Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78427
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorPradorn Sureephong-
dc.contributor.advisorNopasit Chakpitak-
dc.contributor.advisorBouras, Abdelaziz-
dc.contributor.advisorPhasit Charoenkwan-
dc.contributor.authorPaweena Suebsombuten_US
dc.date.accessioned2023-07-11T10:16:09Z-
dc.date.available2023-07-11T10:16:09Z-
dc.date.issued2021-12-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78427-
dc.description.abstractSmart Agriculture is a trend that emphasizes the use of information and communication technology in agriculture field Smart Agriculture assists in reorient agricultural systems and guiding actions required to modify in order to ensure the food safety and support development effectively (production and quality of yields) in an ever- changing climate. Smart agriculture technology is made up of various technological information and implementations, such as smart sensing and monitoring, smart analysis and planning, could-based computing, smart control to manage cultivation production as an automatic system, decision support system, or expert system. At the moment, the existing decision support system for smart agriculture relies solely on data collected by intelligent sensors. According to experts, this is insufficient for making crop-maintenance decisions. Furthermore, existing knowledge base systems or expert systems rely solely on data captured from human experts, which is insufficient for crop maintenance decisions. As a result, improving the functionality of decision-making systems requires combining smart technologies and human experts to provide appropriate recommendations to farmers based on data collected from smart sensors and technologies and expert judgment, which is the primary goal of this research. As a result, in this thesis, an Adaptive Decision Support System (Adaptive DSS) was proposed to analyze data collected through the use of intelligent technology, both on and off the farm. Including rules for caring for plants in each growing season obtained from expert knowledge. Through a chat application, farmers will be given appropriate advice on how to care for their crops during each growing season or crop life-cycle, which includes watering, fertilizing, pest control, crop disease control, and weed control. This research is divided into three sections: Knowledge Engineering (KE), Adaptive Decision Support System (Adaptive DSS), and information and knowledge representation. The first section involves using knowledge engineering (KE) approaches to capture knowledge from experts, extract knowledge from experts, and create rules for crop management in each growth phase based on the knowledge captured by experts. A knowledge matrix is used to define cognitive conflicts between experts by matching captured and extracted expert knowledge to the body of knowledge and crop maintenance process parameters. The crop maintenance knowledge base was developed based on best practices and an analysis of expert knowledge conflicts. Furthermore, crop maintenance knowledge videos were created. These videos discuss the effects of each parameter on crops, as well as the reading and interpretation of data captured by sensor technology for use in sharing knowledge with farmers. Adaptive DSS is a system that analyzes on-farm and off-farm data, as well as the crop maintenance knowledge base, in order to provide farmers with appropriate crop maintenance recommendations analyzing using PyKE (Python Knowledge Engine). The sensors are used to collect data on farms. The open weather station website is used to collect data from off-farm sources. As the management of water resources in crop cultivation is critical due to today's limited availability of natural fresh water, water management also needs to be anticipated. In crop irrigation, soil moisture value is very important to help determine if soil water is sufficient for crop growth or not. The soil moisture value in the near future is also predicted in the Adaptive DSS using a Long-Short Term Memory (LSTM) machine learning approach (Machine Learning, ML) to provide recommendations to farmers for water management on their farm. In terms of information and knowledge representation, it functions similarly to an interface used to control and communicate between the system and farmers via a mobile chat application. Farmers can monitor their farms and control crop maintenance of their own farm crops at any time and from any location. Farmers were overwhelmingly pleased with it, giving it a 96% satisfaction rating based on the implementation results. The findings of this study show that adaptive DSS have the potential to aid decision-making in crop management processes. However, there are still limitations to the system's functionality that can be developed in the future. In future research projects, we will automatically update the system's knowledge base, which will benefit the system by improving the system's accuracy and intelligence in making suggestions when the expert's knowledge changes. In addition, soil moisture forecasting will be developed to assist the model in continuously learning and reducing parameter oscillations. Furthermore, the future application of image processing and deep learning techniques to develop the recommendation system related to mitigating the effects of disease, insect attack, and weed control, including pruning, is anticipated.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.subjectSmart Agricultureen_US
dc.titleAdaptive decision support system for smart agricultural crop cultivation to support food safety standarden_US
dc.title.alternativeระบบสนับสนุนการตัดสินใจแบบปรับเปลี่ยนได้สำหรับการปลูกพืชผลทางการเกษตรอย่างชาญฉลาดเพื่อสนับสนุนมาตรฐานความปลอดภัยของอาหารen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashAgriculture--Data processing-
thailis.controlvocab.thashAgriculture--Technology transfer-
thailis.controlvocab.thashPlanting (Plant culture)-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractการเกษตรมีความสำคัญต่อมนุษย์โลก เนื่องจากเป็นแหล่งในการจัดการอาหารให้กับมนุษย์โลก ในการเพาะปลูกพืชเกษตรกร จำเป็นต้องรักษาคุณภาพและปริมาณของผลผลิตให้ตรงตามความ ต้องการของตลาด ซึ่งในการปลูกพืชเกษตรกรจำเป็นต้องมีองค์ความรู้ในด้านกระบวนการดูแลพืชผล โดยกระบวนการดูแลพืชผล เป็นกระบวนการในการดูแลพืชในช่วงระหว่างการเพาะปลูกพืชผลตั้งแต่ เริ่มปลูกจนถึงวันเก็บเกี่ยว หรือ เรียกว่าตลอดช่วงอายุของพืช ในการปลูกพืชแต่ละชนิดจะมี กระบวนการในการดูแลแตกต่างกันออกไปเพื่อให้ตรงกับความต้องการและการเจริญเติบโตของพืช แต่ละชนิดในแต่ละช่วงการเจริญเติบโตของพืช จากการคาดการณ์ขององค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติ (Food and Agriculture Organization of The United Nation, FAO) คาดการณ์ว่าประชากร โลกจะมีจำนวนเพิ่มขึ้นจนถึง 9.1 พันล้านคน ภายในปี 2050 [FAO, 2009] เมื่อจำนวนประชากรโลกเพิ่มมากขึ้น ปริมาณความต้องการ อาหารก็สูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกษตรกรต้องทำการเร่งผลิตผลผลิตทางการเกษตรให้ตรงตามความ ต้องการที่สูงขึ้นเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ การใช้ทรัพยากรทางการเกษตรย่อมเพิ่มสูงขึ้น ตามลำดับ โคย ทรัพยากรที่สำคัญสำหรับการเพาะปลูกคือ น้ำ ตามด้วย ปุ๋ย และสารป้องกันแมลงศัตรูพืชและโรคพืช เป็นต้น เนื่องจากน้ำเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเจริญเติบโตของพืช ปริมาณการใช้น้ำสำหรับภาค การเกษตรต้องเพิ่มสูงขึ้นรวมถึงปุ๋ย และสารป้องกันแมลงศัตรูพืชและโรคพืช เพราะปริมาณการผลิต ที่เพิ่มสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม พืชแต่ละชนิดมีปริมาณความต้องการน้ำ ปุ๋ย และสารป้องกันแมลงศัตรูพืช และโรคพืช ที่แตกต่างกันออกไปในแต่ละช่วงการเจริญเติบ โต ฉะนั้น องค์ความรู้ในการบริหาร จัดการทรัพยากรเหล่านี้จคงมีความสำคัญ อนึ่ง จากปัญหาการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ (climate changing) ในปัจจุบันส่งผลกระทบต่อกระบวนการเพาะปลูกพืชและคุณภาพของผลผลิตทาง การเกษตรเป็นอย่างมาก [United States Environnemental Protction Agency, 2016] ดังนั้น การนำ เทคโนโลยีที่ชาญฉลาด หรือ ที่เรียกว่า การเกษตรอัจฉริยะ (Smart Agriculture) มาประยุกต์ใช้สำหรับ การเกษตรจึงเป็นอีกหนึ่งหนทางที่จะช่วยในการสนับสนุนเกษตรกร ในการพัฒนากระบวนการ เพาะปลูกพืชในสถานการณ์ปัจจุบันได้ การเกษตรอัจฉริยะ เป็นการพัฒนาที่เน้นการ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการ จัดการฟาร์ม ช่วยชี้นำการดำเนินการที่จำเป็นในการปรับเปลี่ยนและปรับทิศทางระบบการเกษตรเพื่อ สนับสนุนการพัฒนาและรับประกันความปลอดภัยของอาหาร (คุณภาพของผลผลิต) ในสภาพอากาศ ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีการเกษตรอัจฉริยะประกอบด้วยการใช้ งานและข้อมูลทางเทคโนโลยีที่หลากหลาย เช่น การตรวจจับและติดตามอัจฉริยะ การควบคุมอัจฉริยะ การคำนวณตามความสามารถ การวิเคราะห์อย่างชาญฉลาด และการวางแผนเพื่อจัดการกระบวนการ เพาะปลูก ซึ่งเป็นระบบอัตโนมัติ ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ หรือระบบผู้เชี่ยวชาญ ทุกวันนี้ ระบบ สนับสนุนการตัดสินใจที่มีอยู่สำหรับการเกษตรอัจฉริยะ ใช้เฉพาะข้อมูลที่บันทึกโดยใช้เซ็นเซอร์ อัจฉริยะที่ผู้เชี่ยวชาญเท่านั้นไม่เพียงพอสำหรับการตัดสินใจที่จำเป็นสำหรับการดูแลพืชผล นอกจากนี้ ระบบฐานความรู้ที่มีอยู่หรือระบบผู้เชี่ยวชาญใช้เฉพาะองค์ความรู้ที่รวบรวมจากผู้เชี่ยวชาญที่เป็น มนุษย์ช่วยในการตัดสินใจหรือให้คำแนะนำแก่เกษตรกรเท่านั้น แต่ถึงอย่างไร ระบบเหล่านี้ยังไม่ เพียงพอสำหรับการตัดสินใจที่จำเป็นสำหรับการดูแลพืชผล ฉะนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ของระบบการตัดสินใจจึงจำเป็นต้องผสมผสานเทคโนโลยีอัจฉริยะและองค์ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญ ร่วมกัน เพื่อให้คำแนะนำที่เหมาะสมแก่เกษตรกรโดยอาศัยข้อมูลที่รวบรวมจากเซ็นเซอร์ เทคโนโลยี อัจฉริยะและองค์ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญ เพื่อช่วยในการสนับสนุนการตัดสินใจของเกษตรกรมากขึ้น ดังนั้น ในการศึกษานี้จึงได้เสนอระบบสนับสนุนการตัดสินใจแบบปรับเปลี่ยน ได้ (Adaptive Decision Support System, Adaptive DSS) เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมจากการใช้เทคโนโลยี อัจฉริยะ ทั้งในฟาร์มและนอกฟาร์ม รวมถึงกฎเกณฑ์ในการดูแลพืชในแต่ละช่วงการเจริญเติบ โตที่ สกัดจากองค์ความรู้ของผู้เชี่ยวชาญ เพื่อให้คำแนะนำที่เหมาะสมแก่เกษตรกรตามกระบวนการดูแล พืชผลในแต่ละช่วงการเจริญเติบโต ซึ่งประกอบด้วย การให้น้ำ การใส่ปุ๋ย การควบคุมแมลงศัตรูพืช การควบคุมโรคพืช และการควบคุมวัชพืช ผ่านแอปพลิเคชัน chat ในการศึกษานี้ประกอบด้วย 3 ส่วน หลัก คือ วิศวกรรมความรู้ (Knowledge Engineering, KE) ระบบสนับสนุนการตัดสินใจแบบ ปรับเปลี่ยน (Adaptive DSS) และการแสดงผลข้อมูลและการนำเสนอความรู้ (Information and Knowledge Representation) ในส่วนแรก เป็นการนำเทคนิคทางด้านวิศวกรรมความรู้ (KE) มาใช้ในกระบวนการรวบรวม องค์ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญ การดึงองค์ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญ รวมถึงการสร้างกฎเกณฑ์ในการดูแลพืช ในแต่ละช่วงการเจริญเติบโตของพืชจากองค์ความรู้ที่ได้จากผู้เชี่ยวชาญ องค์ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญที่ ถูกรวบรวมและถูกดึงจะถูกจับคู่ระหว่างองค์ความรู้และพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการดูแลพืช เพื่อ กำหนดความขัดแย้งขององค์ความรู้ระหว่างผู้เชี่ยวชาญโคยใช้เมทริกซ์ความรู้ ซึ่งกฎเกณฑ์ในการดูแล พืชถูกสร้างขึ้นตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่ได้จากการวิเคราะห์ความขัดแย้งขององค์ความรู้ระหว่าง ผู้เชี่ยวชาญ รวมถึงการจัดทำวิดี โอความรู้เกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการดูแลพืชที่ตรวจจับได้ จากเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ ร่วมถึงการตีความหมายของค่านั้นๆเพื่อใช้ในการแบ่งปันความรู้ให้แก่ เกษตรกร ส่วนของ Adaptive DSS เป็นระบบในการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากทั้งในฟาร์มและนอก ฟาร์มร่วมกับองค์ความรู้ โดยข้อมูลในฟาร์มจะถูกรวบรวมโดยใช้อุปกรณ์และเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ อัจฉริยะ ส่วนข้อมูลนอกฟาร์มจะถูกรวบรวม โดยการเข้าถึงเว็บไซต์สถานีตรวจอากาศแบบเปิด ร่วมกับองค์ความรู้ในการดูแลพืช เพื่อให้คำแนะนำที่เหมาะสมในการดูแลพืชแก่เกษตรกร โดยทำการ ประมวลผลโดยใช้ PyKE (Python Knowledge Engine) อนึ่ง เนื่องจากการจัดการทรัพยากรน้ำในการ ปลูกพืชมีความจำเป็นอย่างยิ่งเนื่องด้วยปริมาณน้ำธรรมชาติที่มีอย่างจำกัดในปัจจุบัน การจัดการน้ำ จำเป็นต้องมีคาดการณ์ไว้ด้วย ซึ่งในการรดน้ำพืชนั้น ค่าความชื้นในดินมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อช่วย บอกปริมาณน้ำในดินว่าเพียงพอต่อการเจริญเติบโตของพืชหรือไม่ ฉะนั้น เพื่อการบริหารจัดการ ปริมาณน้ำให้เหมาะสมกับการดูแลพืชในฟาร์ม ใน ระบบจึงมีการทำนายค่าความชื้นในดินในอนาคต อันใกล้ด้วย โดยใช้แนวทางการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning, ML) แบบ Long-Short Term Memory (LSTM) และในส่วนของการแสดงผลข้อมูลและการนำเสนอความรู้เป็นส่วนที่เหมือนเป็น อินเทอร์เฟซที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างระบบและเกษตรกร โดยใช้แอปพลิเคชัน chat ในมือถือ รวมถึง การส่งวิดีโอองค์กวามรู้ให้แก่เกษตรกรอีกด้วย ซึ่งเกษตรกรสามารตรวจสอบและควบคุมการดูแล พืชในฟาร์มตนเองได้ทุกที่ทุกเวลา จากผลการทำวิจัยนี้ แสดงให้เห็นศักยภาพของ Adaptive DSS ในการช่วยตัดสินใจใน กระบวนการจัดการพืชผล อย่างไรก็ตามก็ยังมีข้อจำกัดในการทำงานของระบบ ซึ่งสามารถพัฒนาใน อนาคตได้ โดยงานวิจัยในอนาคตเราจะมีการอัปเดตฐานความรู้ของระบบ โดยอัตโนมัติซึ่งจะเป็น ประโยชน์ต่อระบบเนื่องจากช่วยในการพัฒนาความแม่นยำและความฉลาดของระบบในการ ให้ คำแนะนำเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงขององค์ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญ นอกจากนี้ ในส่วนของการพยากรณ์ ความชื้นในดินจะมีการพัฒนาเพื่อช่วยให้โมเดลเรียนรู้อย่างต่อเนื่องและลดปัญหาการแกว่งของ พารามิเตอร์ รวมถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลภาพ (image processing) และเทคนิค การเรียนรู้เชิงลึก (deep learning) เพื่อพัฒนาระบบให้คำแนะนำที่เกี่ยวข้องกับการบรรเทาผลกระทบ จากการเกิดโรค แมลงโจมตี และการควบคุมวัชพืช รวมถึงการตัดแต่งกิ่งในอนาคตได้en_US
Appears in Collections:CAMT: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
592151003 ปวีณา สืบสมบัติ.pdf9.15 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.