Sistema de monitorização de estufas agrícolas

Abstract

Os sistemas de aquisição de dados são essenciais no controlo ótimo das variáveis climatéricas numa estufa agrícola, possibilitando uma redução dos custos de operação e um aumento da produtividade. Esta dissertação descreve uma nova abordagem às redes de sensores sem-fios para estufas agrícolas através da construção de colunas móveis com sensores, mantendo o caráter de baixo-custo inerente a este tipo de rede. Neste documento é apresentando todo o hardware e software desenvolvidos neste contexto. Foi desenvolvida eletrónica de condicionamento de sinal para sensores de temperatura, humidade do ar, humidade do solo e luminosidade. Foi implementado um barramento 1-wire para interligar os sensores ao microcontrolador e uma rede sem-fios baseada no protocolo IEEE802.15.4. Foi também desenvolvido um sistema de energy harvesting solar como método de prolongar sua autonomia energética. Os ensaios realizados demonstraram o bom-funcionamento dos sensores, da rede e do sistema de recolha de energia corroborando a viabilidade do projeto. No entanto, será necessário no futuro modificar alguns aspetos do sistema implementado para que este possa ser considerado como um protótipo industrial e não um protótipo de laboratório.

Data acquisition systems are essential to the optimal control of climate variables in a greenhouse which enables possible cost reductions and an increase in productivity. This dissertation describes a new approach to wireless sensor networks in greenhouses by the construction of mobile sensor columns, maintaining the low-cost profile inherent to this type of network. This document presents all the hardware and software developed in this context. This includes the development of signal conditioning electronics for temperature, humidity, luminosity and soil moisture sensors and the implementation of an 1-wire bus to interconnect the sensors to the microcontroller and a wireless sensor network based on the IEEE802.15.4 protocol. An energy harvesting system was also developed in order to extend battery life. The tests performed showed that the sensors, the network and the harvesting system are working accordingly, corroborating the feasibility of the project. However, in the future, it will be necessary to modify some aspects of the implemented system so that it may be considered an industrial prototype instead of a laboratory prototype.