Αποτύπωση των γεωλογικών αλλαγών στην γεωργία με χρήση ασύρματων δικτύων. Ειδική περίπτωση: Σχεδιασμός και υλοποίηση ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης του μικροκλίματος θερμοκηπίων με τεχνολογίες IoT

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η εξέλιξη της τεχνολογίας σε συνδυασμό με την ανάπτυξη των μέσων δικτύωσης, έχουν επηρεάσει εμφανώς διάφορες πτυχές της οικονομίας και της κοινωνικής ζωής των ανθρώπων. Η διασύνδεση διαφόρων συσκευών με το διαδίκτυο και ο έλεγχος τους από τον άνθρωπο αποτελεί προϊόν του Διαδικτύου των Πραγμάτων (ΔτΠ ή IoT). Το IoT αναπτύσσεται και προσαρμόζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις των ανθρώπων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου των περιβαλλοντολογικών συνθηκών του μικροκλίματος των θερμοκηπίων με χρήση τεχνολογιών IoT. Τα θερμοκήπια αποτελούν κατασκευές με ισχυρές μεθόδους ανάπτυξης φυτών που ολοένα κερδίζουν έδαφος λόγω των δυνατοτήτων τους να προστατεύουν τις καλλιέργειες σε δύσκολες καιρικές συνθήκες ανεξάρτητα από την εποχή. Οι τεχνολογίες που αναπτύσσονται καθιστούν τον έλεγχο του μικροκλίματος ολοένα και πιο εύκολο, προσφέροντας στους καλλιεργητές την δυνατότητα να βελτιστοποιήσουν το κόστος, την ποιότητα και την ποσότητα παραγωγής των προϊόντων τους. Στην συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήθηκαν βασικές τεχνολογίες IoT, όπως υπηρεσίες cloud για συλλογή, αποθήκευση και απεικόνιση δεδομένων που αφορούν περιβαλλοντικές συνθήκες. Για την αποστολή των δεδομένων στη βάση χρησιμοποιήθηκε το πλέον διαδεδομένο πρωτόκολλο LPWAN δικτύωσης, τo LoRaWAN. Πρωταρχικά, τα δεδομένα με μικρή κατανάλωση ενέργειας και μεγάλη χωρική εμβέλεια στέλνονται στην πλατφόρμα The Things Network, απ’ όπου μέσω του πρωτοκόλλου MQTT προωθούνται και αποθηκεύονται σε βάση δεδομένων χρονοσειρών, την InfluxDB. Τέλος, χρησιμοποιήθηκε το εργαλείο Grafana για την απεικόνιση των δεδομένων σε χρονογραφήματα.

In recent years, the evolution of technology in conjunction with the development of networking media, have clearly affected various aspects of the economy and social life of people. The interconnection of various devices with the internet and their human control is a product of the Internet of Things (IoT). The IoT is developed and adapted to the needs of the people. The purpose of this thesis is to design and develop an automated system for controlling the environmental conditions of the greenhouse microclimate using IoT technologies. Greenhouses are structures with strong plant growth methods that are gaining ground due to their ability to protect crops in difficult weather conditions regardless of the season. Developing technologies make microclimate control easier, giving growers the opportunity to optimize the cost, quality and quantity of their products. In this thesis, basic IoT technologies were used, such as cloud services for collecting, storing and displaying data related to environmental conditions. The common LPWAN networking protocol, LoRaWAN, was used to send the data to the database. Primarily, low-power, high-spatial data is sent to The Things Network platform, from where it is forwarded and stored in a time series database, InfluxDB, through the MQTT protocol. Finally, the Grafana tool was used to display the data in vignettes.