Сегодня во всех отраслях жизнедеятельности человека часто применяются различные технологии для автоматизации определённых процессов, например, автоматизация теплицы одна из таких задач. Мониторинг и измерение температуры, влажности воздуха и почвы, давления, уровня CO2, солнечной радиации, скорости и направления ветра и т.п. в теплице является важной задачей. Если теплица небольшая, то эти данные можно снимать, установив датчики измерители температуры, влажности, и т.п. в ручном режиме. Но если теплица имеет большие размеры, тогда потребуется установка некоторого количества таких датчиков, и для проверки потребуется много времени и человеческих ресурсов. Управление теплицей подразумевает не только мониторинг и измерение параметров, но ещё определённых операций, таких как проветривание, полив, освещение и т.д. Используя современные средства можно автоматизировать эти операции, например:
•S Освещение теплицы должно работать не более 16 часов в течение суток в зависимости от вида растений. Для освещения теплицы принимаются люминесцентные, натриевые, светодиодные и т.д. виды ламп.
J Управление температурой зависит от географического расположения теплицы и установленных нагревательных систем или охлаждающих систем, например кондиционер.
J Проветривание - проводится с помощью вентиляторов.
•S Полив - можно выделить три основных вида: дождевание, внутрипочвенное и капельное.
•S Наблюдение - проводится с помощью обычной камеры и Tof - камеры (камеры глубины).
J Сбор урожая - с помощью роботов которые автоматически управляются искусственным интеллектом.
Разработка автоматизированной системы мониторинга параметров и управления теплицей является важной и актуальной на сегодняшний день задачей. Хорошо подготовленное и выбранное аппаратное и программное обеспечение позволяет владельцам теплицы быстрые и удобные способы управления, мониторинга и анализа урожайности теплицы, помогают планировать своевременные действия для обеспечения высокого коэффициента урожайности и получения качественного продукта без вреда здоровью человека. Учитывая это в выпускной квалификационной работе уделено внимание созданию ПО для видео мониторинга теплицы и мобильное приложение для удалённого управления и мониторинга теплицы.
С помощью видео фиксации контролируются действия сотрудников и сторонних людей на территории теплицы, сбор урожая, взвешивание, состояние оборудования и т.д. Кроме этих задач видео фиксация может использоваться для исследования урожайности, заболеваний, роста, цветения и созревания урожая. Для этого сейчас часто используются дроны с видео камерой. Они дают преимущество наблюдения за большими площадями в реальном времени проводя автоматический мониторинг без участия человека.
Мобильные приложения сегодня позволяют оперативно решать задачи в различных сферах. Разрабатывается большое число приложений как общего назначения (агрегаторы вызова такси или доставки еды), так и специального (управление умным домом). В этой связи разработка мобильного приложения управление теплицей является необходимым условием. Андроид - самая популярная операционная система (ОС) для смартфонов, которая распространяется бесплатно. Разработка программ осуществляется с помощью интегрированной среды разработки с большим набором библиотек.
Современное состояние проблемы. На сегодняшний день экологические проблемы, связанные с почвой, поливом и климатом требуют найти новые нестандартные способы выращивания урожая в сложных условиях, а демографический рост населения увеличивает спрос на сельскохозяйственные товары. Одним из самых эффективных решений данной проблемы является использование теплиц.
Цель. Разработка микропроцессорного устройства видео фиксации состояния теплицы на базе микроконтроллера STM32F407 и цифровой камеры OV7670, а так же разработка Android приложения мониторинга параметров и управления теплицей.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
С Изучение цифрового видео протокола SCCB.
С Изучение принципа работы STM32F407 и OV7670.
С Разработка принципиальной схемы, написание и отладка программ.
По результатам были изучена техническая документация stm32f4 и камера ov7670, протоколы SCCB и DCMI. Разработана и отлажена программа получение графических данных с камеры и формирования bmp файла, который сохраняется в flash памяти или отправляется по UART на ESP (клиентское приложение). Собрано макетное устройство.
Было разработано приложение, основные функции которого являются: авторизация пользователя, отображение информации с датчиков температуры и влажности, управление сервоприводами, получение данных с сервера и их отправка. Дополнительными элементами являются многоязычность и две темы оформления приложения. Приложение разработано в среде разработки Android Studio на языке Java. Использованы компоненты Material.io, а для соединение сервером библиотека Rerofit и для хранения данных библиотека Room.
