Tesi di LaureaUNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA

FACOLTÀ DI INGEGNERIACORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA DELLE

TELECOMUNICAZIONI

TESI DI LAUREA

SISTEMA DI CONTROLLO PER UNASERRA INTELLIGENTE TRAMITE RETI

DI SENSORI WIRELESSRELATORE: CH.MO PROF. LUCA SCHENATOCORRELATORE: CH.MO PROF. ANGELO CENEDESE

LAUREANDO: CORRADO SCARMAGNAN

ANNO ACCADEMICO 2005/2006

Problema e motivazioni

Problema: monitoraggio e controllo dei parametri ambientali in serra.

Motivazioni: utilizzo delle WSNs (Wireless Sensor Networks) per: • flessibilita’ nell’ architettura;• facilita’ di installazione e manutenzione;• basso costo.

Stato dell’ arte econtributo

Stato dell’ arte:• controllo climatico in serra: attuatori e sensori cablati, architettura poco flessibile;• monitoraggio ambientale in contesto boschivo: solo monitoraggio, assenza di controllo.

Contributo:prototipo sperimentale con sensori wireless per l’ inseguimento di un profilo climatico desiderato.

Wireless Sensor Networks(WSNs)

• comunicazione multi-hop;

• alimentazione a batteria, a celle solari;

• basso costo.

• ridotte dimensioni fisiche;

• CPU + sensori + memoria + antenna;

Caratteristiche e problematiche salienti delle WSNs:

Realizzazione della cella climatica

(serra di piccole dimensioni)

moteesterno

mote interno

Realizzazione della cella climatica

(serra in miniatura)

attuatore per l’ irrigazione a pompa

attuatore riscaldamento ad aria calda: resistenze + ventola

attuatore di raffrescamento: ventole di ricambio aria

Realizzazione della cella climatica

(serra in miniatura)

attuatore riscaldamento ad acqua a pavimento

Modello dinamicoper la temperatura e

controllo

interna esterna

,

desideratavariabile di controllo

Identificazionesperimentaledei parametri

costante ditempo

Prototipo sperimentale:controllo

Interfaccia grafica:interazione

operatore - rete wireless

impostazione parametri desiderati per ciascuna serra

archiviazione dei dati

gestione separata delle serre

Interfaccia grafica:quadro d’ insieme

colori distintiper i motesdella WSN

Prove sperimentali

controllo umidita’ :marginale, semplicita’attuatori.

controllo temperatura:inseguimento profilo.

controlloluce:agevole.

Prove sperimentali

Conclusioni esviluppi futuri

Conclusioni:• studio dell’architettura WSN per monitoraggio e controllo parametri;• sviluppo del prototipo funzionante (hardware, software, GUI);• Verifica sperimentale del controllo di temperatura.

Sviluppi futuri:• controllo umidita’;• utilizzo multisensori e multihop;• scaling;• controllo presenza specie chimiche.

Prove sperimentali