Найпопулярніший у побуті серед всіх варіантів IoT – розумний будинок. Про нього багато пишуть, і багато хто їх створює. Але розумний будинок – це лише перші кроки в еру “Інтернету речей”. Ми ж хочемо розповісти про не менш цікавий кейс “розумної садиби”.

Уявіть лише: вся садиба, будь-яких розмірів, у вашому телефоні. Фантастика? Ні, реальні можливості інтернету речей.

Клієнт – звичайна людина, котра має велику ділянку, багато різних насаджень і бажання повністю автоматизувати полив усієї ділянки.

Проблема клієнта – територія, на якій розташована садиба, має складний, горбистий рельєф. При поливі вся вода стікає в канави, а ділянки на височині залишаються сухими й обвітрюються. У різних місцях ділянки ростуть рослини, що вимагають різних умов вологості ґрунту, і вся ця структура вимагає багато зусиль для поливу.

Завдання проекту – створити автоматизовану систему поливу, яка не потребує участі людини. Дозволити господареві віддалено моніторити стан його садиби.

Рішення – інтернет речей “розумна садиба”. Для вирішення проблеми клієнта необхідно створити розумну садибу: розмістити на її території датчики вологості, з’єднати їх між собою через інтернет, запрограмувати на створення періодичних вимірів вологості та їх відправки на хмару. Також потрібно організувати обробку даних, підключити до центру обробки даних існуючу систему поливу та пропрацювати візуалізацію для клієнта.

1. Поміщаємо комп'ютер у світильник

У садові світильники PL257 Feron, що працюють на сонячних батареях, поміщаємо модуль із контролером mega2560. Це мікроконтролер із вбудованим Wi-Fi адаптером, який можна запрограмувати на збір і відправку інформації.

Комп'ютер та освітлювач

2. Допрацьовуємо світильник датчиками

Перетворюємо світильник на “віддалену точку збору інформації” – додаємо три датчика вологості ґрунту, датчики освітлення і температури.

* У кожен світильник поміщається по три датчика вологості, а для аналізу береться середній показник (кожному датчику присвоюється коефіцієнт 0,33). У разі, якщо з трьох датчиків заміри зроблять тільки два, а третій покаже 0 – коефіцієнт на два справних буде по 0,5, а власнику прийде повідомлення про несправність одного з датчиків. Це дозволить точці збору повноцінно функціонувати, поки несправний датчик не замінять.

Датчики

3. Програмуємо "інтернет-світильник"

Світильнику задається алгоритм (схема нижче).

Світильник безперервно заряджається від сонячної батареї. Завдяки такому економному використанню, він повністю автономний і не потребує додаткових батарейок.

Програмуємо "інтернет-світильник"

4. Пропрацювання норм, сценаріїв і умов

На цьому етапі організовується робота центру обробки інформації на базі СУБД firebird 2.1, або ж можна на Orange Pi2 з використанням perl і mySQL.

Основний сценарій: збір інформації про вологість землі з датчиків на віддалених точках збору, обробка цієї інформації і привласнення відсотка вологості від 0 до 100%. А далі, в залежності від результату, включається умова “якщо”:

Норми

При поливі вологість землі піднімається до 100%, і щоб одразу ж не відбувалося вимкнення поливу, в програмі задіяний інтегральний ланцюжок. Програма вираховує скільки часу потрібно на полив, щоб у результаті рівень вологості відповідав нормі.

* Завдяки тому, що віддалених точок збору можна розмістити скільки завгодно і на будь-якій відстані – з’являється можливість створити ескіз місцевості та задати різні норми вологості на різні зони.

5. Підключаємо систему поливу

До центру обробки підключаються запірні вентилі системи поливу, за допомогою яких програма може вмикати/вимикати полив.

Повністю схема роботи розумної садиби виглядає так:

Система поливу

6. Розробка візуалізації для клієнта

Тут уже за справу беруться дизайнери. В першій версії візуалізація розумної садиби зроблена на Delphi, для ПК Windows. Ми в Evergreen розробляємо візуалізацію в Web, і вона доступна з будь-якого гаджета або навіть через месенджер (Viber, Telegram, Facebook, Skype). Це дасть клієнту можливість моніторити стан його садиби в будь-який час.

Можна промальовувати схему садиби з різним ступенем деталізації, задавши кожній зоні власну норму вологості. При кліку на кожну зону відображається віконце з середніми показниками датчиків на цій ділянці.

Візуалізація

Результати

Таким чином була забезпечена автономна робота системи поливу, що враховує погодні умови, різні потреби рослин і має віддалене керування. Internet of things дозволяє контролювати свої володіння, перебуваючи в будь-якому куточку планети і просто маючи доступ до інтернету, .

Найприємніше – легка масштабованість рішень. Це можуть бути рішення для бізнесу, або для особистого використання, для маленької ділянки, або для цілих полів.

Залишилися питання? Звертайтеся - з радістю відповімо.

18.05.2018
Зображення, використані в статті, були взяті з відкритих джерел і використовуються як ілюстрації.