Övervakningssystem för hydroponisk växtodling med Zephyr RTOS

Abstract

Hydroponisk odling är en odlingsmetod där växter odlas utan jord och där tillväxten påverkas av flera mätbara parametrar, exempelvis pH-värde, näringskoncentration, temperatur, luftfuktighet, ljusnivå och vattennivå. För att möjliggöra kontinuerlig övervakning av dessa parametrar har ett inbyggt sensorsystem utvecklats i detta examensarbete. Syftet med arbetet var att utveckla, konfigurera och utvärdera ett prototypsystem för mätning och övervakning av ett hydroponiskt växtodlingssystem. Systemet baserades på en ESP32 med Zephyr RTOS och integrerades med sensorer för mätning av lufttemperatur, luftfuktighet, vattentemperatur, vattennivå, pH, konduktivitet och ljusnivå. Sensordata skickades via MQTT till ThingsBoard, där värdena kunde visualiseras i en dashboard och användas som grund för larmfunktioner. Arbetet genomfördes iterativt där varje sensor först testades separat och därefter integrerades i ett gemensamt system. Systemet verifierades genom enhetstestning, integrationstestning och systemtestning i driftliknande miljö. Resultatet visar att ett hydroponiskt odlingssystem kan övervakas med hjälp av ett inbyggt sensorsystem och en IoT-plattform. Projektet resulterade i en funktionell prototyp för datainsamling, visualisering och larmhantering. Systemet är dock inte långtidsverifierat över flera odlingscykler och bör därför ses som en teknisk prototyp snarare än en kommersiell färdig lösning. Vidare utveckling kan omfatta förbättrad kalibrering, längre drifttester och implementering av automatisk styrning av aktuatorer.