Система мониторинга для сити-фермерства в рамках концепции Интернета вещей - Дипломная работа

бесплатно 0
4.5 139
Разработка структурной и электрической схем теплицы с расположением датчиков; выбор используемых сервисов в облачной платформе с целью создания клиентского мобильного приложения. Развертывание сервера-брокера на облачной платформе. Тестирование системы.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
Технологии Интернет вещей и Облачные технологии больше всего находят свое применение в этой сфере. Но большинство таких решений существует в рамках больших ферм и плантаций, не уделяя большое внимание сити-фермерству. Данная проблема является актуальной, так как городские фермеры находясь постоянно вне дома не имеют возможности постоянно следить за состоянием собственных растений, которые могут требовать постоянный уход. Как объект исследования в данной работе можно выделить систему мониторинга для сельского хозяйства с использованием технологий свойственных для Интернета вещей. Основная цель проекта - разработка системы мониторинга для сити-фермерства, которая сможет предложить городским фермерам без преград получать данные о собственных растительных культурах, а также возможность ухаживать удаленно.В качестве данной среды могут использоваться следующие объекты: · открытая окружающая среда; В связи с тем, что человека интересуют только параметры состояния среды в каком-то определенном месте, то данные объекты можно свести к понятию микроклимата. Данный термин наиболее подробно описывает состояния небольших теплиц, как домашних, так и теплиц на сельскохозяйственных участках. Основные параметры, которые описывает микроклимат это: температура и влажность воздуха, температура и влажность грунта, освещенность. Понятие микроклимата во всю используется в сити-фермерстве, так как объем теплиц сравнительно мал, и в виду нахождения в городских условиях существует множество способов быстрого изменения параметров климата.Технология Интернета, вещей благодаря данным устройствам, стала доступна большинству людей, что и позволяет реализовать проекты “умных” домов, “умных” теплиц и других разных проектов без проектирования и создания специальной платы. Микроконтроллер Arduino не имеет множества важных для проекта интерфейсов, такие как Ethernet или Wi-Fi, такие интерфейсы могут быть доступны только при приобретении отдельных модулей, цена которых примерно сопоставима с ценой самой платы, что накладывает существенные ограничение на простоту использования устройства. Также, в отличии от одноплатных компьютеров Raspberry Pi, Orange Pi и Banana Pi микроконтроллер Arduino не имеет функции удаленного управления и перепрограммирования, что значительно осложняет пользование этим устройством, так как внести изменения в существующую программу и настроить устройство можно только подключив устройство только при подключении через интерфейс USB к компьютеру. Главным критерием для сравнения Raspberry Pi, Orange Pi и Banana Pi было наличие интерфейса для выхода в Интернет, а именно хотя бы одного из двух: Ethernet или Wi-Fi. Как и было сказано, Raspberry Pi породило новый тренд создания компьютеров размером с кредитную карту, в связи с этим китайскими разработчиками было представлено множество аналогичных решений, в том числе Orange Pi и Banana Pi.В данной работе система собирает такие параметры как освещенность, температура, влажность, направление ветра и его скорость, а также данные о составе воздуха: содержание углекислого газа и тд., которые влияют на рост посевов. Помимо этого, камера может фиксировать картинку о состоянии на улице, где находится сервер, для непрерывной работоспособности в этой системе находится солнечная батарея с аккумулятором, также есть GPS для получения позиции сервера. В промежуточный уровень входит средство под названием менеджер сенсоров, который управляет собираемой с сенсоров информацией о климате и почве, после чего преобразует данные в формат, который может быть сохранен в базе данных, после чего сохраняет их в базу данных. Первая версия прототипа могла собирать информацию о температуре и влажности почвы, о температуре, влажности и освещенности на улице, а также изображение с камеры и локацию. Недостатками этого проекта являются то, что данная система измеряет показания фиксированного количества датчиков, также не предусмотрена возможность измерять датчики внутри помещения, например, теплицы, и нет масштабируемости.После изучения существующих решений, а также их преимуществ и недостатков, можно сформировать требования к разрабатываемой системе: 1. Одноплатный компьютер должен иметь выход в Интернет. Одноплатный компьютер должен собирать данные с датчиков и отравлять их в сеть Интернет. На основе полученных данных одноплатный компьютер должен уметь принимать решения по управлению устройствами для поддержания микроклимата в теплице.Систему можно разрабатывать с нуля или использовать готовые проекты как основу системы, дополняя их необходимым функционалом.Различают следующие виды датчиков температуры: 1. термопреобразователи сопротивления (терморезисторы) Принцип работы терморезисторов основан на изменении сопротивления проводников и полу проводников от их температуры.

План
Оглавление

Введение

1. Обзор и анализ систем мониторинга для сельского хозяйства

1.1 Объекты систем мониторинга

1.2 Средство сбора и отправки

1.3 Средство представления (облачная платформа)

1.4 Существующие решения

1.5 Разработка требований к разрабатываемой системе

2. Методы исследований

2.1 Методы сбора данных

2.2 Методы построения архитектуры системы

2.3 Методы анализа и визуализации данных

3. Теоретическая часть

3.1 Разработка структурной схемы теплицы с расположением датчиков

3.2 Разработка алгоритма сбора и обработки измеренной информации

3.3 Разработка схемы подключения датчиков

3.4 Разработка электрической схемы

3.5 Разработка архитектуры системы мониторинга

3.6 Разработка метода отправки данных.=

3.7 Выбор используемых сервисов в облачной платформе

3.8 Разработка облачного приложения хранения в базу данных

3.9 Теоретические сведения о разработке клиентского мобильного приложения

3.10 Разработка клиентского мобильного приложения

4. Практическая часть

4.1 Создание датчиков

4.2 Создание прототипа

4.3 Тестирование системы

4.4 Анализ полученных результатов

4.5 Развертывание сервера-брокера на облачной платформе

4.6 Развертывание облачного приложения по хранению в базе данных

4.7 Тестирование облачного приложения

4.8 Разработка клиентского приложения

4.9 Описание клиентского приложения

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

Приложение 1. Фрагмент кода для микрокомпьютера

Приложение 2. Фрагмент программы, формирующей json

Приложение 3. Аномалия в данных

Приложение 4. Фрагмент кода клиентского приложения, выводящего уведомления датчик платформа мобильный сервер

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?