Feuchtigkeitsmonitor LoRaWAN
Feuchtigkeitsmessung der Erde von Grabpflanzen
Studiengang
Elektrotechnik (B.Eng.)Projektbeschreibung
Um in der warmen Sommersaison das Vertrocknen von Grabpflanzen zu vermeiden, wird die Feuchtigkeit der Pflanzenerde über das "LoRa WAN" (Long Range Wide Area Network) versendet und den Nutzer:innen über eine Android-App angezeigt.
Da keine Stromversorgung am Friedhof gegeben ist, wird das Sensorsystem durch drei Batterien mit Strom versorgt und schaltet nach der Messung in einen Schlafmodus, um Strom zu sparen.
Um das Sensorsystem vor Witterung zu schützen, ist es in einem Gehäuse in Form eines Grablichtes untergebracht. Lediglich die Antenne und der Feuchtigkeitssensor sind außerhalb des Gehäuses und durch zwei abgedichtete Öffnungen mit dem Mikrocontroller verbunden.
Zusätzlich zur Feuchtigkeit wird die Temperatur im Gehäuse und der Batteriestatus mitgesendet. Diese Daten werden im "Storage Integration" von "The Things Network" sieben Tage lang gespeichert und werden den Nutzer:innen als Zeitverlauf zusätzlich dargestellt.
Beteiligte Personen
| Studierendengruppe: | Konstantin Hengge, Thomas Kraus, Johannes Mauderer, Maximilian Renz, Jonas Schaller |
| Betreuer: |
Veranstaltung
Systems Engineering 1 (IK)
Laufzeit
WS 2020/21
Anforderungen
- Das Sensorsystem muss die Bodenfeuchtigkeit in Prozent messen.
- Das Sensorsystem muss vor witterungsbedingten Einflüssen (Regen, Hitze, Dreck und Staub) geschützt werden.
- Das Sensorsystem sollte von April bis Ende Oktober ohne Aufladen der Batterie auskommen.
- Das Sensorsystem muss maximal 52 Byte übertragen.
- Daten müssen mittels graphischer Oberfläche, wie z. B. Android-App, angezeigt werden.
- Die Anzeige der Daten auf den Endgeräten soll für einen Benutzer ohne Einweisung verwendbar sein.
- Historie der Daten kann gespeichert werden.
Umsetzung
Endgeräte, Netzwerk & App
- Aufwecken des µC zweimal am Tag mit Hilfe eines RTCs
- Messung der Bodenfeuchtigkeit (I2C), Temperatur (GPIO, A/D) und Batteriestatus (GPIO, A/D) durch µC
- Auswertung der Messungen im µC
- Verbindungsaufbau über integriertes LoRa Modul im µC zum Gateway
- Senden der Daten des Gateway an Server in Amsterdam und Sicherung über Storage Integration
- Auslesen und Anzeigen der Daten über eine Android-App
Verwendung
Vorgehensweise
Das Gerät muss an einem Ort aufgestellt werden der, was die Reichweite des LoRaWAN angeht, vom TTN Gateway abgedeckt ist, um die Abfrage der Daten zu gewährleisten.
Dann muss lediglich der Feuchtigkeitssensor in die Erde gesteckt werden.
Die Android App, die die Daten übersichtlich anzeigt muss auf das Anzeigegerät (das Handy oder Tablet) geladen und installieren werden. Derzeit ist die App nicht in einem App-Store verfügbar, sondern kann über einen Download bezogen werden.
Dann ist nur noch mehr die App zu öffnen und die Messdaten können ansehen werden.
