Ανάπτυξη δικτύου αισθητήρων έξυπνης γεωργίας

Abstract

Το αντικείμενο μελέτης στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ήταν η μελέτη και κατασκευή ενός συστήματος έξυπνης γεωργίας. Αρχικά έγινε μία ιστορική αναδρομή και είδαμε την εξέλιξη τέτοιον συστημάτων στον χρόνο. Αναλύθηκαν διάφορου τύπου αισθητήρες που χρησιμοποιούνται σε τέτοια συστήματα , οι μικροελεγκτές και οι διάφορες διατάξεις δικτύου. Ακόμα είδαμε τα διάφορα πρωτόκολλα μικρής και μεγάλης εμβέλειας όσο και τα πρωτόκολλα επιπέδου εφαρμογής. Τέλος το πειραματικό μέρος αυτής της εργασίας ήταν η ανάπτυξη ενός δικτύου αισθητήρων για γεωργία ακριβείας δηλαδή πως διάφοροι αισθητήρες, οι οποίοι παίρνουν διάφορες μετρήσεις όπως θερμοκρασία, υγρασία, ατμοσφαιρική πίεση κτλ., μπορούν να χρησιμοποιηθούν έτσι ώστε τα δεδομένα τους να συλλεχθούν, να αποθηκευτούν, να οπτικοποιηθούν και να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με στοιχεία τα οποία εισάγονται από τους χρήστες έτσι ώστε να ληφθούν αποφάσεις οι οποίες επηρεάζουν την ανάπτυξη και την απόδοση μίας καλλιέργειας. Οι αισθητήρες επικοινωνούν χρησιμοποιώντας την τεχνολογία LoRa (Long Range), που αποτελεί ένα καινοτόμο ασύρματο πρωτόκολλο επικοινωνίας μεγάλης εμβέλειας και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Η διαχείριση και αποκωδικοποίηση των πακέτων δεδομένων των αισθητήρων γίνεται με την χρήση της πλατφόρμας του διαδικτύου των πραγμάτων The Things Network ή ΤΤΝ για συντομία. Και έπειτα με την βοήθεια του Node-Red, ενός εργαλείου ανάπτυξης βασισμένο στη ροή για οπτικό προγραμματισμό για τη σύνδεση συσκευών υλικού και διαδικτυακών υπηρεσιών ως μέρος του διαδικτύου των πραγμάτων, πραγματοποιείται η προ επεξεργασία και η αποθήκευση σε μια σχεσιακή βάση δεδομένων MySQL. Από εκεί στο επόμενο στάδιο τα δεδομένα επεξεργάζονται και οπτικοποιούνται σε μία πλατφόρμα στο διαδίκτυο όπου μπορούν γεωργοί να παρακολουθούν την ανάπτυξη της καλλιέργειάς τους.