BLE 통신을 통한 스마트팜 모듈화
- 프로젝트 진행 기간
- 개요
- 주요 기능
- EM 흐름도
- 서비스 화면
- 주요 기술
- 아두이노 회로도
- 센서 및 제어
2024.05.10 ~ 2024.11.01
이 프로젝트는 BLE 통신을 활용하여 Wi-Fi 및 MQTT 정보를 모듈에 전달하고, 이를 통해 스마트팜의 모듈을 유연하게 구성할 수 있도록 하는 기능을 제공합니다. 각 모듈이 독립적으로 Wi-Fi와 MQTT 네트워크에 연결될 수 있어 유지보수와 관리가 용이해지며, 사용자 편의성을 높여줍니다.
- BLE 통신을 통한 정보 전송: Wi-Fi 및 MQTT 정보를 BLE로 전달하여 스마트팜 모듈화를 실현.
- LED, 팬, 히터 제어: 사용자 인터페이스에서 LED, 팬, 히터를 실시간으로 제어 가능.
- 실시간 수위 확인 및 조절: 사용자가 스마트팜 수위를 실시간으로 확인하고 필요에 따라 모터로 수위를 조절할 수 있습니다.
- ESP32 카메라 모니터링: ESP32 카메라를 통해 스마트팜을 실시간으로 모니터링하여, 스마트팜 환경을 지속적으로 관찰할 수 있습니다.
- 자동 순환 기능: Node-RED 제어를 통해 설정된 일정 시간마다 농장의 물을 자동으로 순환시켜, 식물에 필요한 수분 공급을 자동화합니다.
- 모듈화 기능: 마그네틱 충전기를 통한 손쉬운 모듈 탈부착으로 유연한 구성 가능.
flowchart TD
A[시스템 초기화]
B[ESP32 검색 - 서비스 UUID 매칭]
C[BLE로 WiFi 및 MQTT 정보 획득]
E[BLE 연결 해제 및 광고 수신 중단]
D[WiFi 및 MQTT 서버 연결]
F[연결 상태 확인]
G{WiFi+MQTT 연결 상태 유지 여부}
H[재연결 시도]
I[연결 상태 유지 - 토픽 구독 및 대기]
J{제어 단에서 지정한 값 수신 여부}
K[제어 수행]
L[센서 데이터 전송 - 구독한 토픽으로 전송]
A --> B
B --> C
C --> E
E --> D
D --> F
F --> G
G -- 예 --> I
G -- 아니요 --> H
H --> F
I --> L
I --> J
J -- 예 --> K
K --> I
-
마그네틱 충전기를 이용한 모듈화
-
LED 및 팬 제어 화면
- Arduino IDE: 코드 작성 및 전체적인 회로 설계
- Node-RED: 주기적인 자동 순환 제어
- ESP32 카메라: 스마트팜 환경을 실시간으로 모니터링하는 데 사용.
프로젝트에는 CDS 광전지(조도 센서)가 포함되어 있어 스마트팜 환경의 현재 조도 수준을 측정합니다. 이 센서는 조도를 모니터링하여 식물 성장에 최적의 빛 조건을 유지하는 데 도움을 줍니다.
DHT22 온습도 센서를 사용하여 스마트팜의 환경 조건을 모니터링합니다. 이 센서는 온도와 습도에 대한 실시간 데이터를 제공하여 식물 건강을 위한 이상적인 환경을 유지하는 데 도움을 줍니다.
수온 센서를 사용하여 스마트팜의 물 온도를 측정합니다. 이는 물이 식물에게 최적의 조건을 제공할 수 있도록 도와 식물의 건강과 성장에 기여합니다.
TDS 센서를 사용하여 물 속의 용존 고형물 농도를 모니터링합니다. 스마트팜 환경에서 중요한 이 측정값은 물의 품질에 대한 통찰력을 제공하여 식물 성장에 최적화된 영양 균형을 유지하는 데 도움을 줍니다.
프로젝트에는 스마트팜 내부에서 조명과 팬 작동을 제어할 수 있는 시스템이 포함되어 있어 사용자가 필요에 따라 설정을 조정할 수 있습니다. 회로도에서는 일반 LED로 표시되지만, 실제 조명은 식물 성장에 최적화된 스펙트럼과 강도를 제공하는 스마트팜 전용 LED입니다. 사용자는 팬을 제어하여 공기 흐름을 조정함으로써 습도를 조절하고, 건강한 식물 환경을 유지할 수 있습니다.
프로젝트에서는 스마트팜 환경에서 히터를 제어할 수 있습니다. 히터를 조정하여 온도를 조절하고 따뜻하고 안정적인 환경을 제공하여, 특히 추운 조건에서 식물 성장에 도움이 되도록 합니다.
프로젝트는 단일 보드에서 수위 센서와 모터 드라이버를 통합하여 스마트팜 내에서 수위를 동시에 모니터링하고 제어할 수 있도록 합니다. 이 구성은 실시간 수위 데이터 전송과 모터 제어를 단일 보드에서 가능하게 하여 관리가 간편하고 식물 건강을 위해 필요한 수위 조정을 효율적으로 수행할 수 있습니다.
