Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49830
Titolo: Комп’ютеризована система для дистанційного моніторингу родючості ґрунту на основі технологій інтернету речей
Titoli alternativi: Computerized system for remote monitoring of soil fertility based on Internet of Things (IoT) technologies
Autori: Задорожний, Денис Миколайович
Zadorozhnyi, Denys
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Ternopil Ivan Puluj National Technical University
Bibliographic description (Ukraine): Задорожний Д.М. Комп’ютеризована система для дистанційного моніторингу родючості ґрунту на основі технологій інтернету речей : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня бакалавр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. Г.М. Осухівська. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 84 с.
Bibliographic description (International): Zadorozhnyi D. Computerized system for remote monitoring of soil fertility based on Internet of Things (IoT) technologies : Bachelor Thesis „123 — Computer Engineering“ / Denys Zadorozhnyi - Ternopil, TNTU, 2025 – 84 p.
Data: 16-giu-2025
Submitted date: 23-giu-2025
Date of entry: 22-lug-2025
Editore: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Supervisor: Осухівська, Галина Михайлівна
Osukhivska, Halyna
Committee members: Небесний, Руслан Михайлович
Nebesnyi, Ruslan
UDC: 004.77
Parole chiave: дистанційний моніторинг
родючість ґрунту
комп’ютеризована система
Інтернет речей
апаратне забезпечення
програмне забезпечення
давачі
remote monitoring
soil fertility
computerized system
Internet of Things
hardware
software
sensors
Number of pages: 84
Abstract: Кваліфікаційна робота присвячена розробці комп’ютеризованої системи для дистанційного моніторингу родючості ґрунту. Така система дозволяє автоматизувати процес збору даних про стан ґрунту, що є важливим для підвищення ефективності сільськогосподарських робіт і раціонального використання ресурсів. У роботі проаналізовано технічне завдання, визначено функціональні та технічні вимоги до системи. Проведено огляд існуючих аналогів для визначення їхніх переваг та недоліків, що дозволило обґрунтувати вибір елементної бази. Розроблено апаратну частину системи, до складу якої входять сенсори для вимірювання вологості, температури та рівня pH ґрунту. Створено алгоритм роботи системи, який забезпечує збирання, обробку та передачу даних на віддалений сервер. Розроблено програмне забезпечення, яке реалізує ці алгоритми та забезпечує взаємодію між компонентами системи. Виконано тестування розробленої системи для перевірки її працездатності, точності вимірювань та відповідності заданим вимогам. Результати роботи можуть бути використані для подальшого впровадження в аграрній галузі та адаптовані для моніторингу інших параметрів ґрунту або природного середовища.
The qualification work is devoted to the development of a computerized system for remote monitoring of soil fertility. Such a system allows automating the process of collecting data on soil conditions, which is important for increasing the efficiency of agricultural operations and rational use of resources. The paper analyzes the terms of reference, defines the functional and technical requirements for the system. A review of existing analogs was conducted to determine their advantages and disadvantages, which allowed us to justify the choice of the element base. The hardware part of the system, which includes sensors for measuring soil moisture, temperature, and pH, was developed. An algorithm for the system was created to collect, process, and transmit data to a remote server. Software was developed that implements these algorithms and ensures interaction between the system components. The developed system was tested to verify its performance, measurement accuracy, and compliance with the specified requirements. The results of the work can be used for further implementation in the agricultural sector and adapted to monitor other parameters of the soil or the environment.
Content: СПИСОК СКОРОЧЕНЬ 7 ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ 9 1.2 Аналіз вимог до системи дистанційного моніторингу родючості ґрунту 10 1.3 Огляд існуючих засобів для моніторингу родючості ґрунту 11 1.3.1 Прилад для вимірювання родючості і кислотності грунту ETP-307 12 1.3.2 Прилад для вимірювання параметрів ґрунту Leaf Rapitest 14 1.3.3 Бездротовий прилад для догляду за рослинами Parrot Flower Power 16 1.4 Аналіз можливих рішень поставленого завдання 18 РОЗДІЛ 2 ПРОЄКТНА ЧАСТИНА 20 2.1 Розробка структури системи дистанційного моніторингу родючості ґрунту 20 2.2 Розробка апаратного забезпечення комп’ютеризованої системи дистанційного моніторингу родючості ґрунту 21 2.2.1 Платформа ESP32 21 2.2.2 Модуль Arduino Nano 24 2.2.3 Давач поживних речовин в ґрунті ABS Soil NPK 26 2.2.4 Давач температури DS18B20 28 2.2.5 Давач вологості ґрунту 30 2.2.6 Модуль перетворювача інтерфейсів UART-RS485 32 2.2.7 Бездротовий модуль NRF24L01 33 2.3 Розробка електричних схем пристроїв системи 35 РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА 38 3.1 Розробка алгоритму роботи системи для дистанційного моніторингу родючості ґрунту 38 3.2 Розробка програмного забезпечення 40 3.2.1 Розробка програмного забезпечення для Arduino Nano 40 3.2.2 Розробка програмного забезпечення для мікроконтролера ESP32 45 3.3 Реалізація передачі даних на IoT платформу ThingSpeak 49 3.3.1 IoT платформа ThingSpeak 49 3.3.2 Налаштування ThingSpeak 50 3.4 Результати тестування системи 52 РОЗДІЛ 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 55 4.1 Ергономічні проблеми безпеки життєдіяльності 55 4.2 Соціальне значення охорони праці 58 ВИСНОВКИ 61 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 62 Додаток А Технічне завдання Додаток Б Перелік елементів Додаток В Лістинг програми
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49830
Copyright owner: © Задорожний Денис Миколайович, 2025
© Zadorozhnyi Denys, 2025
References (Ukraine): Вимірювач кислотності і родючості ґрунту (2 в 1) ETPПрилад контролю параметрів грунту 3 в 1 Luster Leaf Rapitest 1835. URL: https://snpk.in.ua/prilad_kontrolu_parametrv_gruntu_3_v_1_luster_leaf_rapitest_1835/ (дата звернення: 10.03.2025).-307. URL: https://svoypribor.com.ua/ua/p1382167164-izmeritel-kislotnosti-plodorodiya.html (дата звернення: 10.03.2025).
Parrot Flower Power: активний помічник квітникаря-любителя. URL: https://www.istore.ua/ua/blog/article/flower-power/ (дата звернення: 11.03.2025).
Wi-Fi модуль DevKit V1 з ESP-32 (30 pin). URL: https://arduino.ua/prod3990-wi-fi-modyl-devkit-v1-s-esp-32 (дата звернення: 12.03.2025).
Arduino Nano V3.0. URL: https://arduino.ua/prod166-arduino-nano-v3-0-avr-atmega328p-s-raspayannimi-razemami (дата звернення: 13.03.2025).
Soil NPK Sensor, ABS High Soil Nutrient Intelligent Fertilizer Detector Tester Meter NPK Sensor. URL: https://www.amazon.ca/Sensor-Nutrient-Intelligent-Fertilizer-Detector/dp/B0DB29X8SH (дата звернення: 14.03.2025).
Температурний давач DS18B20. URL: https://arduino.ua/prod414-temperatyrnii-datchik-vodonepronicaemii-ds18b20 (дата звернення: 15.04.2025).
Ємнісний датчик вологості грунту. URL: https://arduino.ua/prod2755-emkostnii-datchik-vlajnosti-pochvi (дата звернення: 15.04.2025).
Інтерфейсний модуль MAX485 UART-RS485. URL: https://arduino.ua/prod1343-interfeisnii-modyl-max485-uart-rs485 (дата звернення: 16.03.2025).
Ai-Thinker Бездротовий модуль NRF24L01+PA+LNA з зовнішньою SMA антеною. URL: https://arduino.ua/prod4214-ai-thinker-besprovodnoi-modyl-nrf24l01palna-s-vneshnei-sma-antennoi (дата звернення: 17.03.2025).
Жаровський Р.О., Луцик Н.С., Осухівська Г.М., Паламар А.М., Тиш Є.В. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи бакалавра для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти за спеціальністю 123 «Комп’ютерна інженерія» усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 39 с.
Луцків А., Лупенко С., Пасічник В. Паралельні та розподільнені обчислення. Навчальний посібник. Львів: Видавництво «Магнолія 2006», 2024. 566 с.
Микитишин А.Г., Митник М.М., Стухляк П.Д., Пасічник В.В. Комп’ютерні мережі. Книга 1. Львів: «Магнолія 2006», 2024. 256 с.
Velychko D., Osukhivska H., Palaniza Y., Lutsyk N., Sobaszek L. Artificial Intelligence Based Emergency Identification Computer System. Advances in Science and Technology Research Journal, 18 no. 2, 2024, Р. 296-304.
Voloshchuk A., Velychko D., Osukhivska H., Palamar A. Computer system for energy distribution in conditions of electricity shortage using artificial intelligence. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2024), Ternopil, Ukraine, June 12-14, 2024. Vol. 3742 P. 66-75.
Voloskyi V., Leshchyshyn Y., Romanyshyn N., Palamar A., Tarasenko L. Method and algorithm for efficient cell balancing in the lithium-ion battery control system. CEUR Workshop Proceedings, The 1st International Workshop on Bioinformatics and Applied Information Technologies (BAIT 2024), Zboriv, Ukraine, October 02-04, 2024. Vol. 3842. P. 258-267.
Погребенник В. Д., Клим Г. І., Бордун І. М., Пташник В. В., Паламар А. М. Системи оперативного контролю інтегральних параметрів водного середовища. Т. 2. Елементи комп’ютерних систем оперативного контролю: колективна монографія. Житомир: Видавничий дім «Бук-Друк», 2021. 180 c.
Palamar A., Palamar M., Osukhivska H. Real-time Health Monitoring Computer System Based on Internet of Medical Things. CEUR Workshop Proceedings, 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2023), Ternopil, Ukraine, Opole, Poland, November 22–24, 2023. Vol. 3628. P. 106-115.
Vasylkivskyi I., Ishchenko V., Pohrebennyk V., Palamar M., Palamar A. System of water objects pollution monitoring. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management (SGEM 2017), Vienna, Austria, November, 27–29, 2017. Vol. 17, No. 33. P. 355-362.
Palamar A., Karpinski M., Palamar M., Osukhivska H., Mytnyk M. Remote Air Pollution Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems, Ternopil, Ukraine, November 22–24, 2022. Vol. 3309. P. 194-204.
Palamar A. Intelligent control and monitoring module for uninterruptible power supply system. II International Scientific and Practical Conference «Theoretical and Applied Aspects of Device Development on Microcontrollers and FPGAs» (MC&FPGA-2020), Kharkiv, Ukraine. 2020. P. 12-13.
Palamar A. Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 98, No 2. P. 129–136.
Palamar A. Methods and means of increasing the reliability of computerized modular uninterruptible power supply system. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 99, No 3. P. 133–141.
Stadnyk M., Palamar A. Project management features in the cybersecurity area. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 106, No 2. P. 54–62.
Palamar A., Palamar M. Fire Safety Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2023. 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023), Ternopil, Ukraine, June 14-16, 2023. Vol. 3468. P. 164-172.
Ясінський Р.В., Осухівська Г.М., Паламар А.М., Величко Д.В. Комп’ютерна система для контролю параметрів мікроклімату теплиць на основі інтернету речей. Актуальні задачі сучасних технологій : збірник тез доповідей ХI міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів (Тернопіль, 7-8 грудня 2022 року), Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. С. 177.
Ясінський Р.В., Осухівська Г.М., Паламар А.М. Апаратно-програмна система для регулювання мікроклімату теплиць. Матеріали X науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології» Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 7-8 грудня 2022 року), Тернопіль: ТНТУ, 2022. С. 102.
Palamar A., Stadnyk M., Palamar М. Adaptive PID regulation method of uninterruptible power supply batterу charge current based on artificial neural network. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 107, No 3. P. 5–13.
Palamar M., Horyn T., Palamar A., Batuk V. Method of calibration MEMS accelerometer and magnetometer for increasing the accuracy determination angular orientation of satellite antenna reflector. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 108, No 4. P. 79–88.
Yatsyshyn V., Pastukh O., Kukharska V., Palamar A., Kulikov S. Method and tool of detecting software architecture patterns in the process of computer systems development. CEUR Workshop Proceedings, 4th International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2024), Ternopil, Ukraine, Opole, Poland, October 23-25, 2024. Vol. 3896. P. 12-24.
Бедрій І.Я., Нечай В.Я. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник. – Львів: Манголія 2006, 2007. 499 с.
Желібо Є. П. Заверуха Н.М., Зацарний В.В. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник. К.: Каравела, 2004. 328 с.
Зеркалов Д.В. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник. К.: Основа. 2011. 526 c.
È visualizzato nelle collezioni:123 — Комп’ютерна інженерія (бакалаври)

File in questo documento:
File Descrizione DimensioniFormato 
Denys_Zadorozhnyi.pdf2,24 MBAdobe PDFVisualizza/apri


Tutti i documenti archiviati in DSpace sono protetti da copyright. Tutti i diritti riservati.

Strumenti di amministrazione