Συστήματα ελέγχου και διαχείρισης αγροτικής καλλιέργειας με χρήση δικτύου LoRaWAN.

Abstract

Περίληψη

Αντικείμενο της παρούσα διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη του υλικού και του λογισμικού μέρους της πλατφόρμας έξυπνης γεωργίας, AgroDeep. Στην έξυπνη Γεωργία γίνεται χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών με στόχο την βελτιστοποίηση κόστους και παραγωγής σε μια αγροτική καλλιέργεια. Το AgroDeep είναι συνδυασμός 3 παραμέτρων, του αισθητήριου κόμβου SenseΟΝΕ, της διαδικτυακής εφαρμογής και της εφαρμογής για κινητά τηλέφωνα με λειτουργικό σύστημα Android. Στο κομμάτι του υλικού σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ο αισθητήριος κόμβος SenseONE ο οποίος σε πρώτο στάδιο είναι υπεύθυνος για την συλλογή περιβαλλοντικών μετρικών όπως είναι η υγρασία, η θερμοκρασία και στην συνέχεια με την χρήση μιας από τις αποτελεσματικότερες υλοποίησης LPWAN δικτύωσης, LoRaWAN γίνεται η αποστολή των δεδομένων στην διαδικτυακή εφαρμογή που είναι υπεύθυνη για την επεξεργασία και παρουσίαση των δεδομένων. Στην διαδικτυακή πλατφόρμα διαχείρισης ο χρήστης είναι σε θέση να δημιουργήσει τοποθεσίες που διαθέτει καλλιέργεια να τοποθετήσει αισθητήρες στην κάθε περιοχή, να βλέπει με λεπτομερή τρόπο τις περιβαλλοντικές μετρικές που επικρατούν στην καλλιέργεια σε ζωντανό χρόνο, επίσης μπορεί να έχει αρχείο με τους διαθέσιμους σπόρους και τέλος μπορεί να παρακολουθεί το ιστορικό συντήρησης κάθε αισθητήριου κόμβου. Η εφαρμογή Android από την μεριά της αποτελεί το εργαλείο εισαγωγής πληροφορίας του συστήματος καθώς μέσω της εφαρμογής ο χρήστης της πλατφόρμας ενεργοποιεί τον αισθητήριο κόμβο και κάνει εισαγωγή των λεπτομέρειών κάθε συντήρησης που πραγματοποιείται στον αισθητήριο κόμβο SenseONE. Συνδετικός κρίκος ανάμεσα στη διαδικτυακή πλατφόρμα και τον αισθητήριο κόμβο αποτελεί το δίκτυο LoRaWAN το οποίο έχοντας χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μεγάλη εμβέλεια αποτέλεσε τον καταλληλότερο τρόπο διασύνδεσης της πλατφόρμας.

Abstract

The subject of this diploma thesis is the design and development of the hardware and software part of the intelligent agriculture platform, AgroDeep. Intelligent Agriculture uses Information and Communication Technologies to optimize costs and produce in an agricultural crop. AgroDeep is a 3-parameter combination of the SenseONE sensor node, the web application, and the Android-based mobile application. The SenseONE node is responsible for the collection of environmental metrics such as humidity, temperature, and then using one of the most efficient LPWAN networking implementations, LoRaWAN transmits the data in the web application that is responsible for processing and presenting the data. In the web-based management platform, the user is able to create sites, where he can install sensors, he can see in detail the environmental metrics that prevail in the field in live time, and he can also have a record of available seeds for sowing, and finally he can monitor the maintenance history of each sensor node. The Android application is the system's input tool, as, through the application, the platform user activates the sensor node and introduces the details of each maintenance performed on the SenseONE sensing node. A link between the web platform and the sensor hub is the LoRaWAN network which, with low power consumption and wide range, has been the most appropriate way of interconnecting the platform.