ВКР: Умная теплица на Arduino

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа по теме «Умная теплица на Arduino» содержит 52 страницы текстового документа, 22 рисунка, 3 таблицы, 7 исполь­зованных источников.

Цель работы – автоматизация мониторинга агроклиматических условий в теплице.

В первой главе были рассмотрены существующий решения на рынке ум­ных теплиц и их функциональные возможности.

Во второй главе были подобраны и обоснованы датчики для системы.

В третьей главе представлена сборка рабочего макета и написание про­граммного обеспечения для микроконтроллера и приложения.

В результате работы над ВКР описана сборка рабочего макета устройства: выбраны и подключены необходимые электронные компоненты, собрана схема на макетной плате. Разработано программное обеспечение для микроконтрол­лера и пользовательского приложения, обеспечено взаимодействие между ними, проведено тестирование, отладка и устранение выявленных ошибок.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................... 4

1 Анализ предметной области............................................................................ 5

1.3 Цели создания системы.............................................................................. 7

1.4 Функциональные возможности................................................................. 8

1.5.2 Система автоматизации Smart standard «Умная теплица».............. 11

2 Раздел проектирования.................................................................................. 15

2.1 Анализ и постановка задачи................................................................... 15

2.2 Обоснование выбора микроконтроллера Arduino................................. 16

2.3 Выбор датчиков для контроля микроклимата теплицы........................ 18

3 Реализация, тестирование.............................................................................. 31

3.2 Сборка опытного образца....................................................................... 34

3.4 Приложение IоT для смартфона............................................................. 37

3.6 Вывод по главе........................................................................................ 39

Заключение........................................................................................................ 40

ВВЕДЕНИЕ

Современное сельское хозяйство сталкивается с рядом значительных вы-зовов, включая рост населения, изменения климата и истощение природных ре­сурсов. В условиях глобального потепления и непредсказуемой погоды необхо­димость в устойчивом и эффективном производстве пищевых продуктов стано­вится особенно актуальной. Одним из способов решения этих проблем является внедрение автоматизированных систем, которые позволяют контролировать аг-роклиматические условия. Такие системы способны создать оптимальные усло­вия для роста и развития растений, при этом значительно сокращая затраты на ресурсы и время.

Данная дипломная работа направлена на разработку автоматизированной системы управления теплицы на основе микроконтроллера Arduino. Arduino представляет из себя популярную открытую платформу. Платформа предлагает пользователям легко внедрять разнообразные датчики и управляющие элементы для создания интеллектуальных устройств [3]. При использовании технологий интернета вещей (IoT) в фермерском секторе, открываются новые возможности для слежения и управления климатом в теплице в реальном времени, что значи­тельно повышает эффективность процессов и позволяет увеличить урожайность. В рамках этой дипломной работы будет разработан модуль автоматизиро-ванного управления для теплицы, который включает в себя системы слежения за температурой и влажностью, регулировкой освещения, управление поливом, а

также функцию смены режимов работы теплицы.

Цель данной работы представляет собой создание объединяющей системы, в которой микроконтроллер не только управляет механизмами и датчиками, но и пользователь может взаимодействовать с микроконтроллером посредствам мо­бильного приложения. Таким образом, итогом данного исследования станет эф­фективное решение для автоматизации процессов в тепличном хозяйстве, наце-ленное на повышение продуктивности и устойчивости в сфере сельского хозяй­ства.