Засоби автоматизації процесів зрошення сільськогосподарських культур
| dc.contributor.advisor | Дробязко, Ірина Павлівна | |
| dc.contributor.author | Брославський, Ротислав Михайлович | |
| dc.date.accessioned | 2022-12-28T10:22:22Z | |
| dc.date.available | 2022-12-28T10:22:22Z | |
| dc.date.issued | 2022-12 | |
| dc.description.abstracten | Actuality of theme. With the exponential growth of the global population, shrinking agricultural land and depletion of limited natural resources, the need to increase crop yields has become critical. The IoT solution aims to help farmers bridge the gap between supply and demand, ensuring high yields, profitability and environmental protection. Smart agriculture based on IoT will allow producers and farmers to reduce waste and increase productivity, from the amount of fertilizer used to the number of trips agricultural machinery makes to the field, as well as allow efficient use of resources such as water, electricity, etc. And with a fully autonomous system, farmers will be able to monitor the state of the field from anywhere without physical intervention, for example, when the soil moisture level decreases, the system will start the irrigation process even in case of emergency disconnection from the general power grid. Farming using an autonomous IoT system saves resources and optimizes crop cultivation compared to the traditional approach. The object of research means of automation of crop irrigation processes. The subject of the study is ways and means to build an autonomous IoT crop monitoring system. The goal of the work: creation of a modern autonomous IoT system for monitoring the process of irrigation of crops, which provides high energy efficiency and reliability in case of emergency disconnections from the centralized power grid. The scientific novelty: based on the analysis of existing solutions, a generalized approach to the construction of an autonomous system is proposed, the structure of the system and the functionality of its components are determined. The algorithm of the power supply system that allows the system to function normally in emergency situations is proposed. Practical value: The created autonomous IoT crop monitoring system allows to automate the processes of crop monitoring, reduce the cost of fertilizers, the number of trips of agricultural machinery to the field, and also efficiently uses resources such as water, electricity. The IoT platform provides the flexibility of the system when modifying it, which in turn allows you to modernize and customize systems for different needs of the farmer and different crops. The system is resistant to emergency situations such as power outages from the general power grid. Approbation of work. The main provisions and results of the work were presented and discussed at the XV scientific conference of undergraduates and graduate students «Applied Mathematics and Computing»PMK-2022 (Kyiv, November 16-18, 2022). The article was published at the conference «IX International Scientific and Technical Internet Conference» Modern Methods, Information, Software and Technical Support of Management Systems of Organizational, Technical and Technological Complexes» (Kyiv, November 25, 2022). Structure and scope of work. The master's dissertation consists of an introduction, four chapters and conclusions. The introduction presents a general characteristics of the work, the current state of the problem is assessed, the relevance of the research direction is substantiated, the aim and objectives of the research are formulated, the scientific novelty of the results and the practical value of the work are shown, information on the approbation of the results and their implementation is given. In the first section, analyzes the value of IoT in agriculture and compares sources of autonomous energy. The second section presents the analyzes of the technologies for building the system, the choice of tools for building the interface. The main modules of the system and their connection are described, and the communication protocols between the platform modules are compared. The third section describes the system of automation of crop irrigation processes and its implementation on the basis of the Arduino platform, describes the main modules of the system, and the principle of operation of the platform with the modules. The algorithm "sleep/wake" is presented. The fourth section studies the effectiveness of the developed autonomous IoT crop monitoring system. The conclusion presents the results of the work. The work is presented on 80 pages, contains references to the list of used literature sources. | uk |
| dc.description.abstractuk | Актуальність теми. В умовах експоненціального зростання світового населення, скорочення сільськогосподарських угідь та виснаження обмежених природних ресурсів, потреба у підвищенні врожайності сільськогосподарських культур набула критичного значення. IoT рішення спрямоване на те, щоб допомогти фермерам подолати розрив між попитом та пропозицією, забезпечуючи високу врожайність, прибутковість та захист навколишнього середовища. Розумне сільське господарство, засноване на IoT, дозволить виробникам і фермерам зменшити кількість відходів і підвищити продуктивність, починаючи від кількості використаних добрив і закінчуючи кількістю поїздок сільськогосподарської техніки на поле, а також дозволить ефективно використовувати такі ресурси, як воду, електроенергію тощо. А при повністю автономній системі фермери зможуть здійснювати моніторинг стану поля з будь-якого місця без фізичного втручання наприклад, при зниженні рівня вологості ґрунту система запустить процес його зрошення навіть при аварійному відключенні від загальної електромережі. Землеробство з використанням автономної IoT системи економить ресурси і оптимізацує вирощування сільськогосподарських культур у порівнянні з традиційним підходом. Об’єктом дослідження засоби автоматизації процесів зрошення сільськогосподарських культур. Предметом дослідження є способи та засоби побудови автономної IoT системи моніторингу сільськогосподарських культур. Мета роботи: створення сучасної автономної IoT системи моніторингу процесу зрошення сільськогосподарських культур, яка забезпечує високу енергоефективність та надійність за умов аварійних відключень від централізованої електромережі. Наукова новизна полягає в наступному: 1. На основі аналізу існуючих рішень запропоновано узагальнений підхід до побудови автономної системи, визначено структуру системи, функціональність її компонентів. 2. Запропоновано алгоритм системи живлення що дозволяє штатно функціонувати системі в аварійних ситуаціях. Практична цінність: Створена автономна IoT система моніторингу сільськогосподарських культур дозволяє автоматизувати процеси моніторингу за сільськогосподарськими культурами, зменшити витрати на використання добрив, кількість поїздок сільськогосподарської техніки на поле, а також ефективно використовує такі ресурси, як воду, електроенергію. IoT платформа забезпечує гнучкість системи при її модифікації, що, у свою чергу, дозволяє модернізувати і налаштовувати системи під різні потреби фермера і різні сільськогосподарські культури. Система стійка до аварійних ситуацій таких, як відключення живлення від загальної електромережі. Апробація роботи. Результати одного з методів покращення обробки були представлені на ХV науково-практичній конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2022 (Київ, 16 листопада 2022 р.), а також на IX міжнародна науково-технічна internet-конференція сучасчні методи, інформаційне програмне та технічне забезпечення системи керування організаційно-технічними та технологічними комплексами (Київ 25 листопада, 2022 р.) Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, чотирьох розділів та висновків. У вступі подано загальну характеристику роботи, зроблено оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовано мету і задачі досліджень. У першому розділі виконано аналіз IoT в сільському господарстві, а також порівнюються джерела автономної енергії. У другому розділі виконано аналіз технологій для побудови системи, вибір інструментів для побудови інтерфейсу. Описуються основні модулі системи та їхнє підключення, також порівнюються протоколи зв’язку між модулями Arduino. У третьому розділі описано систему автоматизації процесів зрошення сільськогосподарських культур та її реалізація на базі платформи Arduino, описуються основні модулі системи, та принцип роботи платформи з модулями. Представлено алгоритм “сон/пробудження”. У четвертому розділі проведено дослідження ефективності розробленої автономної IoT системи моніторингу сільськогосподарських культур. У висновках представлені результати роботи. Робота представлена на 80 аркушах, містить посилання на список використаних літературних джерел. | uk |
| dc.format.page | 86 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Брославський, Р. М. Засоби автоматизації процесів зрошення сільськогосподарських культур : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Брославський Ротислав Михайлович. – Київ, 2022. – 86 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/51566 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | сільське господарство | uk |
| dc.subject | енергоефективність | uk |
| dc.subject | agriculture | uk |
| dc.subject | energy efficiency | uk |
| dc.subject.udc | 004.051 | uk |
| dc.title | Засоби автоматизації процесів зрошення сільськогосподарських культур | uk |
| dc.type | Master Thesis | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Broslavskyi_mahystr.pdf
- Розмір:
- 3.54 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 9.1 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: