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Publicação
Smart cabinet for small agricultural products using low-cost IoT and open-source technologies
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 1.58 MB | Adobe PDF |
Autores
Resumo(s)
A integração de tecnologias de Internet das Coisas (IoT) na agricultura abriu novas
oportunidades para melhorar a produtividade e a sustentabilidade, particularmente
em operações agrícolas de pequena escala e domésticas. Esta tese descreve o desenvolvimento
de um protótipo de um sistema de agricultura inteligente projetado para
automatizar o cultivo de plantas através da integração de sistemas IoT e aplicações intuitivas,
proporcionando uma fácil utilização por qualquer utilizador com um smartphone.
O objetivo principal é viabilizar uma solução eficiente e acessível, utilizando
tecnologias open-source e materiais de baixo custo. Utilizando uma metodologia ágil
e em colaboração com a Verdes do Mondego, uma empresa de Coimbra especializada
na produção de microvegetais em ambiente indoor, o processo de desenvolvimento
concentrou-se na criação de um protótipo de um armário de agricultura inteligente. A
arquitetura do sistema integra componentes de hardware, como microcontroladores,
sensores e atuadores, com soluções de software, incluindo um orquestrador de sistema
e uma estratégia de base de dados dupla. As principais funcionalidades do sistema
incluem a monitorização ambiental em tempo real através de aplicações móveis e web e
o controlo de fatores críticos para o crescimento das plantas, como a temperatura, humidade,
ventilação e irrigação. Adicionalmente, com as capacidades do MongoDB, o
sistema armazena dados históricos, permitindo aos utilizadores analisar tendências e
tomar decisões baseadas em dados para melhorar a saúde e o crescimento das plantas.
Os resultados demonstram o potencial dos sistemas baseados em IoT para melhorar
a eficiência e a sustentabilidade na agricultura. Ao automatizar processos críticos e
fornecer informações relevantes e aplicáveis, o armário agrícola inteligente reduz a necessidade
de intervenção humana, otimiza o uso de recursos vitais, como a água, e
promove o crescimento saudável das plantas. Este projeto contribui para o crescente
campo da agricultura inteligente ao apresentar uma solução prática, económica e escalável
para aplicações agrícolas domésticas. Assim, este projeto final do Mestrado em
Engenharia Informática apresenta um protótipo do armário como prova de conceito,
servindo para efeitos de demonstração e validação da investigação realizada.
The integration of Internet of Things (IoT) technologies into agriculture has opened new opportunities to enhance productivity and sustainability, particularly in smallscale and domestic farming operations. This thesis describes the development of a prototype for a smart farming system designed to automate plant cultivation through the integration of IoT systems and intuitive applications, providing easy use for any user with a smartphone. The primary objective is to enable an efficient and accessible solution by leveraging open-source technologies and low-cost materials. Using an agile methodology and in collaboration with Verdes do Mondego, a Coimbra-based company specializing in indoor microgreens production, the development process focused on creating a prototype for a smart agricultural cabinet. The system’s architecture integrates hardware components such as microcontrollers, sensors and actuators with software solutions, including a system orchestrator and a dual-database strategy. The system’s core functionalities include real-time environmental monitoring through mobile and web applications and the control of critical factors for plant growth, such as temperature, humidity, ventilation and irrigation. Additionally, leveraging the capabilities of MongoDB, the system stores historical data, enabling users to analyze trends and make data-driven decisions to improve plant health and growth. The results demonstrate the potential of IoT-based systems to improve efficiency and sustainability in agriculture. By automating critical processes and providing actionable insights, the smart agricultural cabinet reduces the need for human intervention, optimizes the use of vital resources like water, and promotes healthy plant growth. This project contributes to the growing field of smart agriculture by presenting a practical, economical, and scalable solution for domestic agricultural applications. Thus, this final project of the Master’s in Computer Engineering presents a prototype of the agricultural cabinet as a proof of concept, serving as a demonstration and validation of the research conducted.
The integration of Internet of Things (IoT) technologies into agriculture has opened new opportunities to enhance productivity and sustainability, particularly in smallscale and domestic farming operations. This thesis describes the development of a prototype for a smart farming system designed to automate plant cultivation through the integration of IoT systems and intuitive applications, providing easy use for any user with a smartphone. The primary objective is to enable an efficient and accessible solution by leveraging open-source technologies and low-cost materials. Using an agile methodology and in collaboration with Verdes do Mondego, a Coimbra-based company specializing in indoor microgreens production, the development process focused on creating a prototype for a smart agricultural cabinet. The system’s architecture integrates hardware components such as microcontrollers, sensors and actuators with software solutions, including a system orchestrator and a dual-database strategy. The system’s core functionalities include real-time environmental monitoring through mobile and web applications and the control of critical factors for plant growth, such as temperature, humidity, ventilation and irrigation. Additionally, leveraging the capabilities of MongoDB, the system stores historical data, enabling users to analyze trends and make data-driven decisions to improve plant health and growth. The results demonstrate the potential of IoT-based systems to improve efficiency and sustainability in agriculture. By automating critical processes and providing actionable insights, the smart agricultural cabinet reduces the need for human intervention, optimizes the use of vital resources like water, and promotes healthy plant growth. This project contributes to the growing field of smart agriculture by presenting a practical, economical, and scalable solution for domestic agricultural applications. Thus, this final project of the Master’s in Computer Engineering presents a prototype of the agricultural cabinet as a proof of concept, serving as a demonstration and validation of the research conducted.
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Palavras-chave
Agricultura inteligente Internet das coisas Sensores Atuadores Bases de dados NoSQL
Contexto Educativo
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