Utilização do protocolo MQTT e framework ROS na instrumentação de tratores agrícolas
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Resumo
Um grande motivador em se otimizar processos agrícolas é pela estimativa de crescimento da população
mundial e o consequente aumento da produção de alimentos. 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. Por meio dos avanços da instrumentação eletrônica e de sistemas embarcados tem sido
possível progredir de modo acelerado os desenvolvimentos da AP. Ferramentas como o protocolo de comunicação
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) e o framework Robot Operating System (ROS) 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. Esse trabalho trata do
desenvolvimento de um sistema embarcado modular para máquinas agrícolas, com o ROS e o protocolo MQTT, capaz
de coletar dados sobre o funcionamento do conjunto trator-implemento por meio de sensores específicos. Trata também
da validação desse sistema com foco na integridade dos dados transmitidos e na velocidade de transmissão desses
dados. Com os ensaios realizados, observou-se que o sistema permite a aquisição de dados pelo sistema ROS à uma
frequência de amostragem de 3700 Hz que, em comparação com outros trabalhos, consiste de um valor excelente para
sistemas de controle. Observou-se também que o sistema garante a integridade em 100% dos dados transmitidos
Abstract
Considering the world population growth and the consequent increase of the food production, the optimization of agricultural process is crucial to circumvent this problem. For this, Precision Agriculture (AP) 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 AP developments. Tools such as the Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) protocol and the
Robot Operating System (ROS) framework enable monitoring of system variables, communication between all units in
the machine, communication with remote servers, and control of any actuator in that system. This work deals with the
development of a modular embedded system for agricultural machines, with the ROS and the MQTT protocol, capable
of collecting data during the operation of the tractor-implement assembly through specific sensors. It also addresses
the validation of this system with a focus on the integrity of the data transmitted and their speed of transmission. With
the tests carried out, it was observed that the system allows the acquisition of data by the ROS system at a sampling
frequency of 3700 Hz which, compared to other works, is an excellent value for control systems. It was also observed
that the system guarantees 100% integrity of the transmited data
Descrição
Área de concentração
Linha de pesquisa
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
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PAULA, F. O. de et al. Utilização do protocolo MQTT e framework ROS na instrumentação de tratores agrícolas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AUTOMÁTICA, 22., 2018, João Pessoa. Anais... [S.l.]: [s.n.], 2018. Não paginado.