Ανάπτυξη full stack εφαρμογής για παρακολούθηση δεδομένων αισθητήρων με χρήση Spring Boot, React και υποστήριξη MQTT/LoRaWAN

Abstract

Η αλματώδης εξέλιξη του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things – IoT) έχει οδηγήσει στη δημιουργία εκτεταμένων δικτύων αισθητήρων, τα οποία παράγουν συνεχώς μεγάλους όγκους δεδομένων από κατανεμημένα περιβάλλοντα. Η αποτελεσματική συλλογή, μεταφορά, επεξεργασία και οπτικοποίηση αυτών των δεδομένων αποτελεί κρίσιμη προϋπόθεση για τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων σε τομείς όπως η γεωργία ακριβείας, η περιβαλλοντική παρακολούθηση, η υγειονομική περίθαλψη και οι έξυπνες πόλεις. Η ανάγκη για αξιόπιστες, επεκτάσιμες και ευέλικτες πληροφοριακές υποδομές καθιστά τις τεχνολογίες IoT κεντρικό πυλώνα της σύγχρονης ψηφιακής πραγματικότητας. Η παρούσα διπλωματική εργασία προτείνει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας ολοκληρωμένης full-stack web εφαρμογής για την περιοδική συλλογή, διαχείριση και απεικόνιση δεδομένων αισθητήρων από δίκτυα IoT. Η εφαρμογή βασίζεται σε μια αρχιτεκτονική που συνδυάζει το πρωτόκολλο MQTT για την αξιόπιστη μεταφορά μηνυμάτων από συσκευές IoT και το Spring Boot για την ανάπτυξη του backend, ενώ στο frontend χρησιμοποιείται React για τη δημιουργία ενός διαδραστικού και επεκτάσιμου περιβάλλοντος χρήστη. Επίσης, υπάρχει και η δυνατότητα συλλογής δεδομένων LoRaWAN της πλατφόρμας The Things Network (TTN), μέσω του ενσωματωμένου MQTT broker της πλατφόρμας και απόδοσής τους στον τελικό χρήστη μέσω δύο εξειδικευμένων dashboards που ενσωματώνουν χαρτογραφική απεικόνιση, πίνακες δεδομένων και συστήματα διαχείρισης συνδέσεων. Η εφαρμογή επιτρέπει την αξιόπιστη παρακολούθηση περιοδικών μετρήσεων, χωρίς την ανάγκη συνεχούς real-time ροής, ενισχύοντας την αποδοτικότητα και την κλιμακωσιμότητα του συστήματος. Παράλληλα, η οπτικοποίηση των δεδομένων σε συνδυασμό με τους μηχανισμούς ελέγχου και εξαγωγής πληροφορίας προσφέρει ένα ολοκληρωμένο εργαλείο εποπτείας και ανάλυσης αισθητήριων δικτύων. Τα αποτελέσματα της υλοποίησης καταδεικνύουν ότι το σύστημα μπορεί να αποτελέσει ισχυρή βάση για μελλοντικές εφαρμογές μεγαλύτερης κλίμακας, παρέχοντας μια σύγχρονη και ευέλικτη προσέγγιση στη διαχείριση δεδομένων IoT. Συνολικά, η εργασία συμβάλλει στην ενίσχυση των τεχνολογικών υποδομών του IoT, παρουσιάζοντας μια λειτουργική και επεκτάσιμη λύση που συνδυάζει προηγμένα εργαλεία λογισμικού και σύγχρονες πρακτικές ανάπτυξης, με στόχο τη βελτιστοποίηση της συλλογής και αξιοποίησης δεδομένων αισθητήρων.