Σύστημα ποτίσματος IoT με συνδυασμό μετρήσεων εδάφους και μετεωρολογικών δεδομένων

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζει τη σχεδίαση και υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος ποτίσματος IoT, το οποίο συνδυάζει μετρήσεις εδάφους με μετεωρολογικά δεδομένα για τη λήψη απόφασης ποτίσματος και την απομακρυσμένη παρακολούθηση. Η λύση αποτελείται από δύο βασικούς κόμβους: (α) ένα edge device με ESP32-S3 που συλλέγει δεδομένα από αισθητήρα υγρασίας εδάφους, αισθητήρα ροής νερού και αισθητήρα στάθμης δοχείου (υπερηχητικό), ελέγχει αντλία/ρελέ και παρέχει τοπικό web dashboard καθώς και απεικόνιση σε LCD 20×4, και (β) έναν backend κόμβο σε Raspberry Pi Zero 2 W που λειτουργεί ως MQTT broker (Mosquitto), αποθηκεύει ιστορικά δεδομένα σε InfluxDB και τα οπτικοποιεί μέσω Grafana. Για τη μετεωρολογική πληροφορία χρησιμοποιείται το OpenWeatherMap Forecast API (ανά 3 ώρες), από το οποίο εξάγονται θερμοκρασία/υγρασία αέρα και εκτιμήσεις βροχόπτωσης (π.χ. 3h/12h/24h), ώστε να αποφεύγεται άσκοπο πότισμα όταν αναμένεται βροχή. Το σύστημα υποστηρίζει αυτόματη λειτουργία βάσει κανόνων (thresholds) και μηχανισμούς ασφαλείας (όρια χρόνου λειτουργίας, cooldown, emergency stop), ενώ παρέχει χειροκίνητο πότισμα μέσω web endpoints και καταγραφή των συμβάντων σε ιστορικό. Σημειώνεται ότι σε παλαιότερη έκδοση του πρωτοτύπου είχε χρησιμοποιηθεί τοπικός αισθητήρας περιβάλλοντος, όμως στην τελική υλοποίηση τα δεδομένα θερμοκρασίας/υγρασίας αέρα λαμβάνονται από το OpenWeatherMap, απλοποιώντας το hardware χωρίς να επηρεάζεται ο βασικός στόχος του συστήματος.