Otthoni növények gondozásának felügyeletét kiszolgáló IoT rendszer Raspberry Pi-vel

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Forstner Bertalan
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A diplomatervezés feladat célja egy olyan rendszer megtervezése és prototípusának elkészítése, amely lehetővé teszi növények gondozásának távoli monitorozását és felügyeletét.

A megvalósított rendszer architektúrája három fő részre bontható: egy hardveres alrendszerre, egy Firebase „backend as a service” mobil platform adatbázis szerverre és egy iOS mobil kliens applikációra. A hardveres alrendszer központi eleme egy Raspberry Pi 3 Model B mikroszámítógép. Különféle szenzorokat csatlakoztattam hozzá: hőmérsékletszenzor, környezeti fény erősségét mérő szenzor, talajnedvesség-mérő szenzor. A központi Raspberry Pi mérések lefuttatását, majd az eredmények összegyűjtését, feldolgozását és a háttér (back-end) adatbázis-szerverrel való kommunikációt, azaz adatok fogadását és küldését végzi el. A rajta futtatott programkód Python programozási nyelven készült. Az adatok feldolgozásának részeként a Python szkriptben megvalósítottam egy felügyelt tanulás alapú predikciót is, amely becslést ad a növények állapotára a mért értékek alapján. A rendszer back-end funkcióját a Google által menedzselt Firebase mobil platform felhasználásával valósítottam meg, amely a fő szolgáltatásai között online, real-time, JSON alapú adatbázist; tárhelyet; készen felhasználható autentikációs megoldásokat és ügyfél (user) kezelést kínál. A Firebase platform feladata a rendszer részeként, hogy eltárolja a gyűjtött adatokat, és REST API-n keresztül kiajánlja őket feldolgozásra a Raspberry Pi-nek, illetve megjelenítésre és módosításra az iOS-es kliens mobilalkalmazásnak. A iOS kliens mobil alkalmazás a különböző a mérési adatok nyers vagy grafikus megjelenítésére és szerkesztésére szolgál, melyeket a növények közvetlen közelében elhelyezett szenzorok segítségével a Raspberry Pi gyűjt. Az applikáció Swift 3.1 programozási nyelv használatával készült el.

A Raspberry Pi-vel való fejlesztés nagy előnye, hogy viszonylag gyorsan lehet vele komplex funkcionalitású rendszereket létrehozni. A megvalósult rendszerem egy kiváló példa a Raspberry Pi gyors prototípuskészítésre („rapid prototyping”) való alkalmasságára. A projektnek a „Happy Plants – Smart Watering System” kreatív nevet adtam.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.