Low Energy Communication Network For Control And Supervision Of Hydroponic Farms

81 Pages·2015·2.1 MB·English

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Low Energy Communication Network
For Control And Supervision Of
Hydroponic Farms
João Raúl Rodrigues da Silva Lima
WORKING VERSION
MestradoIntegradoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores
Supervisor: MáriodeSousa
Co-Supervisor: CarlosResende
July5,2015
(cid:13)c JoãoRaúlRodriguesdaSilvaLima,2015
Resumo
Estima-se que até 2050 a necessidade mundial de cereal cresça 51% em comparação ao valor
registado em 2000. Este crescimento pode não ser cumprido devido ao facto da área de cultivo
da agricultura tradicional estar continuamente a diminuir por causa da ocupação humana ou pela
erosãodossolosdevidoaousodepesticidaseexploraçãoderecursosnaturais. Destaforma,uma
possível solução para garantir esta previsão é o uso da agricultura hidropônica. No entanto, este
tipo de agricultura tem um custo inicial muito elevado o que, muitas das vezes, torna difícil a
instalaçãodeumsistemahidropônico.
Combasenesteproblema,aFraunhoferAICOSapresentacomoideiaumsistemahidropônico,
constituídoporsensoresquecomunicamentresi,abaixocustoedefácilinstalação. Surgeassim
o foco desta tese, propor e desenvolver uma rede de sensores. Nesta proposta é apresentada a
arquiteturaeacomunicaçãodaredetalcomoohardware, ofirmwareeoconsumoenergéticode
cadaelementodarede.
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Abstract
Itisestimatedthatby2050theworldcerealneedwillgrow51%comparedtothevaluerecorded
in 2000. This growth might not be met due to the fact that the cultivation area of the traditional
agricultureiscontinuouslydecreasingbecauseofhumanoccupationorbysoilerosionduetothe
useofpesticidesandexploitationofnaturalresources. Thisway,apossiblesolutiontoensurethis
forecast is the use of hydroponic agriculture. However, this kind of agriculture has a very high
initialcost,thatoftenmakesitdifficulttoinstallahydroponicsystem.
Basedonthisproblem,theFraunhoferAICOSpresentstheideaofahydroponicsystem,con-
stitutedbysensorsthatcommunicatewitheachother,atalowcostandofeasyinstallation. Thus
arises the focus of this thesis, propose and develop a network of sensors. In this proposal is pre-
sented the architecture and the communication of the network such as hardware, firmware and
energyconsumptionofeachelementofthenetwork.
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Agradecimentos
Estadissertaçãosimbolizaaconclusãodecincosanosdeesforço,aprendizagemeambição,como
tambémoiníciodeumanovaetapa. Aolongodestescincoanos,deumaformaoudeoutramuitos
contribuíramparaminhaformaçãoacadémicaeparaomeucrescimentopessoal. Umadaspessoas
quemaiscontribuiufoiaDianaRibas.
Atiqueroagradecertodooapoio,paciência,amizade,amoremotivaçãoquesempremedestenos
momentosdifíceisdestatese.
Em seguida quero agradecer aos meus amigos, que conheci na FEUP, em especial ao André
Oliveira, Duarte Silva e Pedro Medeiros. Agradecer-vos por todo apoio e amizade que me de-
ramduranteanossapassagempelaFEUP.
Por último quero agradecer ao meu orientador, Engenheiro Mário de Sousa, pela grande ajuda
e disponibilidade concedida e também a toda a equipa da Fraunhofer, em particular ao meu co-
orientador, Engenheiro Carlos Resende, pelo apoio que foi prestado e pelas condições propor-
cionadas.
JoãoRaúlRodriguesdaSilvaLima
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”Onlypassions,greatpassions,canelevatethesoultogreatthings”
DenisDiderot
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