Ανάπτυξη συστήματος για τη συλλογή, αποθήκευση και οπτικοποίηση δεδομένων καιρού με τη χρήση αισθητήρων

Παλίδης, Δημήτριος, Χρήστος

Σαρδιανός, Χρήστος, Αριστείδης

Στόχος της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι o σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός πλήρους IoT οικοσυστήματος για την παρατήρηση των καιρικών συνθηκών, ήτοι τη συλλογή, αποθήκευση και οπτικοποίηση δεδομένων καιρού με τη χρήση αισθητήρων. Η εφαρμογή αποτελείται από τρία μέρη. Το πρώτο αντιστοιχεί στην πλατφόρμα προγραμματισμού NodeMCU ESP8266. Το δεύτερο μέρος είναι το API, το οποίο, όταν κληθεί, αντλεί από τη βάση δεδομένων τις 100 τελευταίες εγγραφές τις οποίες και επιστρέφει στο frontend. Για τις ανάγκες της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκε μία Big Data / NoSQL πλατφόρμα, η βάση δεδομένων MongoDB. Τέλος, το front-end υλοποιήθηκε με το framework NEXT και καλεί κάθε δευτερόλεπτο το API οπτικοποιώντας τα αποτελέσματα υπό μορφή γραφημάτων. Τα γραφήματα δημιουργήθηκαν με έτοιμες βιβλιοθήκες που υπάρχουν στο Διαδίκτυο. Η εφαρμογή λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο (real-time), με τα αποτελέσματα να αποτυπώνονται γραφικά για κάθε αλλαγή στις τιμές που καταγράφεται από τους αισθητήρες. Το εν λόγω IoT οικοσύστημα είναι εξαιρετικά χαμηλού κόστους, είναι πλήρως κρυπτογραφημένο, ενώ για την προετοιμασία των συστημάτων και την υλοποίηση του κώδικα δεν προαπαιτούνται εξειδικευμένες λύσεις και πολύπλοκες υλοποιήσεις, καθώς στο μεγαλύτερο μέρος χρησιμοποιήθηκαν λογισμικά ανοιχτού κώδικα και τυποποιημένες λύσεις (έτοιμες βιβλιοθήκες) που διατίθενται δωρεάν στο Διαδίκτυο. Αναφορικά με τις μελλοντικές επεκτάσεις της εφαρμογής, υπάρχει η δυνατότητα δημιουργίας μιας πλήρως αυτόνομης συσκευής μετεωρολογικού σταθμού, όπου με την προσθήκη μιας 5G συσκευής θα αποστέλλονται τα δεδομένα απευθείας στο Cloud. Υπάρχει η δυνατότητα προσθήκης επιπλέον περιφερειακών αισθητήρων (π.χ. υγρασιόμετρο εδάφους, μετρητής ατμοσφαιρικής πίεσης, μετρητής της ποιότητας του αέρα, κ.ά.). Επίσης, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε περιφερειακές συσκευές που δεν συσχετίζονται με τις μετρήσεις ή/και την καταγραφή δεδομένων αλλά μέσω αυτών να μπορούμε να παρεμβαίνουμε και να αλλάζουμε τις συνθήκες του περιβάλλοντα χώρου. Τέλος, η εφαρμογή μπορεί να ενσωματωθεί σε έτοιμες πλατφόρμες οπτικοποίησης και απομακρυσμένου ελέγχου (π.χ. home assistant).

2024-10-14

Ελληνικά

Ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Επιστήμη των υπολογιστών

Οπτικοποίηση - Επεξεργασία δεδομένων

κρυπτογράφηση, δεδομένα καιρού, αισθητήρες, Διαδίκτυο των πραγμάτων, πραγματικός χρόνος

64 σ.,εικ.,πίν.,διαγρ.

Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Όχι Παράγωγα Έργα 4.0