s , Antalya, Turkey, Sne, M. ICT in water supply and Irrigation management, Centre for International Agricultural Development Cooperation, Shah, N. G., Ipsita, D. Precision Irrigation: Sensor Network Based Irrigation, Chapter in Problems, Perspectives and Challenges of Agricultural Water Management (edited by Manish Kumar), InTech, 2012, pp Sharma, P. Socio-Economic Implications of Wireless Sensor Networks with Special Reference to its Application in Agriculture, African Journal of Computing & ICT, Volume 6, No. 2, pp , June Singh, I., Bansal M. Monitoring Water Level in Agriculture Using Sensor Networks, International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE), Volume 1, Issue 5, pp , November Skye Instruments. Soil Moisture Measurement Notes, Yu, X., Wu, P., Han, W., Zhang, Z. A survey on wireless sensor network infrastructure for agriculture, Computer Standards & Interfaces, Volume 35, Issue 1, pp , January 2013.