Ασύρματο Σύστημα Αυτόματου Ποτίσματος για 
Αγροτικές Περιοχές

Σφακάκης, Εμμανουήλ; Sfakakis, Emmanouil

dc.contributor.author	Σφακάκης, Εμμανουήλ
dc.contributor.author	Sfakakis, Emmanouil
dc.date.accessioned	2025-06-05T10:15:26Z
dc.date.available	2025-06-05T10:15:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61989
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29685
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	RF επικοινωνία	el
dc.subject	Πρωτόκολλο Δικτύου	el
dc.subject	Στρώμα Δικτύου	el
dc.subject	Μετρητής Ροής Νερού	el
dc.subject	8051 Microcontroller	en
dc.subject	Ad-Hoc Network	en
dc.subject	RF Transceiver	en
dc.subject	Automated Irrigation	en
dc.subject	Πομποδέκτης	el
dc.title	Ασύρματο Σύστημα Αυτόματου Ποτίσματος για Αγροτικές Περιοχές	el
dc.contributor.department	Τομέας τεχνολογίας πληροφορικής και υπολογιστών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μικροελεγκτής 8051	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2005-09-01
heal.abstract	Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι ο αυτοματισμός των ποτισμάτων για μια ολόκληρη περιοχή ή μια κοινότητα στο σύνολο της, που μπορεί να περιλαμβάνει μερικές εκατοντάδες καλλιεργήσιμα αγροτεμάχια. Προτείνεται ένα σύστημα το οποίο είναι οικονομικά προσιτό, εύκολα υλοποιήσιμο και παράλληλα εύκολο στην χρήση και για τους χρήστες και για την εποπτεύουσα αρχή. Το σύστημα χρησιμοποιεί το ζεύγος μικροελεγκτή με πομποδέκτη σε κάθε σημείο που πρέπει να γίνεται έλεγχος της ροής του νερού για να ελέγχει τις ηλεκτρικές βάνες των χρηστών. Οι ποτιστικές εντολές θα καταφθάνουν από τον διαχειριστή μέσω του ασύρματου διαύλου και ο μικροελεγκτής θα παραλαμβάνει ή θα μεταδίδει δεδομένα από τον πομποδέκτη που ο ίδιος χειρίζεται. Για τον συνδυασμό αυτό χρησιμοποιήθηκε το chip CC1010 της Chipcon που παρέχει σε ολοκληρωμένη μορφή, σε ένα μοναδικό τσιπ, και τον μικροελεγκτή 8051 και το κύκλωμα του πομποδέκτη. Ο πομποδέκτης λειτουργεί πιο αποδοτικά στα 868 MHz με τυπική εμβέλεια στα 300 περίπου μέτρα. Το τελικό δίκτυο κόμβων που σχηματίζεται είναι ένα ad-hoc δίκτυο με πολυβηματική παράδοση πακέτων που ανήκει στην κατηγορία των ασύρματων δικτύων περιβαλλοντικού ελέγχου. Στην εργασία αυτή αναπτύχθηκε ένα απλό αλλά πλήρες πρωτόκολλο δικτύου για τους ασύρματους πομποδέκτες. Το πρωτόκολλο αντιμετωπίζει τον ανταγωνισμό στην πρόσβαση του διαύλου, την δρομολόγηση πακέτων δια μέσο του δικτύου και την επιβεβαιώση της αξιόπιστης παράδοσης των πακέτων. Επίσης το πρωτόκολλο ανακαλύπτει μόνο του την τοπολογία του δικτύου και προσαρμόζεται αυτόματα σε αλλαγές της τοπολογίας. Αναπτύχθηκαν επίσης όλες οι εφαρμογές για τον σωστό συντονισμό των ποτισμάτων ώστε εγγυάται η βέλτιστη αξιοποίηση του αρδευτικού δικτύου και αναπτύχθηκαν οι εφαρμογές που θα χειρίζονται τις ηλεκτροβάνες καθώς επίσης και ο τρόπος που θα οργανώνονται οι ποτιστικές εργασίες σε κάθε κόμβο. Η ανάπτυξη του πρωτοκόλλου δικτύου έγινε με σκοπό την εύκολη περαιτέρω βελτίωση και ανάπτυξη του αφού μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε άλλη παρόμοιας φύσης εφαρμογή με πομποδέκτες. Το ίδιο ισχύει και για το κεντρικό λειτουργικό πυρήνα της εφαρμογής, το οποίο ενσωματώνει λειτουργίες πολλαπλού χρονομέτρου και ένα διαχειριστή μνήμης για πακέτα. Τα πλεονεκτήματα που θα παρέχει ένα τέτοιο σύστημα για τους χρήστες είναι η ευκολία του αυτόματου ποτίσματος και η ακρίβεια στην απαραίτητη ποσότητα νερού που θα πρέπει να ποτίζεται. Για την κοινότητα στο σύνολο της τα πλεονεκτήματα είναι ο περιορισμός της σπατάλης της συνολικής ποσότητας νερού για την προστασία του υδροφόρου ορίζονται, η ευκολία για συντονισμένα μέτρα περιορισμού της ζήτησης και φυσικά η δικαιοσύνη των περιορισμών αυτών προς τους χρήστες.	el
heal.abstract	The scope of this thesis is the development of an automated irrigation system for rural areas that may contain a few hundred land plots. The system proposed here has a low cost, it is easy to implement and is user friendly for both the user and the administrator. Great care has been taken towards a most reliable system. The system is based on a microcontroller–transceiver pair placed at every spot where water control is needed, so to adjust the use of the solenoid valves of the individual users. The administrator will transmit and receive watering commands and receive feedback through the air channel using the transceiver while the data will be processed by the microcontroller. The 8051 industry standard microcontroller and the RF transceiver are implemented in a single chip by Chipcon, its CC1010 chip. The transceiver has an optimum frequency at 868 MHz though it can be programmed at much lower frequencies and has an average range of about 300m. The network of transceiver nodes that results is an ad-hoc multi-hop network that belongs to the wireless sensor network category of wireless networks. A simple but complete wireless network protocol has been implemented for the wireless transceiver nodes to operate under. The protocol handles heavy load scenarios with the use of a medium access control layer, handles the routing of packets through the network and forces acknowledged packet delivery. The protocol is able to self organize its routing tables and to handle altered network topologies as they happen. For the watering control, the system implements efficient use of the irrigation network of pipes avoiding low pressure occurrences in the irrigation network. The system also implements applications that handle the external devices like the solenoid and the water flow meters and others that efficiently handle the organization of the watering jobs within each node. The development of the wireless network protocol has been built to promote its further development and use in other related projects concerning wireless sensor networks. Some of the central core applications are reusable in other project and these include the multiple timer utility and the buffer region manager component for the buffering of data packets. The advantages of such a system for the individual user are of course its accurate and reliable watering schedule, not demanding personal presence at the site. For the community this could translate into underground water supply conservation by avoiding excess watering to occur. It also poses a much more easy and just way to enforce watering restrictions to all users simultaneously during water supply shortages.	en
heal.sponsor	ΕΜΠ	el
heal.advisorName	Πεκμεστζή, Κιαμάλ
heal.committeeMemberName	Πεκμεστζή, Κιαμάλ
heal.committeeMemberName	Στασινόπουλος, Γεώργιος
heal.committeeMemberName	Τσανάκας, Παναγιώτης
heal.academicPublisher	Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ
heal.fullTextAvailability	false