• Plug-and-Play IoT Smart Greenhouse System

Farkas Zalán
Nagy Kristóf

Szegedi SZC Tóth János Mórahalmi Technikum, Szakképző Iskola és Szilágyi Mihály Kollégium

Konzulens:
Szabó Beatrix

Plug-and-Play IoT Smart Greenhouse System

A Soil Monitor projekt egy mesterséges intelligenciával támogatott okos üvegházrendszer, amely a növénytermesztést adat vezérelt, precíz és előrejelzés-alapú folyamattá alakítja. A hagyományos gazdálkodás során a beavatkozások gyakran késve történnek, amikor a problémák már láthatóvá válnak. A Soil Monitor ezzel szemben folyamatos megfigyelésre és intelligens elemzésre épít, lehetővé téve a betegségek korai felismerését és a talajállapot optimális szabályozását.

A rendszer hardveres és szoftveres rétegek szoros integrációjára épül. A hardveres oldalon egy terepi szenzorállomás működik, amely ESP32 mikrovezérlőre épül, és egy komplex, többparaméteres NPK szenzor segítségével folyamatosan méri a talaj nedvességét, hőmérsékletét, pH-értékét, valamint a nitrogén-, foszfor- és káliumszinteket. Az adatok LoRa technológián keresztül jutnak el a központi egységhez, amely egy Raspberry Pi, és képes a beérkező adatok feldolgozására, tárolására és továbbítására. A rendszer energiaellátását napelemes, off-grid megoldás biztosítja, így folyamatos és autonóm működés valósul meg.
A szoftveres architektúra központi eleme egy valós idejű adatkezelő rendszer, amely a szenzoradatokat strukturált formában tárolja és jeleníti meg egy webes felületen. A rendszer legfontosabb komponense azonban a mesterséges intelligencia modul: egy TensorFlow alapú képfeldolgozó algoritmus, amely a növényekről készült képek elemzésével képes azonosítani a betegségek korai jeleit.

Az AI nemcsak felismeri a problémákat, hanem a szenzoradatokkal együtt értelmezi azokat, így komplex döntéstámogatást biztosít. Ennek eredményeként a rendszer automatikusan optimalizálja az öntözést és a tápanyag-utánpótlást, biztosítva, hogy a növények mindig a szükséges mennyiségű vizet és tápanyagot kapják meg. A hiszterézis-alapú vezérlés stabil és energiahatékony működést tesz lehetővé.

A Soil Monitor projekt egy olyan intelligens agrártechnológiai megoldást mutat be, amely a mesterséges intelligencia és az IoT eszközök integrációjával képes a növénytermesztés hatékonyságát jelentősen növelni. A rendszer nem csupán monitoroz, hanem értelmez és beavatkozik, ezáltal csökkenti a terméskiesést, optimalizálja az erőforrás-felhasználást és növeli a termelés biztonságát.
A projekt legnagyobb innovációja abban rejlik, hogy a talaj- és növénymegfigyelést egy egységes, intelligens rendszerben egyesíti, amely képes előre jelezni a problémákat és automatikusan reagálni rájuk.