Älykkäät järjestelmät osana kasvien sisätilakasvatusta
Koponen, Roope (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022121429738
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022121429738
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella, toteuttaa ja testata anturijärjestelmä keräämään dataa kasvien sisätilakasvatuksesta. Työ kuului osaksi GreeNer-hanketta.
Työn alussa kuvattiin käyttöympäristöä ja vaatimuksia anturijärjestelmälle. Vaatimuksena on mitata lämpötilaa, kosteutta, ilmanlaatua ja valonspektriä. Data lähetetään mittauksien jälkeen erilliselle palvelimelle.
Toiminnan kuvauksessa käytiin läpi käytettäviä komponentteja ja piirikorttien suunnittelu. Anturijärjestelmä koostuu kuudesta piirikortista: ohjaus- ja anturikorteista sekä neljästä identtisestä ledikortista. Ohjauskortti hoitaa prosessoinnin ja muiden korttien ohjauksen. Ledikortit tuottavat tarvittavan valon ja lämmön kasvien kasvatukseen. Anturikortti mittaa vaadittuja ilmiöitä antureiden avulla.
Ohjelmaosiossa selitettiin koodin päätoiminnot. Ohjelmassa tehtiin selaimessa toimiva käyttöliittymä, josta ledien kirkkauksia voidaan säätää ja samalla seurata oleellisia anturiarvoja.
Testausosiossa käsitellään järjestelmän testauksia eri vaiheissa työtä. Testauksissa todettiin järjestelmän toimivuus ja huomioitiin ongelmakohdat.
Lopuksi yhteenvetokappaleessa pohdittiin työn onnistumiset ja epäonnistumiset sekä jatkokehitysmahdollisuudet. Työssä saatiin toimiva ja spesifikaation täyttävä anturijärjestelmä. Jatkokehityksenä täytyy parantaa järjestelmän luotettavuutta WiFi-yhteyden ja käyttöliittymään arvojen tallennuksen osalta. The aim of the thesis was to design, implement and test a sensor system to collect data on the indoor culti-vation of plants. The work is part of the GreeNer project.
At the beginning of the project, the operating environment and requirements for the sensor system were described. The requirement is to measure temperature, humidity, air quality and light spectrum. After the measurements, the data is sent to a separate server.
The description of the operation covered the components to be used and the design of the circuit boards. The sensor system consists of six circuit boards: control and sensor boards and four identical LED boards. The control card handles the processing and the control of the other cards. The LED cards provide the necessary light and heat to grow the plants. The sensor card measures the required phenomena using sensors.
The main functions of the code were explained in the programming section. A browser-based interface was made in the program, from which the brightness of the LEDs can be adjusted and at the same time the relevant sensor values can be monitored.
The testing section discusses the testing of the system at different stages of the work. The tests verified the functionality of the system and identified problem areas.
Finally, a summary section discusses the successes and failures of the work and the possibilities for further development. The work resulted in a functional and specification-compliant sensor system. Further devel-opment is needed to improve the reliability of the system in terms of WiFi connectivity and storage of val-ues in the user interface.
Työn alussa kuvattiin käyttöympäristöä ja vaatimuksia anturijärjestelmälle. Vaatimuksena on mitata lämpötilaa, kosteutta, ilmanlaatua ja valonspektriä. Data lähetetään mittauksien jälkeen erilliselle palvelimelle.
Toiminnan kuvauksessa käytiin läpi käytettäviä komponentteja ja piirikorttien suunnittelu. Anturijärjestelmä koostuu kuudesta piirikortista: ohjaus- ja anturikorteista sekä neljästä identtisestä ledikortista. Ohjauskortti hoitaa prosessoinnin ja muiden korttien ohjauksen. Ledikortit tuottavat tarvittavan valon ja lämmön kasvien kasvatukseen. Anturikortti mittaa vaadittuja ilmiöitä antureiden avulla.
Ohjelmaosiossa selitettiin koodin päätoiminnot. Ohjelmassa tehtiin selaimessa toimiva käyttöliittymä, josta ledien kirkkauksia voidaan säätää ja samalla seurata oleellisia anturiarvoja.
Testausosiossa käsitellään järjestelmän testauksia eri vaiheissa työtä. Testauksissa todettiin järjestelmän toimivuus ja huomioitiin ongelmakohdat.
Lopuksi yhteenvetokappaleessa pohdittiin työn onnistumiset ja epäonnistumiset sekä jatkokehitysmahdollisuudet. Työssä saatiin toimiva ja spesifikaation täyttävä anturijärjestelmä. Jatkokehityksenä täytyy parantaa järjestelmän luotettavuutta WiFi-yhteyden ja käyttöliittymään arvojen tallennuksen osalta.
At the beginning of the project, the operating environment and requirements for the sensor system were described. The requirement is to measure temperature, humidity, air quality and light spectrum. After the measurements, the data is sent to a separate server.
The description of the operation covered the components to be used and the design of the circuit boards. The sensor system consists of six circuit boards: control and sensor boards and four identical LED boards. The control card handles the processing and the control of the other cards. The LED cards provide the necessary light and heat to grow the plants. The sensor card measures the required phenomena using sensors.
The main functions of the code were explained in the programming section. A browser-based interface was made in the program, from which the brightness of the LEDs can be adjusted and at the same time the relevant sensor values can be monitored.
The testing section discusses the testing of the system at different stages of the work. The tests verified the functionality of the system and identified problem areas.
Finally, a summary section discusses the successes and failures of the work and the possibilities for further development. The work resulted in a functional and specification-compliant sensor system. Further devel-opment is needed to improve the reliability of the system in terms of WiFi connectivity and storage of val-ues in the user interface.