Ασύρματο Σύστημα Αυτόματου Ποτίσματος Για Αγροτικές Περιοχές

Abstract

Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι ο αυτοματισμός των ποτισμάτων για μια ολόκληρη περιοχή ή μια κοινότητα στο σύνολο της, που μπορεί να περιλαμβάνει μερικές εκατοντάδες καλλιεργήσιμα αγροτεμάχια. Προτείνεται ένα σύστημα το οποίο είναι οικονομικά προσιτό, εύκολα υλοποιήσιμο και παράλληλα εύκολο στην χρήση και για τους χρήστες και για την εποπτεύουσα αρχή.Το σύστημα χρησιμοποιεί το ζεύγος μικροελεγκτή με πομποδέκτη σε κάθε σημείο που πρέπει να γίνεται έλεγχος της ροής του νερού για να ελέγχει τις ηλεκτρικές βάνες των χρηστών. Οι ποτιστικές εντολές θα καταφθάνουν από τον διαχειριστή μέσω του ασύρματου διαύλου και ο μικροελεγκτής θα παραλαμβάνει ή θα μεταδίδει δεδομένα από τον πομποδέκτη που ο ίδιος χειρίζεται. Για τον συνδυασμό αυτό χρησιμοποιήθηκε το chip CC1010 της Chipcon που παρέχει σε ολοκληρωμένη μορφή, σε ένα μοναδικό τσιπ, και τον μικροελεγκτή 8051 και το κύκλωμα του πομποδέκτη. Ο πομποδέκτης λειτουργεί πιο αποδοτικά στα 868 MHz με τυπική εμβέλεια στα 300 περίπου μέτρα. Το τελικό δίκτυο κόμβων που σχηματίζεται είναι ένα ad-hoc δίκτυο με πολυβηματική παράδοση πακέτων που ανήκει στην κατηγορία των ασύρματων δικτύων περιβαλλοντικού ελέγχου. Στην εργασία αυτή αναπτύχθηκε ένα απλό αλλά πλήρες πρωτόκολλο δικτύου για τους ασύρματους πομποδέκτες. Το πρωτόκολλο αντιμετωπίζει τον ανταγωνισμό στην πρόσβαση του διαύλου, την δρομολόγηση πακέτων δια μέσο του δικτύου και την επιβεβαιώση της αξιόπιστης παράδοσης των πακέτων. Επίσης το πρωτόκολλο ανακαλύπτει μόνο του την τοπολογία του δικτύου και προσαρμόζεται αυτόματα σε αλλαγές της τοπολογίας. Αναπτύχθηκαν επίσης όλες οι εφαρμογές για τον σωστό συντονισμό των ποτισμάτων ώστε εγγυάται η βέλτιστη αξιοποίηση του αρδευτικού δικτύου και αναπτύχθηκαν οι εφαρμογές που θα χειρίζονται τις ηλεκτροβάνες καθώς επίσης και ο τρόπος που θα οργανώνονται οι ποτιστικές εργασίες σε κάθε κόμβο. Η ανάπτυξη του πρωτοκόλλου δικτύου έγινε με σκοπό την εύκολη περαιτέρω βελτίωση και ανάπτυξη του αφού μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε άλλη παρόμοιας φύσης εφαρμογή με πομποδέκτες. Το ίδιο ισχύει και για το κεντρικό λειτουργικό πυρήνα της εφαρμογής, το οποίο ενσωματώνει λειτουργίες πολλαπλού χρονομέτρου και ένα διαχειριστή μνήμης για πακέτα. Τα πλεονεκτήματα που θα παρέχει ένα τέτοιο σύστημα για τους χρήστες είναι η ευκολία του αυτόματου ποτίσματος και η ακρίβεια στην απαραίτητη ποσότητα νερού που θα πρέπει να ποτίζεται. Για την κοινότητα στο σύνολο της τα πλεονεκτήματα είναι ο περιορισμός της σπατάλης της συνολικής ποσότητας νερού για την προστασία του υδροφόρου ορίζονται, η ευκολία για συντονισμένα μέτρα περιορισμού της ζήτησης και φυσικά η δικαιοσύνη των περιορισμών αυτών προς τους χρήστες.