Заказать разработку мобильного приложения в Москве

Помимо социально-экономического развития, население также стремится к повышению уровня жизни. Однако у них нет свободного времени, чтобы ухаживать за своими игрушками, несмотря на их работу. Этот проект направлен на разработку интеллектуальных систем для мониторинга аквапонической экосистемы и обеспечения экологической защиты декоративных рыб и гидропонных растений. Первоначально было предоставлено исчерпывающее описание важности и функций системы, а затем были включены архитектура, аппаратные компоненты и разработка программного обеспечения. Система включает в себя три компонента, а именно сбор информации, мобильную передачу и интеллектуальные интерактивные веб-приложения. Облачные службы используют элементы управления данными классического ASP с некоторыми расширениями редактора. В этом случае двунаправленная связь позволяет использовать контроллер представления модели на разных платформах.

Периодически
Система должна собирать данные в режиме реального времени и отправлять их на облачный сервер. Собранные данные включают: (а) температуру, (б) влажность, (в) уровни рН в различных местах аквапонической экосистемы и (г) растворенный в воде кислород для мест обитания рыб. Сенсорные узлы измеряют эти параметры и передают их на шлюзовые устройства, которые затем передают их на серверы через основные сетевые протоколы, такие как протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол пользовательских дейтаграмм (UDP), протокол управления передачей (TCP).

Мобильное приложение
Мобильное приложение используется для удаленного мониторинга и управления системой с помощью смартфонов или планшетов. Это позволяет пользователям одновременно управлять несколькими приводами и регулировать параметры уровня pH и температуры внутри теплиц.

Интеллектуальные приложения
Система будет использовать интеллектуальные веб-приложения для мониторинга и управления экосистемой аквапоники. Во-первых, мобильное приложение будет запускать эти службы через интеллектуальные облачные приложения, где пользователи могут вводить необходимые данные для определения местоположения своей домашней теплицы. Затем система использует модели прогнозирования, чтобы заранее предсказать состояние урожая, применяя методы искусственного интеллекта (ИИ), такие как машинное обучение, обработка естественного языка (NLP), интеллектуальный анализ данных, распознавание изображений.

Компоненты системы не предназначены для конкретных инфраструктур сенсорных сетей, но достаточно универсальны, чтобы их можно было реализовать с использованием многих сетей. По этой причине был выбран OpenWrt, так как он подходит для создания WSN, которые находят широкое применение в различных секторах, включая системы промышленной автоматизации.

Мониторинг системы управления
Интеллектуальный контроллер управляет системой аквапоники, такой как кормление, освещение и вентиляция, которые будут работать автоматически. Кроме того, он будет контролировать уровень влажности и соответствующим образом регулировать скорость вращения вентилятора, чтобы растения могли нормально дышать. Контроллер также состоит из часов реального времени, которые планируют периоды включения/выключения для различных зон внутри помещения для освещения или вентиляции в соответствии с требованиями, установленными пользователем.

Функция мониторинга:

Управление освещением для выращивания: эта функция мониторинга используется для включения и выключения освещения для выращивания по расписанию пользователя через запланированные интервалы времени в рамках 24-часового дневного цикла. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: управление освещением должно быть включено после запланированного интервала времени и выключено до запланированного интервала времени.
Управление вентилятором: эта функция мониторинга используется для включения-выключения вентиляторов вентиляции по расписанию пользователя через запланированные интервалы времени в рамках 24-часового дневного цикла. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: управление вентилятором должно быть включено после запланированного интервала времени и выключено до запланированного интервала времени.
Монитор температуры: эта функция мониторинга измеряет температуру в системе аквапоники каждый час. Пользователи могут получить доступ к значениям температуры через портал веб-страниц или приложение для Android. Контроллер отправит уведомление о превышении предела температуры. Требование: Монитор температуры должен быть включен все время для кросс-платформенных сетевых приложений.
Монитор уровня воды: эта функция мониторинга измеряет уровень воды каждые 6 часов в системе аквапоники. Он обнаруживает высокий уровень воды и низкий уровень воды и отправляет оповещение, когда уровень воды слишком высокий или слишком низкий. Требование: Датчик уровня воды должен быть постоянно включен. Языки программирования предоставляют вам доступ к данным для визуальных базовых и веб-приложений, управляемых данными. Универсальная платформа Windows — это сетевая платформа с визуальной студией и веб-API. Для сетевых приложений требуется специальная сетевая структура, основанная на сетевом коде. Мобильные приложения, такие как продукты Microsoft, используют Visual Studio IDE для динамических веб-сайтов и инфраструктуры сущностей, что позволяет разработчикам использовать HTML-разметку для бизнес-логики.
Монитор уровня pH: эта функция мониторинга измеряет pH в системе аквапоники каждые 20 минут. Пользователи могут получить доступ к значениям pH через веб-портал или приложение для Android. Контроллер отправит предупреждающее уведомление, когда предел pH будет превышен. Требование: монитор PH должен быть включен все время.
Контроль уровня pH: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления воды для увеличения или уменьшения pH системы аквапоники в соответствии с заданным значением, чтобы поддерживать здоровье растений. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: регулирование PH должно быть включено, когда необходимо, и выключено, когда оно не требуется.
Контроль температуры воды: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления или удаления воды для увеличения или уменьшения температуры воды в системе аквапоники в соответствии с заданным значением для поддержания здоровья растений. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: контроль температуры воды должен быть включен, когда это необходимо, и выключен, когда он не нужен.
Функция подачи: эта функция мониторинга используется для ежечасного измерения ОВП в системе аквапоники. Контроллер уведомит, если ОВП упадет ниже заданного значения, что приведет к гибели рыб и растений. Требование: монитор ОВП должен быть включен все время.
Аэрация: эта функция мониторинга используется для ежечасного измерения ОВП в системе аквапоники. Контроллер уведомит, если ОВП упадет ниже заданного значения, что приведет к гибели рыб и растений. Требование: монитор ОВП должен быть включен все время.
Функция кормления: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления питательных веществ, чтобы увеличить ОВП аквапонной системы, чтобы сохранить рыбу здоровой. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: управление кормлением должно быть включено, когда необходимо, и выключено, когда оно не требуется. Контроль pH: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления или удаления воды для увеличения или уменьшения pH системы аквапоники в соответствии с заданным значением для поддержания здоровья растений. . Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: регулирование pH должно быть включено, когда необходимо, и выключено, когда оно не требуется.
Контроль температуры воды: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления или удаления воды для увеличения или уменьшения температуры воды в системе аквапоники в соответствии с заданным значением для поддержания здоровья растений. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: контроль температуры воды должен быть включен, когда это необходимо, и выключен, когда он не нужен.
Контроль pH: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления питательных веществ, чтобы увеличить ОВП системы аквапоники, чтобы сохранить рыбу здоровой. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: управление кормлением должно быть включено, когда необходимо, и выключено, когда оно не требуется.
Контроль температуры воды: эта функция управления использует электромагнитный клапан для добавления или удаления воды для увеличения или уменьшения температуры воды в системе аквапоники в соответствии с заданным значением для поддержания здоровья растений. Он отслеживает свое рабочее состояние и записывает его на локальный сервер Syslog для анализа. Требование: контроль температуры воды должен быть включен, когда это необходимо, и выключен, когда он не нужен.

Блокировка и локальное ручное управление:

Пользователи могут войти в систему с картой RFID, чтобы открыть дверь и включить/выключить каждую функцию.
Когда pH меньше 4, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и pH сам по себе поднимется до более здорового уровня.
Когда пользователь использует ручные кнопки в аварийной ситуации, пользователи могут включать и выключать любую функцию по своему усмотрению.
Если в аварийной ситуации все функции отключаются вручную, пользователи могут снова перевести их в режим автоматического управления, повторно войдя в систему с помощью RFID-карты. Реализация: плата микроконтроллера Arduino Uno R3 для управления напряжением, подаваемым через переключатели крышки; Релейный модуль 5 В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.
Когда температура воды ниже 4 градусов, контроллер закроет электромагнитный клапан функции кормления, чтобы остановить впрыск питательных веществ, чтобы температура воды повысилась сама по себе.
Если pH меньше 4, контроллер откроет все электромагнитные клапаны, чтобы увеличить pH путем добавления большего количества воды или удаления воды из системы.
Пользователи могут войти в комнату мониторинга аквапоники с картой RFID и вручную активировать любые функции управления, если это необходимо.

Реализация: Raspberry Pi 3B+ в качестве сервера Syslog для связи с контроллерами через последовательные порты; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.

Когда температура воды больше или равна 26 градусам, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и температура воды понизится сама собой.
Если pH больше 8, контроллер откроет все электромагнитные клапаны, чтобы уменьшить pH путем добавления большего количества воды или удаления воды из системы.
Пользователи могут войти в комнату мониторинга аквапоники с картой RFID и вручную активировать любые функции управления, если это необходимо. Реализация: Raspberry Pi в качестве сервера Syslog для хранения данных; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino. Результат: из-за меньшего количества используемых компонентов эта конструкция занимает меньше места и работает лучше, чем другие конструкции.
Когда температура воды больше или равна 26 градусам, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и температура воды понизится сама собой.
Если pH больше 8, контроллер откроет все электромагнитные клапаны, чтобы уменьшить pH путем добавления большего количества воды или удаления воды из системы.
Пользователи могут войти в комнату мониторинга аквапоники с картой RFID и вручную активировать любые функции управления, если это необходимо. Реализация: Raspberry Pi в качестве сервера Syslog для хранения данных; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino. Результат: из-за меньшего количества используемых компонентов эта конструкция занимает меньше места и работает лучше, чем другие конструкции.

Логические схемы и уравнения операций

Если температура воды ниже 4, контроллер закроет электромагнитный клапан функции кормления, чтобы остановить подачу питательных веществ, чтобы температура воды повысилась сама по себе.
Когда pH меньше 4, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и pH сам по себе поднимется до более здорового уровня.
Если пользователи отключают какие-либо функции вручную в «чрезвычайной ситуации», они могут включить их снова, войдя в комнату мониторинга аквапоники с RFID-картой. Реализация: плата микроконтроллера Arduino Uno R3 для управления напряжением, подаваемым через переключатели крышки; Релейный модуль 5 В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.
Если температура воды ниже 4, контроллер закроет электромагнитный клапан функции кормления, чтобы остановить подачу питательных веществ, чтобы температура воды повысилась сама по себе.
Когда рН меньше 4, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и рН сам по себе поднимется до более здорового уровня.
Если пользователи отключают какие-либо функции вручную в «чрезвычайной ситуации», они могут включить их снова, войдя в комнату мониторинга аквапоники с RFID-картой. Реализация: Raspberry Pi 3B+ в качестве сервера Syslog для связи с контроллерами через последовательные порты; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.

Результат: эта конструкция позволяет пользователям управлять контроллером на расстоянии или позволяет нескольким людям управлять им одновременно.

Логические схемы и уравнения операций:

Если температура воды больше или равна 26 градусам, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и температура воды упадет сама по себе.
Если pH больше 8, контроллер откроет все электромагнитные клапаны, чтобы уменьшить pH путем добавления большего количества воды или удаления воды из системы.
Пользователи могут войти в комнату мониторинга аквапоники с картой RFID и вручную активировать любые функции управления, если это необходимо. Реализация: плата микроконтроллера Arduino Uno R3 для управления напряжением, подаваемым через переключатели крышки; Релейный модуль 5 В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.
Когда температура воды больше или равна 26 градусам, контроллер закроет все электромагнитные клапаны, чтобы остановить циркуляцию воды, и температура воды понизится сама собой.
Если pH больше 8, контроллер откроет все электромагнитные клапаны, чтобы уменьшить pH путем добавления большего количества воды или удаления воды из системы.
Пользователи могут войти в комнату с RFID-картой и при необходимости вручную активировать любые функции управления. Реализация: Raspberry Pi 3B+ в качестве сервера Syslog для связи с контроллерами через последовательные порты; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.

Считыватели RFID могут быть размещены в каждой комнате из соображений безопасности, например, когда люди входят в комнаты, на доступ к которым у них нет разрешения, им нужно будет ответить на некоторые вопросы, ответы на которые они не знали наизусть; таким образом, он предотвратит проникновение несанкционированных лиц в определенные области на станциях мониторинга аквапоники – датчики под водой могут быть подвержены давлению и могут быть легко отключены.

Датчик pH является наиболее важным, поскольку он отслеживает и записывает изменения уровня pH и отправляет данные в Arduino Uno, который преобразует данные в цифровое значение для Raspberry Pi для записи и анализа через Microsoft Excel. Реализация: Raspberry Pi 3B+ в качестве сервера Syslog для связи с контроллерами через последовательные порты; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.

Результат: эта конструкция позволяет пользователям легко получить доступ ко всем данным их станции мониторинга аквапоники – если за короткий промежуток времени будет удалено большое количество воды, растениям не останется достаточного количества питательных веществ в их аквариуме; поэтому вам нужны датчики, которые могут постоянно контролировать уровень воды или уровень питательных веществ и отправлять данные на Raspberry Pi для дальнейшего анализа и вычислений.

Большое количество воды может быть удалено, если в резервуаре есть утечка или если пользователи хотят выполнить техническое обслуживание определенных растений – датчики, контролирующие уровень воды, должны быть устойчивы к коррозии, поскольку они будут все время находиться под водой. Реализация: модуль реле 5В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.
Если уровень pH упадет ниже 5, прозвучит сигнал тревоги, а светодиоды на станциях мониторинга аквапоники замигают красным.
Пользователи могут войти в комнату с RFID-картой и при необходимости вручную активировать любые функции управления. Реализация: Raspberry Pi 3B+ в качестве сервера Syslog для связи с контроллерами через последовательные порты; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.
Можно добавить большое количество воды, если есть засуха или растения не растут.

Результат: эта конструкция позволяет пользователям выполнять техническое обслуживание более эффективно, сохраняя при этом безопасность системы аквапонного земледелия — после установки всех датчиков под водой убедитесь, что они хорошо герметизированы, чтобы влага не повредила их со временем (из-за коррозии) — некоторым растениям для нормального роста требуется больше питательных веществ, чем другим; поэтому вам нужны датчики, которые постоянно контролируют уровень питательных веществ.

После испытаний, проведенных доктором Судраджатом в UPM, было показано, что pH системы снижается с 7,8 до 5,4 через 8 часов из-за того, что искусственное освещение остается включенным на ночь – если уровень питательных веществ падает ниже определенного количества питательных веществ, тогда прозвучит сигнал тревоги, а светодиоды на станциях мониторинга аквапоники замигают красным цветом.

Реализация: модуль реле 5В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.

Можно добавить большое количество воды, если есть засуха или растения не растут.

Большое количество воды может быть удалено, если в резервуаре есть утечка или если пользователи хотят выполнить техническое обслуживание определенных растений. Реализация: модуль реле 5В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.

Результат: эта конструкция позволяет пользователям легко получать доступ к данным своей станции мониторинга аквапоники. Если уровень pH падает ниже 5, раздается звуковой сигнал, а светодиоды на станциях мониторинга аквапоники мигают красным.

Пользователи могут войти в комнату с RFID-картой и при необходимости вручную активировать любые функции управления.

Результат: эта конструкция позволяет пользователям выполнять техническое обслуживание более эффективно, сохраняя при этом безопасность системы аквапонного земледелия — после установки всех датчиков под водой убедитесь, что они хорошо герметизированы, чтобы влага не повредила их со временем (из-за коррозии). Некоторым растениям для правильного роста требуется больше питательных веществ, чем другим; поэтому вам нужны датчики, которые постоянно контролируют уровень питательных веществ.

После испытаний, проведенных доктором Судраджатом в UPM, было показано, что pH системы снижается с 7,8 до 5,4 через 8 часов из-за того, что искусственное освещение остается включенным на ночь – если уровень питательных веществ падает ниже определенного количества питательных веществ, то включается сигнал тревоги. прозвучит, а светодиоды на станциях мониторинга аквапоники замигают красным. Реализация: модуль реле 5В для включения и выключения электромагнитных клапанов; зуммер для сигнализации; ЖК-монитор для отображения состояния системы; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.
Большое количество воды может быть удалено, если в резервуаре есть утечка или если пользователи хотят выполнить техническое обслуживание определенных растений.

Пользователи могут войти в комнату с RFID-картой и при необходимости вручную активировать любые функции управления. Реализация: Raspberry Pi 3B+ в качестве сервера Syslog для связи с контроллерами через последовательные порты; Плата микроконтроллера Ethernet Shield R3 для подключения платы Raspberry Pi и Arduino.