Automated Work Records for Precision Agriculture Management: A Low-Cost GNSS IoT Solution for Paddy Fields in Central Japan
Hồ sơ công việc tự động để quản lý nông nghiệp chính xác: Giải pháp IoT GNSS chi phí thấp cho các cánh đồng lúa ở miền Trung Nhật Bản

Author: M. Grosse, K. Honda, C. Spech, J. C. Pineda | Year: 2025

Keywords: Computers and Society

Abstract / Summary

Agricultural field operations are generally tracked as work records (WR), incorporating data points such as; work type, machine type, timestamped trajectories and field information. WR data which is automatically recorded by modern machinery equipped with Information and Communication Technologies (ICT) can enable efficient farm management decision making. Globally, farmers often rely on aged or legacy farming machinery and manual data recording, which introduces significant labor costs and increases the risk of inaccurate data input. To address this challenge, a field study in Central Japan was conducted to showcase automated data collection by retrofitting legacy farming machinery with low-cost Internet of Things (IoT) devices. For single-purpose vehicles (SPV), which only carry out single work types such as planting, LTE (Long Term Evolution) and Global Navigation Satellite System (GNSS) units were installed to record trajectory data. For multi-purpose vehicles (MPV), such as tractors which perform multiple work types, the configuration settings of these vehicles had to include implements and attachments data. To obtain this data, industry standard LTE-GNSS Bluetooth gateways were fitted onto MPV and low-cost BLE (Bluetooth Low Energy) beacons were attached to implements. After installation, over a seven-month field preparation and planting period 1,623 WR, including 421 WR for SPV and 1,120 WR for MVP, were automatically obtained. For MPV, the WR included detailed configuration settings enabling detection of the specific work types. These findings demonstrate the potential of low cost IoT GNSS devices for precision agriculture strategies to support management decisions in farming operations.


Bản dịch tiếng Việt:

Các hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp thường được theo dõi dưới dạng hồ sơ công việc (WR), kết hợp các điểm dữ liệu như; loại công việc, loại máy, quỹ đạo được đánh dấu thời gian và thông tin hiện trường. Dữ liệu WR được ghi lại tự động bằng máy móc hiện đại được trang bị Công nghệ Thông tin và Truyền thông (ICT) có thể giúp đưa ra quyết định quản lý trang trại hiệu quả. Trên toàn cầu, nông dân thường dựa vào máy móc nông nghiệp cũ hoặc cũ và ghi dữ liệu thủ công, điều này gây ra chi phí lao động đáng kể và làm tăng nguy cơ dữ liệu đầu vào không chính xác. Để giải quyết thách thức này, một nghiên cứu thực địa ở miền Trung Nhật Bản đã được thực hiện để giới thiệu việc thu thập dữ liệu tự động bằng cách trang bị thêm các thiết bị Internet of Things (IoT) chi phí thấp cho máy móc nông nghiệp cũ. Đối với các phương tiện đơn mục đích (SPV), chỉ thực hiện các loại công việc đơn lẻ như trồng cây, các thiết bị LTE (Tiến hóa dài hạn) và Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) đã được lắp đặt để ghi lại dữ liệu quỹ đạo. Đối với các phương tiện đa dụng (MPV), chẳng hạn như máy kéo thực hiện nhiều loại công việc, cài đặt cấu hình của các phương tiện này phải bao gồm dữ liệu về nông cụ và phụ tùng. Để có được dữ liệu này, các cổng Bluetooth LTE-GNSS tiêu chuẩn công nghiệp đã được lắp vào MPV và đèn hiệu BLE (Bluetooth Low Energy) chi phí thấp được gắn vào các thiết bị. Sau khi lắp đặt, trong thời gian chuẩn bị đồng ruộng và trồng trọt kéo dài bảy tháng, 1.623 WR, bao gồm 421 WR cho SPV và 1.120 WR cho MVP, đã được tự động thu được. Đối với MPV, WR bao gồm các cài đặt cấu hình chi tiết cho phép phát hiện các loại công việc cụ thể. Những phát hiện này chứng minh tiềm năng của các thiết bị IoT GNSS chi phí thấp cho các chiến lược nông nghiệp chính xác nhằm hỗ trợ các quyết định quản lý trong hoạt động nông nghiệp.

Full Document

Open in new tab
Document Ready

Click below to load the full PDF document natively.