Monitorizarea locuinței de la distanță prin Twitter Coordonator științific: Ș.l.dr.ing. Adrian KORODI Absolvent: Claudia Cristina IMBĂRUȘ TIMȘOARA… [604857]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI
CALCULATOARE
SPECIALIZAREA INFORMATICĂ

LUCRARE DE LICENȚĂ

Coordonator științific:
Ș.l.dr.ing. Adrian KORODI

Absolvent: [anonimizat]
2018

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIȘOARA
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI
CALCULATOARE
SPECIALIZAREA INFORMATICĂ

Monitorizarea locuinței de la distanță
prin Twitter

Coordonator științific:
Ș.l.dr.ing. Adrian KORODI

Absolvent: [anonimizat]
2018

Claudia Cristina Imbăruș CUPRINS

CUPRINS

CAPITOLUL I – INTRODUCERE 5
1.1. Context actu al 6
1.1.1. IOT – Internet of Things
1.1.2. Internet of Plants
1.1.3. Smart Home Monitoring
6
7
8

1.2. Tema lucrării
10

1.3. Structura lucrării
10

CAPITOLUL II – CONSIDERAȚII TEORETICE 15

2.1. Hardware
2.1.1. Placa de dezvoltare Arduino
2.1.2 . Shield -uri
2.1.3 . Senzori
2.1.4. Elemente de acționare
2.1.5. Alte componente Hardware
16
16
18
20

2.2. Software 22
2.2.1. Mediul Arduino IDE 23
2.2.2. Funcții, Biblioteci 25

Claudia Cristina Imbăruș CUPRINS

CAPITOLUL III – ARHITECTURA SISTEMULUI 28
3.1. Hardware
28

3.2. Schema funcțională
31
3.3. Software

3.4. Modulele sistemului
32

34

CAPITOLUL IV – IMPLEMENTARE 40
4.1. Module
4.1.1. Citire
4.1.2. Comunicare
4.1.3. Acționare
4.1.4 Afișare

CAPITOLUL V – REZULTATE OBȚINUTE
5.1. Prezentarea șcenariului
5.1.1. Automat
5.1.2. Manual

CAPITOLUL V I – CONCLUZII
40
40
43
45
46
47
47
48
49
51

52
BIBLIOGRAFIE
LISTĂ FIGURI 55
56
ANEXĂ 58

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
5

Capitolul I – INTRODUCERE
Această lucrare are la bază un domeniu de actualitate, căruia i se acordă din ce
în ce mai multă importanță, și anume preluarea informațiilor din mediul extern și
acordarea unei posibilități clientului de a vizualiza rezultatele online. Aspectul acesta este
foarte importa nt în tot ceea ce înseamnă tehnologie și industrie actuală, pe de o parte
pentru că toate procesele necesită preluarea datelor întâi, și mai apoi inițierea unor
acțiuni referitoare la prelucrarea, reglarea sau conducerea unui proces automa t, iar pe
de al tă parte, acceptadu -se faptul că prezentul aparține acum Erei Digitale, rețelele
sociale fac parte din viața cotidiană .

Figura 1. Digital Era

Contextul actual în care se încadrează tema licenței este unul legat de
cunoscutul concept Io T – Internet of Things (Internetul lucrurilor), în direcția remote
monitoring/ operations ( monitorizare si operațiuni de la distanță), și mai precis, având
aplica bilitate în proiecte din sfera Smart Home (casă inteligentă) sau Home Monitoring
(monitorizare a locuinței).
Conform unui studiu realizat de Cisco, în 2020 vor exista peste 50 de miliarde de
produse în domeniul IoT, acestea fiind conectate la internet fie pentru uz personal, cum
ar fii de exemplu cazul acestui proiect, fie în domeniul business, reprezentând avansul
tehnologic în zona industrială și eficientizarea procesului de producție .
Acest proiect a fost gândit pentru a ușura munc a oamenilor, care datorită lipsei
acestora permanente de timp nu reușesc să se preocupe întotdeauna de ceea ce ii
înconjoară . Așadar, folosind acest ansambl u, oricine poate comunica prin Twitter, o rețea
de socializare populară, cu locuința proprie, aflând starea în care aceasta se află. De
exemplu, urmărind ultimele tweet -uri ale paginii locuinței se poate observa dacă totul este
“ok” – temperatura este optimă, umiditatea solului d in ghivecele plantelor este în
parametrii ok, calitatea aerul ui este în regulă, ba chiar se pot lua anumite măsuri și da
unele comenzi dacă nu este așa, și anume, se poate acționa pompa de a pă pentru a uda
planta, sau se poate porni ventilatorul pentru a ventila aerul din încăpere.
Cel mai important rol în influențarea vieții contemporane îl deține astăzi, incontestabil,

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
6
tehnologia. Progresul acesteia, al componentelor hardware și în special al senzorilor
performanți și diversificați, acum disponibili oricui, al tehnologiilor software si platformelor
open -source, fac posibilă realizarea unui astfel de proiect și utilizarea s a în propria
locuință, lucru care constituie principalul obiectiv al lucrării.
Scopul final al lucrării este monitorizarea locuinței folosind acest sistem capabil
de asemenea de a lua anumite decizii în mod automat pentru păstrarea acesteia în
condiții optime, dar și de a efectua eventuale comenzi suplimentare ale locatarului
preluate din po stările acestuia pe o rețea socială.

1.1. Context actual

După cum s -a precizat mai devreme, contextul actual în care se încadrează tema
acestei lucrări, este în special conceptul Internet of Things – IoT, datorită faptului că s -a lucrat
la realizarea unui sistem automat conectat la internet.
Direcția în care s -a mers este aceea de monitorizare de la distanță și de a putea
efectua operațiuni de la distanță . Proiecte bazate pe această tehnologie sunt cu noscute
sub numele de Smart Home, sau Home Monitoring System, fiind un domeniu actual și
de succes.
Obiectivele vizate în cadrul acestei lucrări se axează pe dezvolarea unui montaj
practic care să răspundă cerințelor formulate anterior. Se va proiecta și dezvolta un
sistem care cuprinde o plăcuță de dezvoltare Arduino bazată pe microcontrolere, câțiva
senzori destinați amplasării în locuință pentru colectarea de date referitoare la
temperatură, umiditatea solului, calitatea aerului, un shield Ethernet pent ru a face
posibilă comunicarea cu Twitter, dar și unele componente care vor realiza acțiuni precum
udarea automata a plantelor sau ventilarea automata a aerului, comenzi trimise prin
server.

1.1.1. IoT – Internet of Things

Figura 2. Reprezentarea Internetului lucrurilor

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
7

Internetul lucrurilor (Internet of Things – IoT) este un concept car e definește
o lume în care diferite obiecte, dispozitive și sisteme automate (mașini,
electrocasnice, telefoane mobile, tablete, calculatoare, ceasuri, sisteme de incalzire
sau de iluminat etc.) sunt conectate între ele prin intermediul Internetului. IoT este
o tehnologie în curs de dezvoltare, care tinde spre a face parte din viața c otidiană
din ce în ce mai mult și se spu ne chiar că va permite intrarea într -o nouă eră
econ omică pentru întregul glob.
Orice obiect poate face parte din Internetul lucrurilor dacă este echipat cu
anumite componente electronice, în funcție de ce comenzi i se vor da. O biectul
trebuie să fie capabil să captureze date, de obic ei, prin intermediul senzorilor, și să
le transmită cui este necesar prin intermediul Internetului. Deci, cele două
componente esențiale pe care trebuie să le conțină un obiect care face parte din
IoT sunt un senzor și o c onexiune.
Termenul „Internet of Things – Internetul lucrurilor” a fost utilizat pentru
prima oară de Kevin Ashton într-o prezentare din anul 1998. Acesta a menționat că
„Internetul lucrurilor are potențialul de a schimba lumea, la fel cum a făcut și
Internetul. Poate chiar mai mult”. Mai târziu, în anul 2001, centrul Auto -ID al
Massachusetts Institute of Technology (MIT) a comentat referitor la acesta.
Termenul de Internetul lucrurilor a fost introdus oficial de către Uniunea
Internațională a Telecomunicaț iilor (ITU) în anul 2005 .
Conform studiilor efectuate de specialiști, în anul 2015 existau aproximativ
10 miliarde de astfel de obiecte conectate la Internet și se preconizează că în anul
2020 numărul lor va crește de cel puțin 5 ori.
Figura 3 . Creșterea Internetului lucrurilor

Cele mai importante caracteristici ale Internetului lucrurilor sunt următoarele [1]:
 Distributivitatea: Internetul lucrurilor va evolua într -un mediu foarte distribuit.
Datele vor fi colectate din surse diferite și prelucrate de către mai multe e ntități
într-un mod distribuit;
 Interoperabilitatea: Toate dispozitivele care vor face parte dintr -un astfel de

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
8
sistem vor trebui să coopereze în vederea atingerii obiectivelor comune.
Sistemele și protocoalele vor trebui să fie proiectate într-un mod care să
permită obiectelor provenite de la diverși producători să lucreze într -un mod
interoperabil;
 Scalabilitatea: Se preconizează că miliarde de obiecte vor face parte din
rețeaua Internet of things. Astfel, sistemele și aplicațiile care rulează în
partea de sus a rețelei vor trebui să conducă un volum fără precedent de
date;
 Deficitul de resurse: atât puterea energetică, cât și resursele de calcul vor
fi extrem de limitate;
 Securitatea: existența unui control extern necunoscut va genera frustrare în
rândul uti lizatorilor ceea ce ar reprezenta un impediment.
Figura 4 . Evoluția tehnologiei IoT

În concluzie, o viziune a viitorului este că IoT devine o utilitate cu o sofisticare
crescută în detectarea, acționarea, comunicarea, controlul și crearea de cunoștințe din
cantități mari de date. Acest lucru va avea ca rezultat un stil de viață diferit ca litativ de
astăzi. Totusi, a r fi corect să spunem că nu putem anticipa cum se vor schimba viețile.
Nu am prezis Internetul, Webul , rețelele sociale, Facebook, Twitter, milioane de aplicații
pentru telefoane inteligente etc., iar acestea fac parte din stilul de viață al societăților
schimbate calitativ. Noi probleme de cercetare apar datorită gamei largi de dispozitive,
legăturii dintre lumile fizice și cibernetice, deschiderea sistemelor și problemele continue
ale vieții private și ale securității. Se speră că va exista mai multă cooperare între
comunitățile de cercetare pentru a rezolva mai multe probleme mai devreme, precum și
pentru a evita reinventarea roții atunci când o anumită comunitate rezolvă o problemă.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
9
1.1.2. IoT – Internet of Plants

Dorin Pena, director general Cisco România a declarat următoarele, în cadrul unei
prezentări Cisco Connect – „Inovația este cheia pentru ca toate aceste lucruri să devină
realitate. În anii trecuți, inovația avea loc în spatele ușilor închise ale centrelor de cercetar e
și dezvoltare. Acest lucru nu mai este valabil în prezent când vorbim tot mai mult despre
conceptul de «open innovation» și despre crearea unui ecosistem de companii care
lucrează împreună .”
Internet of Everything extinde conceptul IoT, implicând de ase menea, oameni și
procese.

Figura 5 . Internet of Everything

Tehnologiile IoE pot fi implementate într -o gamă largă de sectoare, cum ar fii –
agricultura, sănătatea, producția, comerțul, transporturile – monitorizarea consumului de
carburant, parcarea inteligentă și autonomă a mașinilor , dar și ca o soluție de dezvoltare a
unei clădiri inteligentă, capabilă de a administra inteligent costurile întreținerii, sau a apei ,
controlul temperaturii și al ilumi natului, supravegherea video etc.
Internetul Tuturor Lucrurilor (IoE) poate genera până în anul 2020 miliarde de dolari
în sectorul public, reducând costurile , crescând productivitatea și îmbunătățind experiențele
cetățenilor .
Astfel, iată că acum se poate vorbi despre concepte precum – Internet of Plants.
Luptele duse de oameni pentru veșnica îngrijire a plantelor, sunt arhicunoscute,
acest lucru fiind un mare consumator de timp de cele mai multe ori. IoP a fost creeat pentru
a ușura munca oamenilor de zi cu zi, și anume, este capabilă de a colecta date de la anumiți
senzori pentru a se asigura că plantele cresc în condiții optime. Detalii legate de
temperature, umiditate, calitatea aerului, sunt transmise prin Internet pentru a asigura
comunicarea pe mai multe dispozitive cu utilizatorul. Un alt aspect important îl constituie
posibilitatea de a avea o modalitate inteligentă, automată și eficientă de îngrijire a plantelor
acasă. Soluția poate fi alta pentru fiecare utilizator, pe de o parte, poate doar sa -l anunțe
sau să -i reamintească print-un e-mail, sms, sau notificare, iar acesta să acționeze manual,
sau poate transmite comenzi unor dispozitive ca re sa acționeze în mod automat, cum ar fii
– udare automată, ventilare, ilumina re.
IoP este proiectat să fie extensibil și personalizabil, și necesită doar un minim de
schimbări la nivel de cod pentru rezolvarea diferitelor probleme.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
10
1.1.3. Smart Home Monitoring
De zeci de ani, promisiunea casei inteligente a agresat afacerile care dore sc
să profite de dinamica tehnologiilor conectate în casă, să prezică și să gestioneze dorințele
ocupanților în întregime fără interacțiunea umană. Acum, odată cu ascensiunea inteligenței
artificiale de la vis la aproape realitate și creșterea Internetului lucrurilor (IoT), visul este
aproape de a deveni realitate .
Locuința inteligentă există într-o oarecare măsură, dar experții prevăd că
locuința inteligentă cu adevărat interconectată, unde dispozitivele și aparatele pot
comunica unele cu celălalt e, va fii posibilă abia peste un deceniu, deoarece, e xistă aspecte
importante, cum ar fi securitatea datelor și interope rabilitatea dintre dispozitive care trebuie
abordate.
Provocarea până atunci pentru producători și furnizori de servicii este cum să
maxim izeze potențialul de venituri de la aparatele și dispozitivele cu autonomie,
evidențiate, folosind tehnologii inteligente , care adaugă valoare proprietarilor de case. În
2016, 80 de milioane de dispozitive Smart Home au fost livrate în întreaga lume, cu o
creștere de 64% față de 2015, potrivit lui IHS Markit.
Companiile inteligente de astăzi înțeleg că modelele tradiționale de vânzări
unice prin produse independente care nu pot fi monitorizate inteligent oferă o oportunitate
redusă sau deloc oportună de a c rea o relație cu consumatorii și de a stabili loialitatea
mărcii. De asemenea, își dau seama că pe piața de astăzi, produsele lor pot servi ca
generatoare de venituri cu datele pe care le adună pe baza consumului de energie al unui
proprietar, a co nectivit ății de securitate și/ sau a preferințelor de divertisment la domiciliu.

Figura 7. Smart Home

Un bun model de afaceri pentru companiile care doresc să valorifice revoluția
Smart Home ar trebui să conțină multe, dacă nu toate, următoarele elemente:
1. Personalizarea
Un lucru care va rămâne constant în viitorul tehnologiilor smart home este că firmele
trebuie să fie pregătite să creeze o experiență unică a utilizatorilor prin implicarea conținutului
și a rețelelor sociale. Folosind datele acumulate de un produs, există mai multe oportunități
pentru companii de a realiza mesageria și a furniza informații despre produse și servicii care
sunt specifice gusturilor utilizatorului, obiceiurilor de cumpărare din trecut și consumului de
produse. Companiile p ot oferi acces la comunitățile care utilizează rețeaua socială care
generează feedback pozitiv și împărtășesc sfaturi utile sau recomandări despre produse.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
11
2. Comerțul programatic generează venituri pasive
Chiar dacă tehnologia smart home este în fază i ncipientă, un lucru a devenit clar:
consumatorii sunt m ai mult decât dispuși să delege rutina achizițiiei de accesorii ale
produs elor pentru mașinile lor. Oamenii duc vieți aglomerate și lăsând o mașină de spălat
vase să mai comande săpun atunci când rămâne fără, sau o mașină de cafea să mai
comande boabe de cafea, îi va face să economisească timp. Mai impresionant, dispozitivul
inteligent poate chiar f inaliza tranzacția fără intervenția umană prin simpla accesare a
informațiilor despre cont. Deși ace ste tipuri de comportamente vor avea nevoie de timp pentru
a fi pe deplin adoptate din cauza preocupărilor de sec uritate sau a disconfortului , ele se pot
adăuga în mod semnificativ la lista lungă de facilități oferite de o casă inteligentă.
3. Experiență ș i valoare continuă, nu doar produse unice
Produsele sunt comoditate zilnic. În ultimul deceniu, modelul "X -as-a-Service" sau
modelul de abonament a schimbat modul în care oamenii cumpără totul de la muzica pe care
o asculta, de la filmele și evenimentele sportive pe care le vizionează acasă și chiar până la
aplicațiile pe care le folosesc pe dispozitivele mobile. Se pare ca consumatorii sunt dispusi
sa aplice acelasi model atunci cand vine vorba de achizitionarea de smart home -uri. Mai
degrabă decât să fa că o achiziție și să dețină un dispozitiv până când acesta devine învechit
sau se strică , aceștia pot opta pentru semnarea unui acord de servicii lunar care prevede
utilizarea și actualizarea produselor, pe măsură ce tehnologia inteligentă continuă să
evolueze. Acest model de afaceri oferă consumatorilor conectivitatea și tehnologia pe care o
așteaptă și oferă servicii pentru a face viața familială mai sigură și mai confortabilă, generând
în același timp un flux de venit pr evizibil lunar pentru companii.
4. Gratuit
În plus față de modelul de business al abonamentului, companiile extrem de perturbatoare
își transformă abordarea de management al produselor și soluțiile de parsare fină, astfel încât
oferta de bază să fie gratuită și o mișcare cross -sell / up -sell cu oferte noi în fiecare lună sunt
livrate în mod constant utilizatorul ui. Stația de bază de monitorizare la domiciliu poate fi
gratuită, dar pot fi adăugate servicii ca detecția anti -efracție, detectarea monoxidului de
carbon, detectarea fumului etc . Managerii de produse ar tr ebui să treacă de la produse uriașe,
cu multe caracteristici, la o ofertă mai ușoară "de bază", analizând caracteristicile în "opțiuni"
care pot fi ulterior vândute.
5. Economii și siguranță
Potrivit Simmons Research, cele mai căutate aparate inteligente de către consumatori
oferă o eficiență sporită a energiei și o securitate sporită a locuinței. Consumatorii de astăzi
doresc termostate care nu reglează doar temperatura în casă, ci pot face ș i achiziții de
energie pe cont propriu atunci când prețurile sunt cele mai scăzute. Ei doresc sisteme de
securitate care pot fi monitorizate de la distanță și oferă detectoare de mișcare conectate,
camere de supraveghere, încuietori automate ale ușilor și alte componente ale sistemului de
securitate care creează o locuință mai sigură.
6. Oportunități în interconectivitate
Cu orice tehnologie nouă, dificultățile în creștere ale dezvoltării pot prezenta obstacole,
pe care oamen ii de afaceri le înțeleg a fii oportunități. Acest lucru este valabil mai ales în
ceea ce privește interconectivitatea. Dezvoltarea de produse care pot conduce tehnologia la
o interoperabilitate mai strânsă între aparate, prin progrese în dispozitivele hub sau pe cele
care dezvoltă recunoașterea int eligentă a locuinței (voce, ochii sau față) pot ajuta companiile
să se distanțeze de concurenții lor.
O altă problemă care va oferi probabil oportunități unice este integrarea tranzacțiilor în
care companiile pot crea experiențe de plat ă inovatoare, în special atunci când achizițiile sunt
inițiate de mai multe aparate inteligente și toate pot fi gestionate într -un singur loc.
Deși există o va rietate de dispozitive în curs de dezvoltare și companii care
utilizează părți ale acestor elemente în modelele lor de afaceri, nu este greu să ne imaginăm
un astfel de viitor nu atât de îndepărtat.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
12
Profitând , de exemplu, de posibilitățile generate de integrarea tehnologiilor smart
home și de îmbunătățirea modelului actual pentru un aparat de cafea, viitorul ar putea aduce
pe piață mașini de cafea care să comunice cu utilizatorul. De la sfaturi de întreținere de rutină
până la actualizări privind comanda automată, aparatul de cafea ar putea evolua până a la
cunoaște preferințele utilizatorului în ceea ce privește nivelul de cafeină, temperatura dorită
și chiar timpul exact al zilei sau al anului în care acesta preferă anumi te arome.
Aceste progrese nu se limitează la bucătărie. Mă rcile majore in CPG si altele,
explorează oportu nitati de a dezvolta relatii relevante cu consumatorii lor prin conectarea
solutiilor de ambalare inteligente la dispozitive inteligente de acasa.
De exemplu, dacă ambalajul detergentului ar putea vorbi cu mașina de spălat?
Acestea ar putea comunica despre tipurile de materiale care se află într -o încărcătură, ar
putea identifica tipul detergentului necesar sau cantitatea de detergent , și similar cu mașina
de cafea, reîncărcându -se automat cu detergent, în cazul în care consumabilele sunt
scăzute. Oportunitățile ar putea fii nesfârșite.
Cu toate acestea , în timp ce pe piața inteligentă a dispozitivelor, ar putea exista
oportunități enorme, experiența utilizatorului trebuie să fie întotdeauna în centrul său , și cea
care contează cu adevărat . În timp ce soluții precum cele discutate pot fi cheia pentru
"blocarea" loialității clienților, acestea nu ar putea exista fără experiența clientului și
calificativul pe care îl dă la final acesta.
O transformare radicală are loc în modul în care întreprinderile încorporează
tehnologia inteligentă în produsele care răspund nevoilor clienților lor. Odată cu acceptarea
în creștere a consumatorilor de echi pamente inteligente, se așteaptă o creștere a așteptărilor
pentru confort și funcționalitate din partea acestora .
Prin urmare, este important ca firmele să treacă de la o mentalitate a companiilor ,
la o companie bazată pe soluții de adoptare a tehnologiei și să evolueze spre modele de
afaceri inovatoare. Aceast lucru va fi folositor în două moduri:
1) să creeze fluxuri de venituri noi pentru afacere și
2) să stabilească o relație mai profundă și mai lungă cu consumator ii care utilizează
soluții le.[2]
Deși aplicațiile de rețele wireless pentru senzori se află încă în stadii inițiale ale
dezvoltării în industrie, este evident că va deveni realitate și miliarde de microcomputere
încorporate vor deveni online în scopul detectării, acționării și partajării informațiilor de la
distanță. Potrivit estimărilor, până în anul 2020 vor exista 50 de miliarde de senzori sau
obiecte conectate. Pe măsură ce dezvoltăm în primul rând dispozitive de rețea fără fir pentru
senzori, suntem în măsură să identificăm parametrii de proiectare, să definim infrastructura
tehnică și să depunem eforturi pentru a satisface cerințe scalabile ale sistemului. În acest fel,
activitățile de cercetare și dezvoltare necesare trebuie să implice mai multe direcții de
cercetare, cum ar fi scalarea masivă, crearea de informații și date mari, robustețe, securitate,
confidențialitate și viața omului. În acest studiu, rețelele de senzori wireless și conceptele de
Internet ale obiectelor nu sunt doar investigate teoretic, ci și sistemul pr opus este proiectat și
implementat de la un capăt la altul. Nodurile cu senzori de rețea personale fără fir cu rată de
rețea cu capacitate aleatorie de codare a rețelei sunt utilizate pentru detectarea și acționarea
de la distanță. Nodul gateway -ului IP în corporat, cu interfață redusă, este dezvoltat utilizând
atât codarea aleatorie a rețelei, cât și partea de rețea personală fără fir și nivelul scăzut de
acoperire a protocoalelor websocket pentru partea de comunicații în cloud. Modelul de
proiectare orient at pe servicii este propus pentru analiza datelor din cloud -ul rețelelor de
comunicații fără fir. [3]

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
13
1.2. Studiu de caz: Aplicații dezvoltate/ dispozitive pe piața IoT -Smart Home -Plant
Monitoring

În continuare se va realiza un studiu de caz referitor la cele mai apreciate aplicații
dezvoltate în domeniile prezentate mai sus, dar și cele mai cumpărate dispozitive inteligente
de pe piața actuala Iot -Smart Home. Se vor lua în calcul funcționalitățile acestora, recenziile
specialiștilor dar și a utilizatorilor, și nu în ultimul rând, prețul.
Casele inteligente au devenit realitatea omului modern. Funcțiile de automatizare a
acesteia îi fac viața mai ușoară, mai c onfortabilă, și totodata utilizatorul acestor tehnologii va
economisi în final bani, și timp.
Atât acest studiu de caz, cât și tema propriu -zisă a proiectului de licență, se vor axa
pe studierea unor soluții o ptime pentru monitorizarea locuinței, mai precis a unor chestiuni
esențiale cum ar fi temperatura, calitatea aerului, sau chiar umiditatea solului din ghivecele
plantelor pe care proprietarul le deține și le îndrăgește, căutându -se soluții disponibile oricui,
iar apoi se va încerca proiectarea și programarea unui astfel de sistem automat și inteligent,
pe care oricine l -ar putea construi și folosi.

Conform unei publica ții IEEE din 2017 – Inovațiile tehnologice în domeniul ICT pentru agricultură și dezvoltare
rurală (TIAR) [ ]:
Introducere
Se obser vă că creșterea productivității agricole contribuie substanțial la o dezvoltare economică globală a țării.
Astfel, va fi rațional și adecvat să se pună un accent mai mare pe dezvoltarea ulterioară a sectorului agricol. În
scopul creșterii productivității, agricultorii recurg astăzi la metode artificiale și cantități mai mari de pesticide, în loc
să se concentreze pe principalele nevoi ale plantei. Norman Borlaug, tatăl Revoluției Verzi, a contribuit la creșterea
extinsă a producției agricole. Pe baza ideilo r acestor teoreticieni, cercet ătorii au inventat un sistem care se
concentrează asupra principalilor factori care sporesc creșterea plantelor. Factorii care sunt esențiali pentru
creșterea plantelor sunt administrați în instalație imediat ce este detectată o necesitate. Atunci când limitele
normale ale oricărui factor sunt depasite , acești factori nu mai sunt disponibili pentru plante. Fermierul este
imediat informat de îndată ce se detectează orice modificare a factorilor sau a dispozitivelor. Deoarece acest
sistem este simplu, fermierii îl pot înțelege și îl pot folosi cu ușurință. Acest lucru sporește productivitatea care
duce la dezvoltarea întregii națiuni.
Implementarea hardware
Sistemul propus , se concentrează pe patru factori principali pentru cre șterea plantei. Acestea fiind: temperatura,
intensitatea luminii, umiditatea solului și umiditatea aerului . Pentru a detecta modificările acestor factori s -au
folosit senzori adecvați.
A. Microcontroler -Arduino UNO
Arduino Uno R3 bazat pe microcontrolerul ATMEGA328 a fost utilizat pentru monitorizarea datelor primite de la
senzori și controlul diferiților factori ai plantelor prin acționarea dispozitivelor în cauză.
B. Senzor de temperatură și umiditate
Gradul de creștere a plantelor este dependent de tempe ratura din jurul plantei. Fiecare plantă are un interval de
temperatură specific reprezent at de un minim, maxim și optim, influențând direct și afectând în mod indirect
creșterea frunzelor, fotosinteza, polenizarea, apariția bolilor și, în final, randament ul economic.
Senzorul AM2302 DHT22 a fost utilizat pentru a detecta temperatura și umiditatea. Dacă temperatura depășește

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
14
nivelul maxim, atunci sistemul pornește automat ventilatorul și o notificare este transmisă pe mobilul fermierului
sub forma unui mesa j. În mod similar, atunci când umiditatea este sub nivelele definite în mediul înc onjurător,
pulverizatoarele sunt pornite automat și, dacă depășesc nivelurile definite, sunt oprite .
C. Intensitatea luminii
Lumina joacă un rol semnificativ în creșterea une i plante. Toate lucrurile au nevoie de energie pentru a crește și
plantele își iau energia din lumină prin procesul de fotosinteză. Dacă plantele nu primesc suficientă lumină atunci
frunzele lor devin galbene, ceea ce le afectează creșterea și în cele din urmă afectează producția. Pe ntru a depăși
acest lucru, se pot folosi lumini artificiale. În acest sistem s -a folosit un bec de 100 Watt.
Atunci când intensitatea luminii scade dincolo de un nivel definit atunci becul este pornit și când intensitatea
lumini i revine la limitele normale, becul este oprit automat. Fermierul este notificat în consecință prin mesaj.
S-a utilizat un modul IR pentru a calcula intensitatea luminii. Intensitatea luminii este măsurată în LUX. S-a folosit
un rezistor de 3.3k Ω conectat la LED. Pe măsură ce lumina cade pe LED, rezistența scade și astfel se gener ează
tensiune analogică. Se aplică această tensiune la Arduino . S-a folosit Formula Invers e Square Law pentru a calcula
intensitatea luminii. Aceasta a firmă că o cantitate sau intensitate fizică specificată este invers proporțională cu
pătratul distanței față de sursa acesteia.
D. Umiditatea solului
Apa este o altă nevoie majoră pentru creșterea unei plante. Mulți fermieri suferă pentru a obține sufici entă apă
pentru fermele lor. În astfel de cazuri, rata productivității scade drastic. Prin urmare , s-a folosit o pompă de apă și
un senzor de umiditate a solului. Senzorul de umiditate a solului are două sonde care sunt atașate de sol. Aici, când
senzorul detectează o scădere a nivelului apei sub un anumit interval, atunci pompa de apă este pornită uti lizând
un motor și apa ajunge în instalație. Când nivelul apei revine la normal, motorul este oprit automat. Starea
nivelului apei și a motorului este trimisă agricultorului prin SMS.
Comunicarea mobilă
GSM reprezintă un sistem global de comuni cații mobile. GSM a fost fondat pentru prima dată în Europa. Utilizează
conceptul de acces multiplu diviziune timp (TDMA). Pentru a informa utilizatorul despre starea cul turilor, s-a
conectat la Arduino. Modulul GSM este de fapt un modem GSM care oferă ieșire TTL și ieșire RS 232 pentru a
comunica cu PC -ul. Interfața GSM (SIM900) cu Arduino nu este foarte dificilă. Interfața a fost creata în modul
următor.
1. Atât GSM cât și Arduino sunt alimentate cu ajutorul adaptorului SMPS.
2. Pinul 0 din Arduino este conectat la pinul Rx al modulului GSM.
3. Primul pin al lui Arduino este conectat la pinul Tx al modulului GSM.
4. Arduino GND este conectat la GND GSM.
Pentru a importa b iblioteca SIM900, trebuie descarcat ă biblioteca shield -ului GSM si adaugată la ID -ul Arduino.
Când parametrul necesar a fost mai mic, dispozitivul corespunzător a fost pornit și mesajul a fost trimis imediat
catre telefon ca SMS. Exemplu mesaj primit – Nu există umiditate în sol MOTOR -> ON .
Prezentare a generală a sistemului
Imediat ce se detectează o schimbare în mediul plantelor și în sol, Arduino preia controlul asupra dispozitivelor și
readuce mediul înapoi în parametrii normal i în următoarele moduri.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
15
• Când umiditatea din sol scade, pompa de apă este pornită și starea motorului (activată sau dezactivată) este
trimisă ca SMS.
• Dacă intensitatea luminii este redusă, circuitul LDR este utilizat pentru a porni LED -ul. Starea LED -ului este
trimisă ca SMS.
• Senzorul DHT11 detectează temperatura și umiditatea, atunci când unul dintre acestea se reduce, ventilatoru l
și pulverizatorul sunt pornite, respectiv, l a fel ca înainte, este trimis un SMS.
Un afișaj LCD de 16 * 2 este utilizat pentru a afișa nivelurile de temperatură, umiditate și intensitate a luminii. GSM
este, de asemenea, conectat cu ecranul LCD pentru a trimite mesajul despre starea dispozitivelor și a factorilor.
Modu l de lucru al sistemului de monitorizare și control al instalație i
Celelalte notificări primite de la sistem apar atunci cand un dispozitiv specific este oprit. Să presupunem că lumina
pe care planta o primește este mai mare decât intervalul dorit, utilizatorii vor fi imediat notificati prin mesaj și
lumina pe care o of erim în exterior este oprită. Apoi, dacă temperatura revine la normal, ventilatorul este oprit și
suntem informați. Dacă umiditatea din sol este mare, atunci suntem din nou anunțați după oprirea motorului care
pompează apa din rezervor. În mod similar, sun tem din nou notificați dacă spray -urile se opresc din moment ce
umiditatea revine la limitele normale.
Lucrări viitoare
O îmbunătățire a proiectului ar putea consta în a include detectarea cantității de nutrienți prezenți în sol și, în
consecință, readuce rea în parametrii optimi a celor care se găsesc în deficit. De asemenea, pentru a familiariza
fermierul cu privire la cantitatea de îngrășăm ânt care trebuie presărată se va trimite un SMS. Acest lucru va
revolutiona cu siguranță productivitatea industriei agricole.
Concluzie
Proiectul îmbunătățește rata de productivitate a culturilor, oferind rezultate precise și satisfăcând nevoile plantelor
imediat. Aceasta duce la o creștere a veniturilor unui agricultor, ceea ce duce la o creștere globală a economiei
națiunii. Proiectul , atunci când este extins cu toate lucrările viitoare menționate mai sus, poate depăși cu siguranță
scenariul actual al cheltuielilor care depășesc veniturile. Dator iile rurale vor fi depășite și astfel se va ajunge la o
națiune prosperă, împreună cu satisfacția fermierilor. Cu cât sunt mai usoare sarcinile fermierilor, cu atât este mai
bine si pentru națiune.
[1] Imran Bin Jafar Kanij Raihana Sujan Bhowmik Shifur Rahman "Wireless monitoring system and controlling
Software for Smart Greenho use Management" Informatics Electronics & Vision (ICIEV) 2014 International
Conference on 2014.
[2] Haiqing Yang Yong He "Wireless Sensor Network for Orchard Soil and Climate Monitoring" Computer Science
and Information Engineering 2009 WRI World Cong ress on vol. 1 pp. 58 -62 2009.
[3] S. Migdall P. Klug A. Denis H. Bach "The additional value of hyperspectral data for smart farming" Geoscience
and Remote Sensing Symposium (IGARSS) 2012 IEEE International pp. 7329 -7332 2012.
[4] Dwarkani M Chetan Ganes h Ram Rajakumar R. Priyatharshini Jagannathan Srinivasan "Smart Farming System
Using Sensors for Agricultural Task Automation" in Technological Innovation in ICT for Agriculture and Rural
Development (TIAR) 2015 IEEE International 2015.
[5] Ariana P. Torr es Roberto G. Lopez "Measuring Daylight Integral in a Greenhouse" Purdue Extension HO -238-W.
[6] Humberto E. Garcia Wen -Chiao Lin Semyon M. Meerkov Maruthi T. Ravichandran "Resilient plant monitoring
system: Design analysis performance evaluation" Decisio n and Control (CDC) 2013 IEEE 52nd Annual Conference
on 2014.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
16
Programul Plantenna , coordonat de Universitatea Tehnică din Delft, Olanda, se
concentrează în mare măsură pe problemele strâns legate de schimbările climatice, poluarea
aerului și deficitul de alimente. Probleme care, cu o populație în creștere la nivel mondial și
cu o creștere a urbanizării, vor deveni mai mari. Centrul acestui proiect este dezvoltarea
tehnologiei senzorilor care va colecta informații de la plante cu privire la starea culturii și a
mediului acestora. Prin conectarea unor instalații dotate cu acești senzori într -o rețea – un
"Internet al plantelor" – datele astfel colectate pot fi utilizate pentru monitorizarea climatică și
meteorologică și pentru randamente mai bune ale culturil or prin fertilizare eficientă și irigare.
Producția alimentară la nivel mondial se află în spatele unei cereri crescânde. Pentru
a asigura securitatea alimentară pentru populația mondială, care va însuma în curând peste
9 miliarde, randamentul culturilor agricole existente va trebui să crească. Un climat în
schimbare, schimbarea tiparelor de vreme și creșterea urbanizării măresc provocarea.
În cadrul plantelor au loc mai multe procese fizice, chimice și biologice. Cu noua
tehnologie de senzori va fi posibi l să se respecte aceste procese direct în cadrul instalației.
O plantă dotată cu senzori botanici – un "cyberplant" – poate furniza date despre umiditate,
compoziția celulară și calitatea culturii în sine, precum și factori de mediu cum ar fi solul,
calita tea aerului, viteza vântului, intensitatea solară și precipitațiile. Cu informații rapide și
fiabile despre starea plantei, culturile pot fi udate la momentul optim și fertilizate eficient.
Senzorii vor furniza în plus date valoroase despre climă, vreme și mediu.
Cercetătorii de la patru universități tehnice olandeze – Universitatea Delft de
Tehnologie, Universitatea din Twente, Universitatea Tehnică din Eindhoven și Universitatea
Wageningen – și-au unit forțele pentru a face posibilă această tehnologie de pionierat. Pentru
aceasta, vor dezvolta senzori care, printre altele, vor măsura direct fluxul de sevă sau vor
simți mișcarea plantelor. În mod ideal, diferiții senzori din plantă formează un sistem autonom.
De aceea, există și cercetări conform cărora sen zorii, prin intermediul unui proces
electrochimic, își pot lua energia necesară direct de la instalație și pot comunica rezultatele
măsurătorilor lor altor plante, în care instalația în sine funcționează ca antenă.
De aici și numele Plantenna: o antenă care adună informații de la instalația însăși și
de la mediul său și o trimite ulterior ca parte a unei rețele de antene. În mod colectiv, aceste
platforme cibernetice pot forma o rețea – un "Internet al plantelor" – care poate genera date
despre culturi, mediu, vreme și climă, care nu erau disponibile anterior. Aplicațiile viitorului ar
putea colecta date exacte despre microclimatul urban, lucru care ar putea duce la previziuni
meteorologice locale mai bune.

Figura 6. Smart Pot

Sistem inteligent de udare și monitorizare pentru chili

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
17
Indonezia este o țară agr ară în care se cultivă diverse plante, cum ar fi chili, car e au valoare
economică mare și sunt foarte popular e ca și condimente în Indonezia. Cu toa te acestea, problema este că
plantele de chili sunt foarte sensibile la mai mulți factor i, cum ar fi umiditatea solului, schimbările climatice
iar lipsa monitorizării permanente poate afecta producția .
Sistemul de udare automată și monitorizare ia în calcul aceste probleme menționat e anterior prin
încorporarea tehnologiei IoT. Acest si stem este conce put pentru a înlocui sistemele convenționale de stropire
a plantelor chili cu unul automat . Sistemul utilizează senzorul de umi ditate pentru a prelua date legate de
umiditatea curentă a solului, iar datele vor fi prelucrate de microcontrolerul Arduino. În funcție de aceste
date, supapa va fi determinata să se deschidă sau să se î bnchidă. Acest sistem utilizează, de asemenea, un
senzor de pH care se utilizează pentru a detecta aciditatea sau alcalinitatea pentru planta de chili , și senzori
EC care determină soluția nutritivă a solului. Sistemul este de asemenea dispo nibil în varianta automat ă de
neutralizare pH și EC. Senzorii de pH și senzorii EC vor fi colecta automat date, vor realiza grafice ș i analiza
datele. Rezultatul va fi deschiderea supapei pentru a elibera un fluid de neutralizare PH și EC. Datele
prelucrate vor fi trimise către aplicația Web prin intermediul Shield -ului Ethernet, fermierii putând
monitoriza plantele de chili în timp rea l folosind un telefon inteligent . Judika Herianto Gultom, Judika
Herianto Gultom, Tubagus Dhika Khameswara și Handri Santoso de la Departamentul de Interacțiune Om –
Calculator din cadrul Universității Surya , Tangerang, Indonesia, au elaborate o lucrare care se concent rează
pe optimizarea utilizării apei necesare pentru plantele de chili si pe utilizarea IoT pentru analiza datelor,
gestionarea și controlul detaliat și precis prin senzor i.
Populația Indoneziei a ajuns la 257,9 milioane de locuitori în 2016, 45% din indonezieni
depinzând de agricultură. Acest lucru se datorează faptul ui că Indonezia are mai mult de 31 de milioane de
ha de teren gata de semănat . Agricultura din Indonezia produce o varietate de plante de marfă sau care
servesc drept materii prim e, una dintre aceste plante fiind cea de chili, existând foarte multe specii de chili
în Indonezia , în 2015 zona de chili ajunge a la 134.869 h a. Extinderea terenului pentru cultivarea aceastei
plantă de ardei este în continua creștere . Acest lucru a rată că este mare nevoie de chili in Indonezia.
Combinând sistemul de recuperare prin irigare și udare hidroponică cu echipamentul de seră, va
duce la o soluție mai bună pentru agricultura urbană. Cu toate acestea, plantarea de chili are multe
probleme întâlnit e, cum ar fi umiditatea solului, lipsa nutrienților în sol și prea puțină monitorizare față de
cât ar avea nevoie pentru a se dezvolta în condiții optime.
Plantele de chili ar trebui să fie udate de 3 ori pe zi pen tru a evita seceta și de obicei observarea
dezvoltării fizice a plantelor de chili sacrifică destul de mult timp și energie. Prin încorporarea tehnologiei
inteligente IoT se vor rezolva problemele de mai sus, una din tre cele mai importante probleme rezolvate
fiind precizia de udare a pla ntelor și micșorarea timpului necesar monitorizării umane. S -a folosit un
senzor de umiditate pentru a detecta umidi tatea solului plantei de chili , iar stropirea cu apă a acesteia va
funcționa automat în funcție de datele preluare de sensor
Acest sistem e ste echipat cu mai mulți senzori, de exemplu un senzor de pH, senzor EC, senzor
de temperatură. Dat ele senzorilor vor fi procesate și trimis e către baza de date prin intermediul Ethernet
Shield -ului, și vor constitui datele de colectare și de analiză. Cu ajutorul acest ui sistem, agricultorii pot
monitoriza plantele în timp real pe baza rezultatelor detectate de către senzori , iar rezultatele monitorizării
poate fi accesată de pe telefon, oriunde și oricând, f ără să fie în apr opierea sistemului inteligent de
monitorizare IoT. Sistemul inteligent IoT este echipat cu neutralizare pH și EC automate . Acest sistem va
ajusta automat valoarea nu tritivă a plantelor de chili, prin udarea automată cu o soluție de udare aleasă în
funcție de detectarea pH -ului și a senz orilor EC. Soluțiile folosite sunt de mai multe tipuri – cu pH-ul
crescut , pH-ul scăzut , amestecul AB, sau apă. Aceste lichide vor fi depozitate în 4 recipiente diferite,
fiecare fiind echipat cu o pompă. Dacă datele de analiză nu sunt în concordanță cu el ementele nutritive
necesare plante i de chili, pompa va porni automat, și se va opri atunci când valorile vor deveni egale cu
unele care să satisfacă nevoile plantelor. Acest lucru indică faptul că plantele de chili trebuie să fie
monitorizate, datele treb uind să fie controlate cu precizie. Deci nutrienții plantei și umiditatea
pot fi echilibrate.
Înainte de a realiza proiectul, cercetătorii au făcut o analiză, comparând unele dintre lucrările
realizate anterior legate de acest subiect: Sistem automat de ud are a plantelor folosind un microcontroler
[4], sistem de stropire automată si irigare a plantelor pe baza unui microcontrol er [5], sistem automat de
irigații bazat pe senzori cu tehnologii wirele ss și modulul GPRS [6 ].

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
18
Primul sistem este echipat cu sen zor de umiditate a solului, sistemul fiind proiectat automat,
senzorul detectând umiditatea plantei, iar dacă ni velul de umiditate este mai scăzut decât nivelul de
umidita te dorit, va trimite semnalul către microcontroler -ul Arduino pentru a porni pompa de apă care va
uda planta . Informații le despre senzorul de umiditate a l solului vor fi afișat e în timp real pe ecranul LCD.
Cu un sistem simplu și cu un cost eficient, aceștia au reușit să economisească 40 -50% din cantitatea de apă
folosită în mod normal. Dar acest sistem are un dezavantaj, informațiile trimise prin modemul GSM nu
sunt în timp real, iar datele trimis e sunt doar cele preluate de senzor ul de temperatură, Acest lucru
înseamnă că utilizatorul nu poate obține informa ții complete despre plantele sale.
Al doilea sistem, de stropire automată si irigare a plantelor pe baza unui microcontroler , este
conceptul de tehnologie cu capacitate de inteligen ță încorporată , cu ajutorul căruia f ermierii sunt protejați
de condiții meteorologice nefavorabile și i nstabile , acest sistem având flexibilitat e și precizie de udare prin
conducta de apă în mod automat printr -o supapă electromag netică de deschidere. Utilizând acest sistem, ei
au elimina t cu succes cerințele de prezența fizică a unui fermier, lucru care ajută la economisirea timpului
și poate îmbunătăți randamentul culturilor. Dar acest s istem este mai puțin eficient din punct de vedere al
udării deoarece acest lucru nu se face pe baza umidității solului plantelor și nu are, de asemenea, instalații
de mon itorizarea plantelor în timp real .
Sistem ul automat de irigații bazat pe senzori cu tehnologii wirele ss și modulul GPRS, este
echipat cu senzori de umiditatea solului, de temperatură și de nivel al apei, rețea Zigbee și modul GPRS.
Acest sistem este conceput pentru a optimiza utilizarea de apă pentru culturile agricole. Sistemul folosește
conceptul de WSN astfel încât fiecare senzor să fie conectat la alți senzori și este echipat cu afișaj LCD
pentru afi șarea informațiilor preluate de la ace știa. Ei folosesc modulul GPRS pentru a trimite procesul de
informare către pagina web și datele vor fi afișate sub forma unui grafic. Dar și acest sistem are încă
deficiențe, datele preluate sunt mai puțin complexe, iar sistemul utilizează numai 3 senzori, cum ar fi
temperatura, umiditatea solului, și nivel ul apei. Acest siste m utilizează în continuare modulul GPRS care
are o viteza de transmite re foarte scăzută, iar design -ul paginii web nu este prea prietenos cu dispozi tivele
mobile ca fiind responsive .
Dintre cele trei sisteme de mai sus, cercet ătorii au ales să dezvolte sistemul anterior, adăugând niște
senzori și alte module pentru a încuraja productivitatea plantelor de chili .
Sera este unul dintre conceptele agriculturii urbane , unde oamenii din mediul urban pot crește o
adevărată cultură de chili pe un teren restrâns . Planta de chili va fi cu siguranță protejată de apa de ploaie
datorită prelatei, dar și ventilația aerului este de asemenea asigurată astfel încât schimbul de ae r să fie
întotdeauna posibil . În plus, prin utilizarea unei sere, plantele pot fi izolate și protejate de diverse tu lburări.
Deci aceasta servește, de asemenea, pentru a izola plantele de chili și pentru a putea asigura întotdeauna
condiții le ideale de mediu pentru creșterea maximă.
Sistemul automat de stropire cu ap ă și monitorizare este un sistem conceput pentru udarea
automată și monitorizarea activi tății plantelor de chili, fiind factor i de creștere privind agricultura urbană.
Această creștere va fi monitorizată în timp real folosind mai mulți senzori iar societatea urbană nu trebuie
să realizeze î ntreținerea fizică a plantelor, ele pur și simplu fiind monitorizate prin telefoanele lor
inteligente . Sistemul este, de asemenea, conceput pentru a neutraliza automat substanțele nutritive
instabile. În felu l acesta societatea urbană nu trebuie să își facă griji cu privire la plantele lor de chili , dacă
condiția nutrienților nu este ideal ă, deoarece sistemul va n eutraliza automat starea acestora . Cu ajutorul
datelor de la senzori stocate în baza de date și afișate pe aplicația web pe mobil, este posibil ca agricultorii
să analizeze condițiile de plantele lor de chili.
Sistemul automat de stropire și monitorizare a apei constă în folosirea mai multor senzori cum ar
fi senzorul DHT, senzorul de umiditate a solului, senzor de pH, senzor EC, senzor ds18b20. Acest
ansamblu de senzor i a fost conceput pentru a oferi caracteri stici cu un impact bun asupra plantei de ardei
iute. În acest sistem există 3 caracteristici care devin factori importanți a i creșterii plantei de chili.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
19

A. Sistem de stropire cu apă
Pentru a menține umiditatea solului, plantele de chili trebuie să fie udate în mod regulat .
Umiditatea este una dintre principalii factori ai creșterii plantelor de chili. Pentru a le depăși probleme le,
au folosit un sistem automat de stropire cu apă care ajută fermier ii să cultive eficient chili . Sistemu l de
stropire constă în prezența unor senzori de umiditate a sol ului, o pompa DC și o plăcuță Arduino Uno drept
controler. Senzorul va m ăsura nivelul de umiditate actual și apoi Arduino va decide dacă umezeala este
sub sau peste pragul permis . Dacă umiditatea este definită ca fiind sub nivelul dorit, atunci Arduino va
comanda pompa pentru a deschide supapa care va lăsa apa să stropească plantele. Și dacă este peste prag,
atunci Arduino va comanda pompa pentru a închide supapa.
B. Neutralizarea sistemului automat
Pentru a preveni starea proastă a creșter ii plantelor și a da notificări precoce, s istemul ajustează automat
substanțele nutrit ive adecvate plantelor de chili, cum ar fi pH -ul și EC. Acest sistem va neutra liza valoarea
pH-ului și al EC în mod automat, valorile fiind în conform itate cu nevoile plantei de ardei iute . Condițiile
ideale ale pH -ului pentru plantele d e chili sunt între 6.0 și 6.5, p recum și condițiile CE referitor la ardeiul
iute, au o valoare ideală între 2.25 -2.4.
Senzorii de pH servesc pentru a măsura nivelul acidității sau al calinității plantelor, iar senzorii de
conductivitate electrică sunt utilizați pen tru a dete rmina nivelul de sare prezent în sol. Deoarece acești
parametri sunt foarte importanți și afectează zonele rădăcinilor plantelor, u nul din acești factori pot
influența în mod semnificativ creșterea plantelor și calitate a acestora . Prezența conținutului rid icat de sare
este un semn de avertizare pentru a efectua ajustări, iar dacă nivelul de pH este prea alcalin sau prea acid,
acest lucru va duce la otrăvirea plantelor și în cele din urmă acestea vor muri.
Deci, dacă pH <7 atunci Arduino va comanda deschiderea supapei pompei pentru a stropi
plantele cu o soluție cu pH ridicat. De asemenea, pentru EC, dacă valoarea > 2.4, atunci Arduino comanda
pentru a deschide supapa pompei de apă din cauza faptului că apa e ste un bun reductor de conductivitate
electrică. Astfel, dacă CE <2.25 se deschide supapa pompei pentru a stropi cu lichidul AB mix, folosit ca
și îngrășământ pentru planta de chili.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
20

C. Sistemul de alarmă
Sistemul de alarmă este una dint re caracteris ticile care poate furniza notificări către utilizatorul
sistemului daca acesta nu funcț ionează co rect. S istemul de alarmă va trimite un mesaj utilizatorului către
server prin intermediul portalului SMS. Acest mesaj va furniza s istemului IoT informațiile și va inițializa
calibrarea. Fiecare senzor va fi verificat automat de sistemul de alarmă, iar dacă senzorul nu este citit
corect se trimite o notificare către utilizator , pentru ca mentenanța să fie întreținută prin utilizator.
D. Sistem de monitorizare
Sistemul de monitorizare este concep ut pentru a monitoriza starea plante i de chili în timp real.
Acest sistem este sensibil si adaptat pentru o aplica ție web mobil ă, fiind mai uș or si mai confortabil de
utilizat. Acesta este un sistem de monitorizare care folosește CodeIgniter și B ootstrap, îmbinând aceste
două cadre s -a realizat un sistem de monitorizare structurat și receptiv.
Acest sistem de monitorizare preia date specif ice și detaliate, și poate fi accesat de oriunde și
oricând de pe telefon. M onitorizarea este foarte impo rtantă chiar dacă acest sistem acționează automat în
rezolvarea fiecărei probleme identificate de fiecare senzor în parte . Acest sistem va cunoa ște bine starea
reală a plante i de ardei , astfel încât agricultorii să poată face o analiză mai pr ofundă a dezvotării ei. D atele
preluate de senzor și afișate pe site -ul mobil, vor fi intermediarul fermierilor pentru a le controla starea
plantelor lor.
Sistemul de monitorizare are 3 pri ncipale caracteristici :
1. Informații despre plante
Sistemul de monitorizare oferă cele mai recente informații despre plantă, iar această informație va ajuta
utilizatorul să înțeleagă comportamentul plantei de chili.
2. Tabel de analiză a datelor
Prin această caracteristică utilizatorul poate accesa datele preluate de la fiecare senzor în detaliu, datele
fiind reprezentate sub forma unui tabel, care conține valorile senzorului și timpul de recuperare a datelor.
Prin acest tabel fermieri i pot vedea dacă plantele sunt în stare bună sau nu.
3.Diagramele datelor analizate
Sistemul va monitoriza în mod specific, analizând graficul de date. Obiectivul său este de a furniza
informații detaliate despre aceste plante de chili, utilizatorii având acces complet la informații, cum ar fi
pH-ul, conductivitate a electrică, u miditate a solului, temperatura și umiditatea aerului . Prin această
caracteristică fermierii vor obține o imagine de ansamb lu a informațiilor despre plante, și anume o
prezentare generală a informațiilor valabile .
Rezultate obținute:

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
21
A. Experiment
Experimentul a fost efectuat timp de cinci zile, folosind tehnologia inteligentă IoT, care a fost numit ă
Internet of Plants , sau monitorizarea inteligentă a ghivecelor cu flori. N umărul de frunze și muguri de flori,
de asemenea înălțimea plantelor , sunt parametrii urmăriți în acest experiment. Rezultatele exper imentului
care folosește tehnoligia inteligentă IoTa avut un impact foarte bun în creșterea ardeilor iuți, unde creșterea
frunzelor a fost mai r apidă și proaspătă pentru mai mult timp. Mai departe, datele au fost analiza te
utilizând metoda descriptive -cantitativă prin descrierea amănunțită a datelor obținute în timpul cercetării .

În figura de mai sus plantele care utilizează tehnoligia IoT sunt reprezentate cu albastru și cele
convenționale sunt reprezentate cu portocaliu. Bazându -se pe graficul de mai sus, cercetătorii au ajuns la
concluzia că plantele de chili care au fost controlat e de un sistem inteligent IoT au avut o creștere mai
rapidă a frunzelor cu un indice egal cu 4.0833 , în timp ce la plante le la care s -a folosit un sistem
conventional, acest indice a fost egal d oar cu 2.167. Acest lucru indică faptul că, în ce ea ce privește
creșterea plantei de chili, sistemul a reușit să dezvolte ma i bine creșterea frunzelor decât la creșterea
plantelor folosind metode convenționale în ghivece. Referitor la înălțimea plantelor, cercetarea arată că
creșterea plantelor de chili folosind sere este mai prielnică comparativ cu plantele crescute î n ghivece . Pe
baza graficului de mai sus, plante le la care s -a folosit un sistem inteligent IoT au avut o creștere mai bună a
plantelor cu o medie de 1.708 cm î n timp ce creșterea plantele lor în ghivece este de numai 0,875 cm. În
timpul experimentului plantele care folosesc IoT au avut boboci de flori, pe când cele crescute
conventional, nu . Acest lucru sugere ază că plantele în ghivece nu stimulează creșterea mugurilor de flori.
Acești trei parametrii arată că creșterea plantei de ardei iute utilizâ nd un sistem inteligent Iot care a fost
echipat cu dispozitive automate de monitorizare, un sistem automat de udare și sistemul care ajută la
păstrarea substanțelor nutritive în mod automat , s-a comportat mai bine decât cele care au utilizat sisteme
conv enționale de c reștere în ghiveci.
B. Rezultat
Supapa pompei va fi răsucită spre a se deschide atunci când solul este uscat, iar atunci cand solul este
suficient de umed, valva va fi închis ă automat.
Din tabelul precedent , se poate observa că atunci când umiditatea este peste indicele egal cu 800, supapa
va fi deschisă automat, iar dacă umiditatea este sub 700, atunci supapa va fi automat închisă datorită
umid ității solului.
Nr. Senzor pH Senzor CE pH ridicat pH scăzut AB mix apă
1 5.34 1.97 Deschis Închis Deschis Închis
2 8.32 2.96 Închis Deschis Închis Deschis
Număr caz umiditate sol Nivel Stare valv ă
1 >930 Deschisă
2 <730 Închisă
3 >850 Deschisă
4 <180 Închisă

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
22
3 3.49 0.78 Deschis Închis Deschis Închis
4 9.17 3.12 Închis Deschis Închis Deschis
5 1.32 0.89 Deschis Închis Deschis Închis
6 7.99 2.56 Închis Deschis Închis Deschis

Din acest tabel , se pot observa rezultatele neutralizării automat e a solului, deci, atunci când valo area pH –
ului este mai mare de 6.5, supapa pompei se va deschide automat pulverizând lichidul cu ph -ul scăzut, iar
dacă valo area pH -ului este mai mică de 6. 5, supapa pompei va elibera automat soluția cu pH -ul mai
ridicat. De asemenea, când valoarea conductivității electrice este mai mică de 2.25, supapa pompei
eliberează autom at apă și dacă EC este mai mare de 2.25, supapa pompei eliberează automat soluția AB
mix.
V.CONCLUZIE
Pe baza experimentelor, cercetătorii au ajuns la concluzia că s istemul automat de stropire și
monitorizare a plantelor face creșterea acestora mai rapidă și mai bună, în cazul în care numărul de frunze
și înălțime a plante i de chili este în fiecare zi în creștere. Acest sistem permite, de asemenea agr icultorilor
să controleze culturile, caz în care volumul de muncă va fi mai mic și mai ușor decât în cazul p lantelor
crescute conventional, aceștia putând monitoriza plantele lor cu ajutorul telefonului. Agricultorii nu vor
mai fi nevoiți să-și sacrifice timpul și energia în gestionarea plantelor de chili .[7][8][9]]10]

WE500 – Nethix
Acest dispozitiv este o soluție flexibilă, plină de inovatie si performanță , care permite
monitorizarea și controlul de la distanță a fiecărei părți dintr -o instalație de apă, d e la nivelul rezervorului ,
până la pompe și senzori de măsurare a debitului.
Sistem ul autonom WE500 ar e nevoie doar de o cartelă SIM activată și de o sursă de alimentare
pentru realizarea activităților sale. Nu are nevoie de niciun fel de interacțiune umană de la fața locului.
Interfața web încorporată și furnizată de WE500, care permite monitorizarea și d escărcarea datelor
înregistrate, este disponibil ă prin conexiune 2G / 3G wireless de date, LAN sau LAN fără fir. Interfața
poate fi accesată de pe un browser PC sau de pe orice telefon mobil , utilizând aplicațiile iOS sau Android
furnizate. Serverul la car e sunt trimise datele poate fi localizat în cloud sau în sediul clientului.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
23
WE500 este singurul di spozitiv de pe piață cu opțiunea dual modem care oferă redundanță la
conexiune a fără fir pentru misiuni critice. Redundanța este asigurată prin mai multe politici care pot fi
selectate în funcție de nevoile utilizatorului . Interfața web este ușor de utilizat, fiind auto-explicativă și
versatilă. Datele sunt prezentat e prin tabele și grafice multi -trace, care permit comparați i între mai mulți
parametri într -un singur grafic, cum ar fi o comparație între fluxul de intrare și fluxul de ieșire al datelor .

Mai multe elemente ale interfeței cu utilizator ul pot fi personalizate, cum ar fi logo-ul companiei și
culorile, of erind aspectul și simțul d orit.
Datorită arhitecturii modulare și flexibile a sistemului, WE500 poate fi personalizat în funcție de
nevo ile specific. M odulele noi sau existente pot fi ușor adăugate și/sau modificate după solicitări le
utilizatorului . WE500 este de asemenea extensibi l prin analogie suplimentară și intrări/ ieșiri digitale
atunci când este necesar.
Prin l ogarea datelor despre instalațiile de apă , WE500 oferă o logare sofisticată a datelor , cu un
mecanism care obține statutul sistemului local I/ O, modbus sau alte protoc oale personalizate , și trimite
datele către un server de la distanță folosind protocoale standard, cum ar fi HTTP și FTP. Datele pot fi
stocate în memoria internă , sau în stick -uri de memorie USB. De asemenea, pot fi descărcate în mai multe
formate, cum ar fi XLS și CSV.
Flexibilitatea WE500 permite controlul mai multor instalații și parametrii cum ar fi fluxul de
intrare și ieșire la măsurare. Diagnosticare a de la distanță WE500 poate detecta posibile defecțiuni ale
sistemului, cum ar fii scurgeri de apă , și le raportează printr -o alertă avansată a sistem ului care trimite
notificăroi utilizatorilor selectați prin SMS sau e -mail.
Acesta p oate trimite notificările la un server de la distanță care poate să analizeze datele și să
răspundă printr -o acțiune prin același canal sau chiar prin comenzi SMS care pot fi executate de către
WE500.
WE500 poate comunica și cu alt e produse Nethix prin SMS, sau e -mail. Acest lucru poate fi util
pentru automatizarea mai multor operaț iuni, cum ar fi activarea unei pompe când ni velul apei atinge un
prag deja stabilit.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
24
Monitorizarea și controlul în timp real WE500 permite notarea performanțelor oricăror parametrii
specifici udării plante lor, cum ar fi nivelul lichidului, volumul, presiunea si densitatea, in timp real prin
afisarea grafice lor sau tabele lor care pot fi de asemenea descărcate pentru procesare ulterioară.
Specificații
– CPU: ARM pe 32 de biți
– Depozitare: 1 GB Flash
– Comunicații: 2x RS -232, 1x RS -485, MODBUS
– I / O local: 8 intrări digitale, 2 ieșiri digitale, 2 ana log IN
– Wireless: Modem 3G / HSPA sau 2G / GPRS
– Conectivitate: Ethernet 10/100 Mbit RJ45
– Opțiuni: modem dual, USB, WiFi

Foobot înseamnă a er mai bun , viață mai bu nă. Foobot furnizează produse, servicii și
tehnologii de monitorizare a aerului care permit măsurarea poluării interioare, ceea ce duce
la îmbunătățirea calității aerului în case, locuri de muncă și spații publice interioare.
Monitor ul de calitate a aerului Foobot este un dispozitiv elegant, mic, care
monitorizează calitatea aerului din ca să, inclusiv nivelurile de C02, temperatură și umiditate.
Gadgetul wireless se conectează la dispozitivul mobil printr -o aplicație pentru a furniza aceste
informații utilizatorilor și poate fi conectat și la alte dispozitive pentru a îmbunătăți în mod
automat calitatea aerului în mediul de acasă.
Foobot poate miros i poluantii invizibili si inodori din mediu si ii face vizibili pe ecran, printr -un
LED. Într-o singură privire, culoa rea și intensitatea luminii sale vor informa dacă aerul din incapere se
simte mai mult ca o pădure din Alpi sau o autostradă în L.A.
Aplicația Foobot informează despre cauzele și consecințele activităților umane și
despre modul în care afectează calitatea aerului din casă. Acesta oferă c itiri și diagrame în
timp real ale fiecărui poluant într -o perioadă de timp, începând cu prima zi. Astfel, se vor
putea identifica mai ușor sursele și modurile de poluare.
Foobot consolidează obiceiuril e bune, deoarece informeaza locatarii despre ce se
întâmplă în interiorul casei , pentru a fi mai reactivi.
Acesta compilează datele colectate de la cei patru senzori. Apoi, se asamblează un
scor general care reflectă indicele de calitate a aerului al casei pe o scară de la 0 la 100.
Înainte ca prima generație de Foobot să fie lansată în 2014, ar fi trebuit ca oamenii
care isi doresc sa stie aceste lucruri legate de propria locuinta, să plăteasca mii de dolari
pentru un monitor de aer de laborator. Cu toate acestea, astfel de dispoziti ve nu ar fii fost
potrivite pentru case.
Familiile au nevoie de răspunsuri pentru întrebări precum: "Detergentul acesta face
aerul din locuinta mai puțin sănătos?" Sau "Trebuie să deschid fe reastra chiar acum?" De
aceea s -a creat Foobot. Acesta a fost conc eput pentru a detecta te ndințele calității aerului și
permite utilizatorilor sa stie dacă lucrurile se îmbunătățesc sau se înrăutățesc.
Foobot funcționează perfect cu termostatele inteligente Google Nest. În majoritatea
locuințelor din S.U.A., Nest se con ectează la sistemul HVAC. Foobot poate prelua apoi
sistemul de ventilație și poate controla reînnoirea fluxului de aer pe baza măsurăt orilor de
poluare în timp real. Utilizatorii care conectează Foobot la Nest au o expunere cu 53% mai
mică la aerul poluat de particule și cu o expunere de 35% la aerul poluat cu VOC. De-a lungul
unei vieți, acest lucru ar putea adăuga ani la viața cuiva.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
25

HARDWARE
În ultimii zece ani, măsurarea calității aerului a necesitat senzori foarte costisitori, care
costau mii de dolari. Odată cu apariția unor senzori cu costuri reduse, lucrurile s -au schimbat:
în loc să se măsoare o dată ceea ce numim o imagine "hi -res" cu un instrument de laborator
foarte precis, am ales să folosim o abo rdare "flux video" monitorizare continuă. Senzorii sunt
într-adevăr doar primul pas, deoarece software -ul încorporat și conectivitatea permit o
monitorizare constantă și multe altele. Produsele Foobot sunt proiectate în Luxemburg cu
senzori din Europa , Japonia și SUA și asamblate în Shenzhen, China. Echipa gestionează
îndeaproape fiecare etapă a procesului de fabricație , inclusiv procesul de calibrare.
INTERNET
Prin conexiunea la Internet se realizează îmbunătățirea continuă prin actualizările
Over The Air, reprezentând o proprietate esențială în sfera IoT.
Software -ul primește actualizări, produsul îmbunătățindu -se în timp. Deoarece
dispozitivele Foobot au software -ul încorporat și sunt con ectate la Internet, hardware -ul
beneficiază de -a lungul timpului de modul în care funcționează software -ul. Întreaga linie de
produse conectate evoluează în mod constant datorită actualizării R & D și a actualizărilor de
la distanță prin Wi -Fi.
SOFTWARE
Software -ul Foobot de dispozitive, cunoscut ca software încorporat, este o
componentă cheie între senzorii hardware și Cloud. Software -ul încorp orat gestionează:
instrucțiuni de r ecalibrare trimise prin Wi -Fi (r ecalibrarea este complet automată pe
dispozitivele Foobot și nu necesită intervenție umană) , instala rea actualizării software -ului,
prelucrarea datelor senzorilor, comportament în timp real (d eși datele sunt trimise Cloud -ului
în intervale de 5 minute, unele dintre monitoare trebuie să furn izeze măsurători în timp real,
deci s oftware -ul dispozitivului gestionează caracteristicile în timp real, după cum este necesar
pentru fiecare t ip de dispozitiv).
PLATFORMA CLOUD
Stocarea datelor în Cloud include multe beneficii printre care: preluarea datelor de la
distanță, siguranță și securitate, ac tualizări constante si atenționarea utilizatorului dacă este
cazul, analiză aprofundată (putere nelimitată a procesorului Cloud ).
Deoarece datele sunt stocate pe Cloud, acestea pot fi prelua te de oriunde, de pe
orice dispozitiv. Infrastructura serverului este implementată în SU A, în Europa, China și
Japonia.
APLICATII CLOUD
Aplicațiile Cloud -to-Cloud permit creearea de interacțiuni cu orice alt serviciu sau
produs conectat la Cloud. Acest lucru este util deoarece : permit acționarea unui dispozitiv
de purificare sau filtrare bazat pe nivelurile de poluare identificate ; poate adapta viteza de
ventilație în funcție de concentrația de poluanți; este posibilă acționarea unui sistem integrat
de tratare a aerului prin intermediul termostatelor conectate ; apelează un profesionist de
întreținere HVAC ori de câte ori poluarea este prea mare pentru o anumită perioadă de
timp.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
26
La Airboxlab se construiesc aplicații pentru a conecta Cloud -ul la Cloud -urile altor
companii, cum ar fi Amazon Echo, IFTTT, Termostat Lux sau la dispozitivul de purificare
FreshAireUV. Unii dintre utilizatorii Foobot (atât persoane fizice, cât și companii) fo losesc
de asemenea acest API pentru a -și construi propriile aplicații.
Deci, acest dispozitiv ajută la îmbunătățirea calității vieții, al somnului, al respirației,
dar și al locuinței prin prevenirea mucegaiului și umezelii excesive, ba chiar poate reduce
alergiile, și crește productivitatea . [4]

Preț: 199$

AWAIR este un dispozitiv care seamănă cu un radio de epocă, dar Awair este mult
mai mult decat atat. Acesta este un instrument sensibil pentru măsurarea calității aerului, de
la alergeni la umiditate, temperatură până la dioxid de carbon. Awair este un dispozitiv IoT
creat în conformitate cu cele mai mari cerințe de pe piața actuală a domeniului Smart Home.
Utilizatorul va fi informat prin intermediul lui, despre ce trebuie făcut astfel încât calitatea
somnului să crească, iar starea sănătății sale să se îmbunătățească considerabil.
Având în vedere timpul petrecut acasă, menținerea aerul ui proaspăt și curat pentru a
rămâne sănătos , este foarte importantă . Acest lucru este valabil mai ales dacă cineva din
familie suferă de alergii sau de astm. Acest lucru a făcut posibilă a lăturarea Awair în rândurile
crescânde ale monitoarelor de calitate a aerului. Acesta urmărește calitatea aerului din
interior prin intermediul aplicației furnizate, oferind sfaturi și idei despre ce trebuie făcut atunci
când lucrurile se înrăutățesc.
Awair are un d esign deosebil și interesant, f abricat din nuc nord american, monitorul
calității aerului arată mai mult ca un ceas fantezist sau un difuzor Bluetooth de înaltă calitate decât
ceva pentru măsurare a calității aerului din locuință. Monitorul de calitate a ae rului afișează un ceas
LED simplu, când este inactiv . Un si ngur LED colorat va permite monito rizarea și afișarea indicelui
de calitate a aerului: verde este bun, roșu este rău. Pentru a obține mai multe informații, o atingere
dublă pe mo nitorul de calitate a aerului va afișa scorul actual Awair: cu cât numărul afișat este mai
mare, cu atât mai bine. Pri n intermediul aplicației, se poate schimba afișajul pentru a afișa permanent
un ceas, scorul Awair sau temperatura și umiditatea.
Monitorul calității aerului, Awair , studiază cele mai multe dintre problemele comune
care pot afecta calitatea aerului din interior. Acestea includ un senzor de CO2 pentru
măsurarea nivelului de dioxid de carbon din cameră; nivelurile ridicate afectează co ncentrația
și înseamnă că aerul trebuie să fie revigorat.
Apoi, Awair măsoară substanțele chimice pri n intermediul senzorului său de măsurare
a compuși lor organici volatili (VOC). Acestea sunt substanțe chimice nocive în aer, care pot
proveni din orice, de la spray -uri de curățare și produse de păr la adezivul folosit în mobilier
vechi. Apoi, funcția de măsurare a nivelului de praf măsoară nivelul particulelor mici de praf
în aer . Acestea ar putea pătrunde în corpul uman și mai ales în plămân i, provocând pr obleme
în special persoanelor care suferă de alergii.
În mod standard, monitorul de calitate a aerului Awair poate monitoriza temperatura și
umiditatea. În special, umiditatea este o măsură toare utilă: o cameră prea umedă poate
crește mucegaiul; o cameră p rea uscată poate duce la dificultăți în r espirație și la uscarea
pielii.
Odată conectat monitorul calității aerului Awair la Wi -Fi utilizând telefonul mobil , se pot
monitoriza toate aceste variante din aplicație. Aici este afișat Scorul Awair, alături de punctele
colorate, pentru a arăta dacă lucrurile sunt bune , sau nu – verde, portocaliu, roșu. Sub
punctele colorate este afișată citirea efectivă pentru fiecare măsurătoare, astfel încât se pot
observa zonele care provoacă probleme. Atingerea orică rei măsu rători furnizează mai multe
detalii despre citire, plus orice proble mă asociată citirilor anormale.
Modul implicit este unul general, dar se poate selecta, de asemenea, un altul – de
alertare, somn, productivitate sau copil. Acestea ajustează citirile pentru a se potrivi acestor

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
27
moduri specifice, cum ar fi avertizarea utilizatorului despre nivelurile de CO2 într -un punct
anterior, dacă selectați modul Productivitate.
Dacă Scorul Awair începe să scadă, secțiunea Sfaturi din aplicație va oferi câteva
sfaturi sensibile – cum ar fi curățarea filtrelor de praf și asigurarea unei ventilații bune. Există
câteva articole de interes general privind menținerea sănătății, produse în asociere cu Clinica
Mayo. Cu toate acestea, exis tă câțiva biți de informații care sunt mai mult decât reclame, cum
ar fi un conector pentru un purificator de aer.
Fila Trend va permite afișarea fiecare i măsurari reprezentată grafic în ultimele șapte
zile, permițând ca filele privind calitatea aerului să fie păstrate pe o perioadă mai lungă. Din
păcate, nu există nicio opțiune de etichetare a eveniment elor, cum ar fi notarea zilei când s –
a făcut curățenie sau ora la care s -a gătit . Capabilitatea de a asocia acțiunile cu măsurătorile
este utilă, deoarec e poate ajuta la recunoașterea cauzei posibile a problemei, astfel încât să
poată fii schimba t modul în care se reacționează.
De reținut faptul că aplicația Awair afișează numai date pentru 24 de ore și se poate
da înapoi în timp doar cu câte o zi.
Awair răspunde rapid la schimbări. În mod normal, dimineața, niveluri le de CO2 s -ar
ridica după ce s -ar intra prima oară în cameră și s -ar începe folosirea oxigenul ui. Începând
curățenia intr -o cameră cu praf, ecranul devine curând roșu, iar aplicația prezintă o
concentrație ridicată de praf. În mod similar, folosirea unui parfum de cameră a împins imediat
rezultatul spre un nivel mai ridicat de COV și praf .
Awair are un canal IFTTT, astfel încât se pot utiliza măsurătorile sale pentru a declanșa
alte dispozitive. De exemplu , dacă umiditatea crește peste un nivel setat, se poate porni un
dezumidificator conectat. Canalul nu este la fel de flexibil ca și alte monitoare de aer. Există
declanșatoare de umiditate și temperatură ridicate sau joase , dar numai declanșatoare de
CO2, praf și COV ridicate.
Având declanșatoare ridicate și joase este util, deoarece se poate seta un dispozitiv
să se pornească atunci când nivelurile se ridică și să se oprească atunci când nivelurile scad.
Chiar și așa, este utilă în s pecial posibilitatea de a seta avertismente personalizate sau de a
urmări modificările într -o foaie de calcu l Google, astfel încât să se poată elabora tendințe pe
termen lung și să efectuați modificări adecvate.
Awair a construit o abilitate Alexa, astfe l încât să fie posibilă o comunicare cu Echo -ul
despre calitatea aerului d in casă. La momentul scrierii, a bilitatea nu funcționa încă, dar ar
trebui să fie disponibilă în curând.
Awair a făcut cu siguranță cea mai atractivă monitorizare a aerului de pe piață și este
minunat ă posibilitatea de a obține mai multe informații de pe panoul frontal, spre deosebire
de necesitatea de a utiliza aplicația. Pentru momentele în care este nevoie de mai multe
detalii, aplicația este bună și monitorul calității aerului este actualizat rapid când au fost
detec tate modificări ale mediului . Cu toate acestea, apli cația este puțin incomodă de utilizat
în anumite situații. În plus, legăturile cu alte produse conectate nu sunt foarte reușite , iar
canalul IFTTT nu este la fel de flexibil ca și cu alte produse.
În echilibru, monitorul Foobot pentru calitatea aerului interior este de departe un
produs mai bun .[5]

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
28

Preț: 199$

NEST face posibilă controlarea temperaturii din interiorul locuinței prin telefon. Acesta se poate
chiar adapta programului utilizatorului și poate ține evidența consumului de energie, astfel încât utilizatorul
este informat când și cum poate deveni mai ecologic . Nest, de asemenea, este dotat cu un detector
inteligent de fum și o cameră de securitate intelige ntă, deci poate face din orice casă, una inteligentă.
Nest Labs este un producător american de dispozitive pentru automatizare a locuinței , cu
termost ate programabile, senzori, termostate Wi -Fi, detectoare de fum, camere de securitate și alte
sisteme de se curitate. Acesta a introdus termostatul Nest în 2011 ca primul său produs. Detectorul Nest
Protect de fum și monoxid de carbon a fost apoi introdus în octombrie 2013. După achiziționarea
Dropcam, Nest Cam a fost introdus în iunie 2015. În cele din urmă, în iulie 2016, Nest Cam Outdoor a
fost scos pe piață.
Cofondat de fostii ingineri Apple , Tony Fadell și Matt Rogers în 2010, compania a crescut rapid
la a avea mai mult de 130 de angajați până la sfârșitul anului 2012. Google a achiziționat Nest Labs
pentru 3.2 miliarde USD în ianuarie 2014, când avea 280 de angajați, continuând identitatea mărcii Nest.
În noiembrie 2015, Nest Labs a crescut în peste 1.100 de angajați, cu un nou centru de inginerie în
Seattle. În urma reorganizării companiei Google, co mpania Nest a funcționat ca divizie a companiei, însă
a fost reintrodusă în unitatea hardware Google în februarie 2018.
Termostatul Nest este un termostat electronic, programabil și auto -învățat, care optimizează
încălzirea și răcirea locuințelor și a firmelor pentru a economisi energie . Acesta s e bazează pe un
algoritm de înv ățare a mașinilor: pentru primele săptămâni utilizatorii trebuie să regleze termostatul pentru
a furniza se tul de date de referință. Nest poate apoi să învețe programul oamenilor, la ce temperatură
sunt obișnuiți și când preferă o altă temperatură . Utilizând senzorii încorporați și locațiile telefoanelor, se
poate trece în modul de economisire a energiei atunci când se realizea ză că nimeni nu este acasă.
Termostatul Nest este constru it în jurul unui sistem de operare care permite interacțiunea cu
termostatul prin rotire și clic k pe roata de control, care aduce meniuri opționale pentru trecerea de la
încălzire la răcire, sau acces la setările dispozitivului, istoricul energiei și plani ficare. Utilizatorii pot
controla dispozitivul Nest fără un ecran tactil sau alt dispozitiv de intrare. Pe măsură ce termostatul este
conectat la Internet, compania poate să împingă actualizări pentru a repara erorile, pentru a îmbunătăți
performanța și a adăuga funcții suplimentare. Pentru ca actualizările să aibă loc automat, termostatul
trebuie să fie conectat la Wi -Fi și bateria trebuie să aibă cel puțin o încărcare de 3,7 V pentru a oferi
suficientă putere pentru a finaliza descărcarea și instalarea ac tualizării. Sistemul de operare în sine este
bazat pe Linux 2.6.37 și multe alte componente de software liber .
Nest este în prezent disponibil pentru vânzare în Statele Unite, Canada, Mexic, Marea Britanie,
Belgia, Franța, Irlanda, Olanda, Germania, Austria, Italia și Spania. Cu toate acestea, este compatibil cu
multe sisteme de automatizare pentru încălzire și răc ire din alte țări. Nest Labs au chestionat utilizatorii
existenți cunoscuți ca fiind în afara zonelor în care aceste dispozitive sunt oficial disponibile. Utilizarea
termostatului în afara Statelor Unite și a Canadei este complicată datorită timpul ui de se tare a software –
ului și datorită altor funcții bazate pe codul poștal. Pentru utilizatorii internaționali aceasta înseamnă că
trebuie fie să dezactiv eze Wi-Fi-ul pentru a se ta ora corectă, fie să utilizeze cel mai apropiat cod poștal
din SUA, ceea ce ar pu tea avea un comportament nesigur , deoarece termostatul face presupuneri greșite
despre inactivitate a umană care corespunde fie somnului, fie programului locatarilor.
În septembrie 2017, Nest a lansat Thermostat E, o versiune mai ieftină a termostatului original
inițial. Funcționalitatea este similară cu modelul standard, cu excepția unui inel de plastic (în loc de metal)
și a unei plăci mate pentru afișare. Spre deosebire de original, ecranul se activează numai când

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
29
dispozitivul este utilizat; aceste mod ificări de proiectare sunt menite să facă aparatul să pară mai natural
în cadrul unei case. De asemenea, termostatul E nu dispune de conectori de cabluri ca și modelul de
vârf. Nest a declarat că acest lucru ar face ca acesta să suporte cel puțin 85% din l ocuințe (spre
deosebire de 95% pentru modelul standard).
În octombrie 2013, Nest a anunțat al doilea produs, detectorul de fum și detectorul de monoxid
de carbon Nest Protect. Nest Protect este disponibil atât pe alb cât și pe negru (negru este vândut
exclusiv p rin intermediul Nest direct) și, de asemenea, vine atât pe baterii cât și în varianta de alimentare
AC. Nest Protect dispune de un inel luminat multicolor, care este colorat pentru a indica diferite operații,
cum ar fi galben pentru a indica un avertisment timpuriu sau roșu pentru o alarmă. Inelul are, de
asemenea, un detec tor de mișcare care îi schimbă scurt culoarea în alb atunci când cineva trece pe sub
el pentru a asigura iluminarea. Nest Protect este activat prin voce și avertizează pentru o alarmă care
suna scurt înainte de a se face acest lucru. Este, de asemenea, capabil să comunice cu termostatul Nest
pentru a furniza informații despre caracteristica Auto -Away ca fiind prezentă în casă, precum și pentru a
opri cuptorul în caz de incendiu sau o concentrție prea mare de monoxid de carbon. Nest Protect oferă,
de asemenea, o caracteristică controversată de Wave Silence pentru a opri o alarma din a suna în cazul
unei potențiale alarme false.
În data de 3 aprilie 2014, vânzările Nest Protect au fo st suspendate, datorită posibilității de
dezactivare accidentală a caracteristicilor legate de alarmă 440 000 de unități Nest Protect existente au
fost retrase din cauza acestei probleme la data de 21 mai 2014 și a fost distribuită o actualizare de
software pentru a dezactiva această funcționalitate .
Pe 17 iunie 2015, Nest a lansat o nouă versiune a Nest Protect. Este prima alarmă de fum care
a adus pe piața Smart Home un senzor fotoelectric de calitate ; numit senzor de spectru Split și care
utilizează două lungimi de undă pentru a detecta di ferite tipuri de fum, ceea ce îl ajută să detecteze rapid
atât focul cu ardere rapid ă, cât și cel cu arderea lentă. În plus, datorită senzorului de monoxid de carbon
de lungă durată, Nest Protect durează z ece ani. Noul Protect are, de asemenea, o caracteristică numită
App Silence, care permite tăierea acestei funcționalitate folosind telefonul mobil inteligent dacă utilizatorul
nu se afla în SUA sau Canada. De asemenea, când nu e nimeni acasă, detectorul de fum se va testa
folosind un microfon încorporat. Safety Rewards permit utilizatorilor Nes t Protect care au asigurarea prin
American Family și Liberty Mutual să obțină valoare economii lor de pe factura lor.
În iunie 2014, Nest a achiziționat Dropcam, pro ducătorul camerei de se curitate Dropcam. În
iunie 2015 Nest a anunțat Nest Cam, o cam eră de securitate modernizată , bazată pe camera Dropcam.
Caracteristicile sunt o rezoluție video de 1080p, un stand rotativ, magnetic, viziune pe timp de noapte,
discuții în două sensuri, alerte de sunet și mișcare și servicii op ționale Nest Aware C loud pentru o taxă
suplimentară. A fost redenumită Nest Cam Indoor ca urmare a anunțului despre Nest Cam Outdoor în
iulie 2016.
Greselile multiple de proiectare fac Dropcam -ul vulnerabil să permită oricărei terțe părți să
oprească înregistrarea, permițând hoților să se strecoare în casă fără a fi înregistrați.
Nest Cam Outdoor a fost anunțat în iulie 2016 și este o versiune a Nest Cam adaptată pentru
monitorizarea în aer liber. Principalele diferențe de la Nest Cam Indoor sunt în proiectarea sa, care este
construită pentru a rezista condițiilor de vreme .
Nest Cam IQ a fost anunțat în iunie 2017 și este un model mai bun pentru Nest Cam Indoor.
Dispune de un senzor de cameră 4K c u HDR. De asemenea, vine cu abilitatea de a recunoaște și de a
distinge fețe umane diferite atunci când se utilizează serviciul Nest Aware. De asemenea, are mai multe
îmbunătățiri minore, cum ar fi o conectivitate Wi -Fi mai bună, LED -uri mai strălucitoare în infraroșu, un
difuzor mai puternic în plus față de microfoane adăugate și o vizionare de urmărire apropiată, care
mărește acțiunea care apare în cadrul camerei.
Un model exterior în aer liber a fost anunțat în septembrie 2017. Versiunea internă a Cam IQ a
primit, de asemenea, o actualizare pentru a adăuga funcționalitatea Google Asistent la dispozitiv în 2018.
Nest Secure este un sistem de securitate la domicil iu anunțat în septembrie 2017. Sistemul este
alcătuit din Nest Guard (o alarmă, o tastatur ă și un senzor de mișcare), Detectarea Nest (o ușă / fereastră
și un sen zor de mișcare) și Nest Tag (buzunar cu lanț și cheie) Produsul a fost lansat în noiembrie 2017.
Nest Hello este un robot de sunet inteligent, cu recunoaștere facială. Dispozitivul a fost inițial
programat pentru lansare în februarie 2018, dar a fost întârziat până în martie în St atele Unite. Hello a
fost lansat în Marea Britanie în mai 2018. [6][7][8][9][10][11][12]

Termostat Nest, Generatia a 3 -a: 319 EUR
Nest Protect, Generația a 2 -a – detector inteligent de fum : 110 EUR

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
30
1.3. Concluzie realizată în urma studiului de caz efectuat / Tema lucrării

Concluzia formulată în urma studiului de caz efectual, este totodata și tema acestei lucrări de
licență.
Se observă faptul că se încearcă introducerea mai multor tehnologii care să ducă la ușurarea
proceselor, până acum, realizate de oameni. Tehnologiile IoT s -au dovedit a fii foarte utile în deschiderea
unei alte viziuni asupra agriculturii, sau chiar a locuinț ei oricărui om. Conceptul Smart Home este în
continuare foarte discutat și se fac studii intense pentru a se ajunge la un produs optim, speciazlizat și
adaptat nevoilor fiecăruia.
Cu toate acestea, piața IoT este în continuare destul de scumpă, dar acest lucru nu ar trebui să
constituie un impediment dacă se dorește un astfel de produs, datorită surselor informatice aproape
nemărginite și în continua dezvoltare, și posibilităților oferite de companiile open -source.
În acest proiect se va dori realizarea u nui sistem similar celor prezentate anterior, care să
răspundă unor cerințe de bază pentru păstrarea în parametrii normali a plantelor pe care utilizatorul le
deține acasă, sau, de ce nu, poate fi un prototip de sistem folosit la cultivarea plantelor în ag ricultură,
realizat la scară mică, și dezvoltat ulterior la o rețea de mai multe astfel de plante.
Se vor realiza următoarele – reducerea complexității sistemului dezvoltat, alegerea unui minim
necesar de parametrii care trebuie monitorizați pentru o bună observare a unei plante obișnuite,
realizarea unui sistem automat, sau semi -automat, care să ajute la dezvoltarea plantei în condiții bune, și
nu în ultimul rând, reducerea costului realizării unui astfel de sistem de monitorizare, udare, și ventilare a
plantelor.
Monitorizarea se va realiza cu ajutorul unei rețele de socializare, deoarece este bine știut faptul
că numărul celor care le utilizează este foarte mare, și în continuă creștere, și din cauza faptului că
această soluție poate fi una foarte comod ă pentru utiliza tor, dar mai ales, nu implică costuri (cum ar fi în
cazul folosirii serviciului GSM).
S-a ajuns la concluzia că strictul necesar în materie de parametrii care trebuie urmăriți, pentru
dezvoltarea unor plante de apartament, nu prea pretențioase, ar fi temperatura, umiditatea solului, și
calita tea aerului. Astfel, s -au ales următorii s enzori pentru mă surarea acestor factori externiâ – kit senzor
fum si g aze Inflamabile MQ2 , modul cu senzor de temperatură rezistent la apă , senzor pentru umiditatea
solului .
Microprocesorul folosit pentru a conduce întregul proces este unul accesibil, și anume o placă
de dezvol tare compatibilă cu Arduino UNO, d iferența față de placa originală fiind package -ul în care se
află microcontroller -ul ATmega328 p și faptul că este programat cu ajutorul circuitul integrat CH340 , însă
are aceleași specificații.
Pentru monitorizarea informațiilor preluate se va folosi un Shield LCD, și un Shield Ethernet care
va realiza conexiunea la pagina de Tweeter a plantei, unde vor putea fi vizualizate informații cu privire la
statusul acesteia.
Comenzile de udare, respectiv de venitlare, vor fi efectuate cu ajutorul unei mini pompe
submersibile, și a unui micro ventilator. Alimentarea ventilatorului se va realiza de la o ba terie de 9 V,
respectiv de 1.5 V pentru pompa de apă.

1.4. Structura lucrării

Având în vedere obiectivele menționate anterior, prin prezenta lucarare a fost realizată
dezvoltarea și implementarea unui sistem de monitorizare a locuinței, în special a plantelor de
apartament, iar prin integrarea anumitor structuri s -a realizat un sistem automat și semi -automat de udare
și ventilare a acestora . De altfel, testele au fost realizate utilizând un stand experimental.
Derularea proiectului a necesitat lucru susținut și continuu de -a lungul perioadei de întocmire,
realizare și implementare. Pentru a detalia mai bine act ivitatea, împărțirea pe sarcinilor pe perioade
precise de timp, s -a elaborat un grafic G antt în care se pot remarca pri ncipalele etape ale proiectului.

Claudia Cristina Imbăruș
INTRODUCERE
31
Sarcini Noi Dec Ian Feb Mar Apr Mai Iunie
1. Stabilirea temei
2. Cercetare / Efectuarea unui studiu de caz
3. Identificare cerintelor de realizare
4. Delimitare arie aplicabilitate/necesitate
5. Stabilire cadru tehnologic de realizare
6. Proiectare
7. Alegerea senzorilor
8. Alegere microcontroler
9. Alegere dispozitive de comanda
10. Soluția de realizare practică a montajului
11. Realizare ansamblu mecanic
12. Elaborarea codului sursă
13. Elaborarea codului sursă preluare date
14. Elaborarea codului sursă conexiune Twitter
15. Elaborarea codului sursă acționare
pompă/ventilator
16. Integrare și testare
17. Integrarea echipamentelor în sistem
18. Testare sistem
19. Elaborare documentație proiect

Lucrarea de față este structurată în 6 capitole, acestea acoperind atât un studiu de caz care
vizează tehnologiile folosite, dar și considerațiile teoretice specifice temei alese, cât și descrierea
amănunțită a aplicației și a montajului dezvoltat. Împărțirea pe capitole a fost făcută astfel încât se
pornește de la scopul și obiectivele propuse, se prezint ă suportul teoretic necesar înțelegerii proiectului și
se detaliază sistemul dezvoltat, precum și rezultate obținute în urma efectuării unor teste.
Capitolul I conține partea de cercetare, integrarea lucrării în contextul actual în cadrul căreia
sunt prez entate date generale despre tehnologiile inovatoare IoT, conceptul Smart Home , dar și acțiuni
posibile realizabile cu acestea, cum ar fii Home Monitoring. S -a prezentat evoluția acestor tehnologii,
împreună cu câteva studii în domeniu și unele dintre cele mai bune dispozitive de pe piață, având ca
obiective, ceea ce am prezentat mai sus că se va studia. S-a pus problema realizării unui sistem similar,
mai simplu și mai accesibil, care să cuprindă doar strictul necesar în vederea monitorizării stării plantel or
de apartament, dar care să fie capabil și de luarea unor decizii în mod automat, dacă starea plantei nu
este în parametrii normali, cum ar fi udarea sau ventilarea acesteia.
Capitolul II prezintă considerațiile teoretice necesare pentru realizar ea proiectului, legate de
elementele hardware, dar și software . În cadrul acestui capitol se detaliază echipamentele folosite în
dezvoltarea aplicației prin prezentarea senzorilor și a Shield -urilor folosite , a caracteristicilor
microcontrolerului integrat în placa de dezvoltare Arduino, și a platformei în ansamblul ei. Se va prezenta
pe scurt mediul de programare Arduino IDE, cât și funcțiile și bib liotecile integrate în proiect.
Capitolul III prezintă arhitectura sistemului, și anume schema fu ncțională a părții hardware, și
diagrama de stări a părții software. Tot aici sunt detaliate modulele sistemului – citirea in formaților
senzoriale, afișarea locală, comunicarea cu Twitter, acționarea pompei și a venilatorului. Sunt precizate
principiile d e funcționare ale sist emului, modalitatea de preluare a datelor, prelucrarea acestora, dar și
proiectarea comenzii și programarea automată a pompei, respectiv a ventilatorului.
Capitolul IV dă detalii cu privire la implementarea sistemului, luând pe rând și analizând fiecare
pas în realizarea modulelor – citire, afișare, comunicare, acționare.
Capitolul V relatează rezultatele obținute în urma unor teste, rezultate prezentate comparativ
ținând cont de cele două șcenarii implementate – cel automat și cel manual, sau semi -automat, cât și
răspunsul sistemului l a anumite tipuri de perturbații, sau probleme apărute.
În cadrul capitolului VI sunt expuse concluziile acestei lucrări, precum și perspectivele pe care
tema studiată le oferă.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
32

CAPITOLUL I I
CONSIDERAȚII TEORETICE
2.1. Hardware
Arduino este o platforma open source utilizata pentru const ruirea de proiecte electronice.
Arduino consta atât dintr -o placa de circuite programabile fizic (microcontroler e), cât și dintr -o bucata
de software sau IDE (Integrated Development Environment) c are ruleaza pe calculatorul folosit pentru a
scrie ș i a încarca codul pe placa de dezvoltare . În plus, acesta include de asemenea o comunitate vastă
care creează și pune la dispoziție proiecte capabile să controleze diverse activități sau procese din lumea
reală.

Platforma Arduino a deve nit destul de populara printre cei care sunt pasionați de e lectronică și
automatică. Spre deos ebire de majoritatea plă cilor cu circuite programabile anterioare, Arduino nu are
nevoie de o bucata separata de hardware , pentru a încar ca un nou cod pe placa se poate utiliza un simplu
cablu USB. În plus, ID E-ul Arduino utilizeaza o versiune simplificata a limbajului de programare C, sau
C ++, facilitând învăț area programarii. În ce le din urma, Arduino ofera o soluție standard care
descompune funcț iile microcontrolerului într -un pachet mai accesibil.

Uno este una dintr e cele mai populare plăcuțe din familia Ardui no și este o alegere excelenta
pentru începatori. Hardware -ul și software -ul Arduin o au fost concepute pentru artiști, designeri,
pasionaț i de hobby -uri, hackeri, începatori ș i pentru oricine este interesat în c rearea de obiecte sau medii
interactive. Arduino poate in teracț iona cu butoane, LED -uri, motoare, difuzoare, unități GPS, camere
video, internet ș i chiar cu telefonul inteligent sau televizorul! Aceasta flexibilitate combinată cu faptul
ca software -ul Ardu ino este gratuit, iar plă cile ha rdware sunt destul de ieftine, și ambele destul de ușor
de înțeles sau învățat, au dus la o comunitate larga de utilizatori care au contribuit cu cod și au lansat
instrucț iuni pentru o mare varietate de p roiecte bazate pe Ar duino.

Pentru orice, de la roboți, până la o pătură pentru încalzirea mâinilor și la mașini veritabile,
chiar și un mă nunchi de aruncatoare de arme Dungeons and Drago ns, Arduino poate fi folosit drept
creierul din spatele aproape orică rui proiect electr onic. Exista multe varieta ți de placi Arduino care pot
fi folosite în scopuri diferite. Unele plăci arata un pic diferit, dar cele mai multe Arduino au majoritatea
acestor componente in comun:
 Putere (Jack USB)
Fiecare placa Arduino are nevoie de o modalitate de conec tare la o sursa de alimentare. Arduino UNO
poate fi alimentat de la un cablu USB legat la un computer sau de l a o sursa de alimentare la priză .
Conexiunea USB este și modul în care se va încarca codul pe placa Arduino. Tensiunea recoman data
pentru majoritatea modelelor Arduino este între 6 și 12 volț i.
 Pini (5V, 3.3V, GND, analogic, digital, PWM, AREF)
Pinii de pe Arduino sunt locurile în care se conectează firele pentru a construi un circuit (probabi l uneori
unele fire vor trebui legate la un breadboard). Acestea au, de obicei, capete speciale (mamă/tată) care
permit conectarea doar un ui fir direct pe placă, sau a mai multora. Există mai multe tipuri dife rite de
pini, fiecare dintre ei fiind etichetat pe placă și utilizat pentru diferite funcții, după cum urmează să se
prezinte :
o GND : "împămâ ntare". Exista mai mulț i pini GND pe Arduino, dintre care oric are poate fi
folosit pentru a lega circuitul.
o 5V & 3.3V : Dupa cum sunt logic denumiți, pinul 5V furnizeaza 5 volț i de putere, iar p inul de
3.3V furnizeaza 3.3 volț i de putere.
Cele mai multe dintre componentele simple f olosite cu Arduino ruleaza liniș tit cu pî na la 5 sau 3,3 volți.
o Analogici : Zona pinilor sub eticheta "Analog In" (A0 pâna la A5 de pe UNO) sunt pini de intrare
a datelor anal ogice. Aceș ti pini pot citi semnalul de la un senzor analogic (ca un senzor de

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
33
temperatura de exemplu ) și îl pot converti într -o valoare digitală pe care o putem citi.
o Digitali : În afara de pinii analogici mai sunt pinii digitali (0 pâna la 13 pe UNO). Acești pini pot
fi utilizaț i atât pentru introducerea digitală (de exemplu, daca se declanș eaza un buton) cât și
pentru ieșirea digitală (cum ar fi alimentarea unui LED).
o PWM : Au prezent un tilda (~) lânga unii dintre pinii digitali (3, 5, 6, 9, 10 și 11 de p e UNO).
Acești pini acționează ca pini digitali normali, d ar pot fi, de asemenea, utilizaț i pentru ceva
numit Pu lse-Width Modulation (PWM), acești pini fiind capabili să simuleze ieșirea analogică.
o AREF: referință analog ica. Se utilizeaza câteodata o tensiune de referință externa (între 0 și 5
volți) ca limita superioara pentru pinii de intrare analogic.
 Butonul de resetare
La fel ca ș i originalul Nintendo, Arduin o are un buton de resetare. Împingerea va conecta temp orar pinul
de resetare la masă ș i va reporni orice cod care este încarcat pe Arduino. Acest lucru poat e fi foarte util
daca codul nu se repeta, dar se dorește testarea de mai multe ori.
 Indicator LED de putere
Doar sub ș i în partea dreapta a cuvântului "UNO" pe placa de circuite, exista un LED mic lânga
cuvântul "ON". Acest LED ar trebui sa se aprinda ori de câte o ri se conectează arduinul la o sursa de
alimentare. Daca aceasta lumina nu pornește, exista o șansă bună ca ceva sa fie în neregula.
 LED -urile TX RX
TX este scurt pentru transmite re, RX este scurt pentru primire. Aceste semne apar destul de puțin în
electronică pentru a indica pinii respons abili pentru comunicarea serială. Aceste LED -uri vor da niște
indicații vizuale ori de câte ori Arduino primește sau transmite date (ca atunci c ând se încearcă un nou
program pe placa).
 IC principal
IC sau un circuit in tegrat, este creierul Arduinului defapt. Principalul IC pe Arduino este puțin diferit de
la un tip de placă la altul, dar este de obicei din linia Atmega, IC de la compania ATMEL. A cest lucru
poate fi important, deoarece trebuie știut (împreuna cu tipul placii) înainte de a încărca un nou program
Arduino. Aceste informații pot fi gă site de obicei în s cris pe partea superioara a IC.
 Regulator de voltaj
Regulatorul de tensiune nu este de fapt ceva cu care se poate (sau ar trebui) interacționa cu Arduino.
Regulatorul de tensiune este exact ceea ce spune – controleaza cantitatea de tensiune care este lasata în
bordul lui Arduino.

Arduino face mai multe plac i diferite, fiecare cu capaci tăți diferite. În plus, o parte a hardware –
ului open source înseamnă că se pot modifica și produce derivate ale plăcilor Arduino care ofera factori
și funcționalități chiar mai bune .

Uno este o ale gere excelenta pentru începători sau pasionați Arduino.
LilyPad Arduino este placa principal ă al LilyPad Arduino. LilyPad conține o tehnologie e -textil
portabil ă dezvoltată de Leah Buechley ș i proiectata în colaborare de Leah ș i SparkFun. Fiecare LilyPad
a fost conceput î n mod creativ cu tampoane mari și cu spatele plat pentru a le permite sa fie cusute în
haine cu fire conductive. LilyPad are, d e asemenea, propria familie de placi de intrare, ieșire, putere și
senzori care sunt construite ș i pentru e -textile. Sunt chiar lavabile!

RedBoard, proiectată tot cei de la SparkFun, poate fi programat ă printr -un cablu USB Mini -B
utilizând ID E-ul Arduino. Acesta va funcț iona pe Window s 8 fara a fi nevoie sa schimbați setarile de
securitate (s -au folosit drivere semnate, spre deosebire de UNO). Este mult mai stabil dato rita c hipului
USB / FTDI care s -a folosit, plus ca este complet plat pe spate, facilitând încorporarea în proiecte.
Există posibilitatea de a alimenta RedBoard pr in USB sau prin mufa cu baril. Regulatorul de putere de
la bord poate manipula orice de la 7 l a 15VDC.
Arduino Mega (R3) este ca ș i fratele mai mare al UNO. Are o mulțime (54) d e pini digitali de
intrare / ieșire (14 pot fi utilizați ca ieș iri PWM), 16 intrari analogice, o conex iune USB, o mufa de
alimentare și un buton de resetare. Conț ine tot ce este necesar pentru a susț ine microcontrolerul.
Numarul mare de pini face ca aceasta placa sa fie foarte utila pentru proiectele care necesita o gramada

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
34
de intrari sau ieșiri digitale.

Arduino Leonardo este prima placa de dezvoltare a Arduino care utilizeaza un mic rocontroler cu
USB încorporat. A ceasta î nseamna ca poate fi mai ieftin ș i mai simplu. De asemenea, deoarece placa se
ocupa direct de USB, sunt disponibile biblioteci de coduri care permit plac ii sa emuleze o tastatura, un
mouse și multe altele.

În timp ce o placă Arduino este destul de sigur ă, nu poate face totuși o mulț ime pe cont propriu –
trebuie sa existe conexiune la ceva.

Cu un cod simplu, Arduino poate controla și interacț iona cu o mare varietate de senzori –
lucruri care pot masura lumina, temperatura, gradul de flex, presiune, proximitate, acc elerație, monoxid
de carbon, radioactivitate, u miditate, presiune barometrica.

În plus, exista acele lucruri numite scuturi – în principi u acestea sunt placi d e circuite pre –
construite care se potrivesc în partea superioara a arduin ului și ofera capabilităț i suplimen tare –
controlarea motoarelor, conectarea la i nternet, furnizarea de comunicaț ii celulare sau alte dispozitive
fara fir, contr olul unui ecran LCD ș i mult mai mult.

2.1.1. Placa de dezvoltare Arduino UNO

Arduino Uno este un microcontroler bazat pe ATmega328P . Are 14 intrări / ieșiri digitale (dintre care 6
pot fi utilizate ca ieșiri PWM), 6 intrări analogice, un cristal quartz d e 16 MHz, o conexiune USB, o mufă de
alimentare, un antet ICSP și un buton de resetare. Conține tot ce este necesar pe ntru a susține microcontrolerul.
Acesta se conecteaza la un computer cu un cablu USB, cu un adaptor de curent alternativ sau cu acumulator .
"Uno" înseamnă unul în limba italiană și a fost ales pentru a marca lansarea programului Arduino Software (IDE)
1.0. Placa Uno și versiunea 1.0 a programului Arduino Software (IDE) au fost versiunile de referință ale Arduino,
care au evoluat acum în vers iuni mai noi. Placa Uno este prima dintr -o serie de plăci USB Arduino și modelul de
referință pentru platforma Arduino.
Arduino Uno poa te fi programat cu software -ul Arduino Software IDE . Se selecteaz ă "Arduino / Genu ino
Uno din meniul Tools> Board. ATmega 328 pe Arduino Uno vine prepr ogramat cu un bootloader care permite
încărcarea unui nou cod fără a utiliza un programator hardware extern. Acesta comunică utilizând protoc olul
STK500 original ( fișiere de antet C). Este posibilă , de asemenea, ocoli rea bootloader -ului și programa rea
microcontrolerul ui prin intermediul antetului ICSP (In -Circuit Serial Pro gramming) utilizând ISD Arduino .
Arduino Uno are o siguranță resetabilă care protejează porturile USB ale computerului de scurt circuite
și supracurent . Deși majoritatea calculatoarelor oferă o protecție internă proprie, această siguranță oferă un
strat suplimentar de protecție. Dacă se aplică mai mult de 500 mA la portul USB, siguranța va intrerupe automat
conexiunea până când scurtcircuitul sau suprasa rcina vor fi eliminate.
Arduino Uno diferă de toate plăcile precedente prin faptul că nu utilizează chip -ul FTDI USB -to-serial. În
schimb, acesta oferă Atmega16U2 (Atmega8U2 până la versiunea R2) programată ca un convertor USB -serial.
Placa Arduino Uno po ate fi alimentată prin conexiunea USB sau cu o sursă externă de alimentare. Sursa
de alimentare este selectată automat. Alimentarea externă (non -USB) poate proveni de la un adaptor AC -DC sau
un acumulator. Adaptorul poate fi conectat prin conectarea unui c onector central de 2,1 mm în mufa de
alimentare a plăcii. Conductoarele de la un acumulator pot fi introduse în anteturile GND și Vin ale conectorului
POWER. Placa poate funcționa pe o sursă externă de la 6 la 20 de volți. Dacă aceasta este furnizat ă de la mai
puțin de 7V, t otuși, pinul 5V va furniza mai puțin de 5 volți, iar placa poate deveni instabilă. Dacă se utilizează

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
35
mai mult de 12V, regulatorul de tensiune se poate supraîncălzi și poate deteriora placa. Intervalul recomandat
este de la 7 la 12 volți . Pinii de alimentare sunt după cum urmează:
 Vin. Tensiunea de intrare a plăcii Arduino / Genuino atunci când utilizează o sursă de alimentare
externă (spre deosebire de 5 volți de la conexiunea USB sau de la altă sursă de alimentare
reglată).
 5V. Acest pin transmite un voltaj regulat de 5V de la regulatorul de pe placă. Placa poate fi
alimentată de la mufa de alimentare DC (7 -12V), conectorul USB (5V) sau pinul VIN al plăcii (7 –
12V). Tensiunea de alimentare prin pinii de 5 V sau 3 ,3 V ocolește regulatoru l și poate deteriora
plăcuța.
 3V3. O alimentare de 3,3 volți ge nerată de regulatorul plăcii . Puterea maxima a curentului este
de 50 mA.
 GND. Pinii de imp ământare.
 IOREF. Acest pin de pe placa Arduino / Genuino furnizează tensiunea de referinț ă cu care
micr ocontrolerul funcționează. Un scut configurat corespunzător poate citi tensiunea de pin
IOREF și poate selecta sursa de alimentare adecvată sau poate activa tranzistorii de tensiune pe
ieșiri pentru a funcționa cu 5V sau 3,3V.
ATmega328 are o memorie de 32 KB (cu 0,5 KB ocupat de bootloader). De asemenea, are 2 KB de SRAM și
1 KB de EEPROM (care poate fi citit și scris EEPROM).

Fiecare dintre cei 14 pini digitali de pe Uno poate fi utilizat ca intrare sau ieșire, utilizând funcțiile
pinMode (), digitalWrite () și digitalRead (). Acestea funcționează la 5 volți. Fiecare pin poate furniza
sau recepționa 20 mA ca și condiții de funcționare recomand ate și are o rezistență internă
(deconectată în mod implicit) de 20 -50k ohm. Un maxim de 40mA este valo area care nu trebuie
depășită pe nici un pin de intrare / ieșire pentru a evita deteriorarea permanentă a microcontrolerului.
În plus, unii pini au funcții speciale :

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
36
 Serial: 0 (RX) și 1 (TX). Folosit pentru a recepționa (RX) și a transmite (TX) date serial e TTL.
Aceștia sunt conectați la pinii corespunzători ai cipului ATmega8U2 USB -to-TTL Serial.
 Întreruperi externe: 2 și 3. Acești pini pot fi configurați pentru a declanșa o întrerupere la o
valoare scăzută, o margine în creștere sau în scădere sau o modif icare a valorii.
 PWM: 3, 5, 6, 9, 10 și 11. Asigurați ieșirea PWM pe 8 biți cu funcția analogWrite ().
 SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Acești pini acceptă comunicarea SPI utilizând
biblioteca SPI.
 LED: 13. Există un LED încorporat, acționat de pinul digital 13. Când pinul este HIGH, LED -ul
este pornit, când pinul este LOW, este oprit.
 TWI: pinul A4 sau SDA și pinul A5 sau SCL. Comunicarea TWI este suportată folosind
biblioteca Wire.
Uno are 6 intrări analogice, numite A0 până la A5, fiecare d intre acestea oferind 10 biți de
rezoluție (adică 1024 valori diferite). În mod pr estabilit, se măsoară de la GND la 5 volți, deși este
posibil să se schimbe capătul superior al domeniului lor folosind funcția AREF pin și funcția
analogReference (). Există și alți câțiva pini pe placă :
 AREF. Tensiunea de referință pentru intrările analogice. Folosit cu analogReference ().
 Reset. Aduceți această linie LOW pentru a reseta microcontrolerul. În mod obișnuit,
pentru a adăuga un buton de resetare la scuturile car e blochează cel de pe placă.
Comunicarea Arduino / Genuino Uno are o serie de facilități pentru comunicarea cu un computer,
sau cu o altă placă Arduino / Genuino sau alte microcontrolere. ATmega328 oferă comunicație serială
UART TTL (5V), disponibilă pe pi nii digitali 0 (RX) și 1 (TX). Firmware -ul 16U2 utilizează drivere USB
stan dard și nu este nevoie de dri ver extern. Cu toate acestea, pentru Windows, este necesar un fișier
.inf. Software -ul Arduino (IDE) include un monitor serial care permite trimiterea d e date textuale
simple la și de la plăcuță . LED -urile RX și TX de pe placă vor clipi când datele sunt transmise prin cip
USB-to-serial și este efectuată conexiune a USB la computer (dar nu și pentru comunicarea serială pe
pinii 0 și 1).
O bibliotecă Softwar eSerial permite comunicarea seri ală cu oricare dintre pinii digitali Uno.
ATmega328 suportă, de asemenea, comunicarea I2C (TWI) și SPI. Software -ul Arduino (IDE) include o
bibliotecă Wire pentru simplifica rea utilizării magistralei I2C. Pentru comunicarea SPI, se utilizează
biblioteca SPI.
În locul solicitării unei apăsări fizice a butonului de resetare înainte de încărcare, placa Arduino /
Genuino Uno este proiectată astfel încât să poată fi resetată prin software -ul care rulează pe un
computer conectat. U na dintre liniile de control al fluxului hardware (DTR) ale ATmega8U2 / 16U2 este
conectată la linia de resetare a ATmega328 printr -un condensator de 100 nanofaradi. Câ nd această
linie este scăzută , linia de resetare scade suficient de mult pentru a reseta cipul. Software -ul Arduino
(IDE) utilizează această capacitate pentru a permite să se încarce cod prin simpla apăsare a butonului
de încărcare din bara de instrumente a interfeței. Aceasta înseamnă că bootloader -ul poate avea un
interval de timp mai scurt , deoarece scăderea DTR poate fi bine coordonată cu începutul încărcării.
Această configurație are alte implicații. Când Uno este conectat la un computer care rulează Mac
OS X sau Linux, acesta se resetează de fiecare dată când se face o conexiune cu softw are-ul (prin USB).
Pentru următoarea jumătate de secundă, bootloaderul rulează pe Uno. Deși este programat să ignore
datele defectuoase (adică orice altceva decât încărcarea unui nou cod), va intercepta primele câteva
octeți de date trimise plăcii după des chiderea unei conexiuni . De asemenea, este posibil să se
dezactiveze resetarea automată prin conectarea unui rezistor de 110 ohmi de la 5 V la linia de
resetare .
Revizia 3 a plăcuței are următoarele caracteristici noi:
1.0 pinout: au fost adăugați pinii SDA și SCL care sunt aproape de pinul AREF și alți doi pini noi
plasați în apropierea pinului RESET, IOREF care permite ecranelor să se adapteze la tensiunea furnizat ă
de placă. În viitor, shield -urile vor fi compatibile atât cu placa care utilizează AVR, c are funcționează cu
5V, cât și cu Arduino Due, care funcționează cu 3.3V . Cel de -al doilea este un pin care nu este conectat,

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
37
dar este rezervat în scopuri viitoare.

microcontroler Arduino UNO R3
ATmega328P Arduino Uno R3 clona
ATmega328P
Tensiune de operare 5V 5V
Voltaj de intrare
recomandat 7-12V 7-12V
Limitele maxime a
voltajului de intrare 6-20V 6-20V
Ieșiri si intrari (I / O) 14 digitale (din care 6
asigură ieșirea PWM) 14 digitale (din care 6
asigură ieșirea PWM)
Intrari analogice 6 6
Curent continuu pentru pinii
de intrare si iesire 20 mA 20 mA
Curentul continuu pentru
pinul de 3.3V 50 mA 50 mA
Memorie Flash 32 KB (ATmega328P) din
care 0,5 KB folosită de
bootloader 32 KB (ATmega328P) din
care 0,5 KB folosită de
bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328P) 2 KB (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P) 1 KB (ATmega328P)
Frecventa procesorului 16 MHz 16 MHz
Lungime 68,6 mm 68,6 mm
Lățime 53,4 mm 53,4 mm
Greutate 25 g 25 g

2.1.2. Shield -uri folosite
LCD Shield
Biblioteca LiquidCrystal permite controlarea afișajului LCD compatibil cu
driverul Hitachi HD44780. LCD -urile au o interfață paralelă, ceea ce înseamnă că
microcontrolerul trebuie să manipuleze mai multe coloane de interfață simultan pentru
a controla afișajul. Interf ața este formată din următorii pini:

 Un pin care selectează registrul (RS) care controlează locurile în care
sunt scrise datele în memoria LCD. Se poate selecta fie registrul de
date, care conține ceea ce se întâmplă pe ecran, fie un registru de
instrucțiuni, unde controlerul LCD caută instrucțiuni despre ce trebuie
făcut în continuare.

 Un pin de citire / scriere (R / W) care selectează modul de citire sau
modul de scriere

 Un pin de activare care permite scrierea în registre

 8 pini de date (D0 -D7). Stările acelo r pini, sunt biții scriși unui registru
atunci când se dau valorile citite.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
38
Există, de asemenea, un pin de constrângere a afișajului (Vo), pinii sursei de
alimentare (+ 5V și Gnd) și pinii cu LED -uri de fundal (Bkl t + și BKlt -) care se pot utiliza
pentru alimentarea ecranului LCD, pentru a controla contrastul afișajului și pentru a
porni și opri L ED- lumina de fundal.

Procesul de control al afișării implică punerea în registrele de date care
formează imaginea a ceea ce se dorește să fie afișat , apoi intr oducerea instrucțiunilor
în registrul de instrucțiuni. Biblioteca LiquidCrystal si mplifică acest lucru, astfel încât să
nu fie nevoie să cunoașteți instrucțiunile de nivel scăzut.

LCD-urile compatibile Hitachi pot fi controlate în două moduri: 4 biți sau 8 biți.
Modul pe 4 biți necesită șapte I / O pini de la Arduino, în timp ce modul pe 8 biți necesită
11 pini. Pentru af ișarea textului pe ecran, se poate face totul în modul pe 4 biți, astfel
încât exemplul să prezinte modul de control al unui ecran LCD 2x 16 în modul pe 4 biți.

Ethernet Shield
Acest modul sau scut Ethernet utilizează un cip W5100 care oferă un set de
protocoale TCP / IP, MAC (Media Access) și PHY (Physical Interface) într -un singur chip
de rețea, cu suport pentru interfața SPI a magistralei.
Biblioteca Ethernet Arduino IDE livrată împreună cu IDE -ul Arduino este proiectată
direct pentru W5100 și este acceptată pe acest produs.
Există reglaj de tensiune pe placă, astfel încât se poate utiliza intrarea VCC de la
intrare la intrare. Pinii de semnal suportă atât nivele de 3.3V cât și 5V.
Modulul Etherne t are o conexiune standard RJ -45, cu un transformator de linie
integrat. O altă versiune similară există și la conexiunile "Power Over Ethernet" care
utilizează pinii marcați P +, P – și G; acesta nu le folosește.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
39
Conexiunile ethernet:
PIN Function Arduino PIN Suggested Color MEGA Pin
1 GND GND BROWN GND
2 Vin 5V +5V RED +5V
3 RESET RESET VIOLET RESET
4 SS (Slave Select) 10 ORANGE 10
5 SCK (SPI Interface) 13 YELLOW 52
6 MOSI (SPI Interface) 11 GREEN 51
7 MISO (SPI Interface) 12 BLUE 50
8,9,10 No Connection N/C N/C

Pinii 10,11,12 și 13 pe un Arduino sunt utilizați pentru modulul Ethernet aș a cum
se arată mai sus.
Arduino comunică cu scutul utilizând busul SPI. Ace sta este pe pinii digitali 11, 12
și 13 pe Uno și pinii 50, 51 și 52 de pe Mega. Pe ambele plă ci, PIN -ul 10 este folosit ca
SS.În Mega, hard -ul SS hardware, 53, nu este folosit pentru a selecta W5100, d ar trebuie
păstrat ca ieșire, altfel interfața SPI nu va funcționa.
PWR: indică faptul că modulul este alimentat
LINK: indică prezența unei legături de rețea și clipește când scutul transmite sau
primește date
FDX: indică faptul că conexiunea la rețea este duplex plin
SPD: indică prezența unei conexiuni de rețea de 100 Mb / s (spre deosebire de 10
Mb / s)
RX: clipește c ând scutul primește date
TX: clipește atunci când ecranul trimite date
COL: clipește când sunt detectate coliziuni de rețea

Modulului trebuie să i se atribuie o adresă MAC și o adresă IP fixă utilizând funcția
Ethernet.begin (). O adresă MAC este un ident ificator global unic pentru un anumit
dispozitiv. Inventarea unui eșantion ar trebui să funcționeze. Adresele IP valabile depind
de configurația rețelei dvs. Este posibil să utilizați DHCP pentru a atribui dinamic un scut
de protecție IP. Opțional, puteți specifica și un gateway de rețea și o subrețea.

2.1.3. Senzori

Senzor de umiditatea solului

Senzorul de umiditate a solului este destul de simplu atunci când vine vorba de cuplaj. Există
doar trei pini pentru conectare: VCC, GND și SIG. Se recomandă alimentarea senzorului de umiditate a

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
40
solului între 3.3V – 5V . De reținut că valoarea returnată analogic va varia în funcție de tensiunea
furnizată pentru senzor.

O problemă cunoscută în mod obișnuit cu agenții de umiditate a solului este durata scurtă de
viață atunci când este expusă unui mediu umed. Pentr u a combate acest lucru, PCB -ul s-a acoperit cu
Gold Finishing (Electroless Nickel Immersion Gold). Un alt mod de a prelungi du rata de viață a
senzorului este să -l activați numai atunci când citiți. Fo losind un pin digital setat pe HIGH pe un
Arduino, de exemplu, este o modalitate ușoară de a realiza acest lucru. Dacă se dorește alimentarea
senzorul ui cu mai mult decât un pin dig ital pe care microcontrolerul îl poate oferi, se poate utiliza
întotdeauna un tranzistor.
În ceea ce privește conect area senorului la circuit, s -au oferit câteva opțiuni diferite. Se poate lipi
pe un ansamblu al JST cu 3 pini dacă este nevoie să comutați cu uș urință senzori pe proiect. Aceste
perechi se pot forma cu conectorul J ST pentru Breastboard Jumper.
Dacă se intenționează utilizarea acest ui senzor în aer liber, se recomandă adăugarea unei mici
protecții PCB pentru a extinde durata de viață. Se poate folosi întotdeauna un lipici fierbinte de calitate
superioară. Cu toate a cestea, lipiciul cald nu are durată mare la soare și este recomandat doar pentru
proiectele care nu vor fi expuse la temperaturi ridicate. Pentru proiectele care trebuie să poată rez ista la
toate elementele, se poate utiliza o acoperire conformă pentru a a coperi părțile SMD de pe PCB, precum
și conexiunile de lipire.
Pentru a obț ine orice fel de date utile de la senzorul de umiditate a solului, se recomandă
calibrarea acestuia pe orice sol pe care intenționați să îl monitorizați. Diferitele tipuri de sol p ot afecta
senzorul și puteți obține citiri diferite de la o compoziție la alta. Înainte de a începe să stocați date despre
umiditate sau evenimente care se declanșează pe baza acestei valori, ar trebui să se urmărească valori le
obținute de fapt de la senzo r. Se pot observa valorile pe care senzorul le emite atunci când senzorul este
complet uscat vs când senzorul este complet scufundat într -o ceașcă de apă mică. În funcție de
microcontrolerul pe care îl utilizați, tensiunea de funcționare a microcontolatoru lui respectiv și rezoluția
convertorului analog -digital, obținut , vor fi diferite.

De exemplu, folosind același circuit de mai sus, dacă se detașe ază pinul VCC de la D7 și îl
atașați direct la alimentarea 5V de pe RedBoard, veți vedea apropierea de următoarele valori pe
monitorul serial atunci când senzorul este uscat (~ 0) și când este complet saturat cu umiditate (~ 880).

Dar, dacă se ia pinul VCC și se conectează la alimentarea de 3.3V pe RedBoard, valorile se schimbă.
Așa cum era de așteptat, ele ajung mai mici, deoarece nu există o rezoluție mai mică între 0V și 3.3V
decât există între 0V și 5V .

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
41

Astfel, este dificil să se scrie o schiță de exemplu care să funcțio neze pentru toate platformele.
Acest lucru depinde într-adevăr depinde de tensiunea de operare și rezoluția ADC a consiliului pe care îl
utilizați.

Odată ce există o idee despre valorile pe care senz orul le emite în situații complet uscate și
comple t umede, este timpul calibrării senzorul ui pentru solul pe care se dorește monitorizarea. Se face
același test de mai sus, doar de această dată testați -vă solul atunci când este cât mai uscat posibil, apoi
măsurați -l când solul este complet saturat de umiditate. Obținerea acestor valori și compararea acestora
cu cele din calibrarea anterioară vă va oferi cea mai bună cunoaștere a valorilor semnific ative pentru
planta și solul specific . Acest test poate dura câteva încercări, erori și răbdare

Senzor de temperatura

Aceasta este o versiune pre -cablată și impermeabilă a senzorului DS18B20. Folosit atunci când
trebuie măsurat ceva de la distanță sau în condiții umede. În timp ce senzorul este bun până la 125 ° C,
cablul este îmbrăcat în PVC, așa că sugerăm păstrarea acestuia sub 100 ° C. Deoarece datele sunt
digitale, nu vor exista degradări de semnal chiar și pe distanțe lungi! Acești senzori d igitali de
temperatură cu 1 fir (One Wire) sunt destul de precise (± 0,5 ° C pe o mare parte din interval) și pot da
până la 12 biți de precizie de la convertoru l digital la analogic de pe placă . Acestea funcționează
excelent cu orice microcontroler care utilizează un singur pin digital și se pot conecta chiar mai multe la
același pin, fi ecare având un ID unic de 64 de biți pentru a le diferenția. Este u tilizabil cu sisteme de
3.0-5.0V.

Singurul dezavantaj este că folosește protocolul Dallas 1 -Wire, care este oarecum complex și
necesită mult cod pentru a analiza comunicar ea.

S-a folosit un rezistor de 4.7k , care este necesar pentru conexiunea de la DATA la linia VCC
atunci când se utilizează senzorul. Se utilizează biblioteca Arduino din Dallas Temperature Control,
care necesită și Biblioteca OneWire.
Nu se utilizează în apă sărată sau alte medii corozive.

Specificații cablu:
 Tub din oțel inoxidabil cu diametrul de 6 mm cu lungimea de 30 mm
 Cablul are o lungime de 36 "/ 91cm, un diametru de 4 mm
 Conține senzorul de temperatură DS18B20

DS18B20 Specificatii tehnice:

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
42
 Interval de temperatură utilizabil: -55 până la 125 ° C ( -67 ° F până la + 257 ° F)
 Rezoluția selectabilă de la 9 la 12 biți
 Utilizează interfața 1 -Wire – necesită doar un singur pin digital pentru comunicare
 ID-ul unic de 64 de biți a fost integrat în chip
 Senzorii multipli pot împărți un pin
 ± 0,5 ° C cu p recizia de la -10 ° C la + 85 ° C
 Sistem de alarmă cu limită de temperatură
 Durata interogării este mai mică de 750ms
 Utilizabil cu puteri / date de la 3.0V la 5.5V

Senzor de gaz si calitatea aerului

 Folosit pentru detectarea fumului, a gazului inflamabil (de exemplu, GPL, metanol, etanol) prin
materiale sensibile la gaze SnO2
 Dimensiune: 32 mm x 20 mm x 22 mm
 Tensiune de intrare: 5V DC
 Rezultat: Digital DO: 0.1V / 5V (Comutator TTL) cu afișaj LED DO; Analogic AO: 0,1 până la
0,3 V ( Valoare mai mare înseamnă poluare mai mare)
 Modulul senzor de fum analogic / LPG / CO (MQ2) utilizează un MQ -2 ca și component
sensibil și are la bord un rezistor de protecție și un rezistor reglabil.
 Senzorul de gaz MQ -2 este sensibil la LPG, i -butan, propan, metan, alcool, hidrogen și fum. Ar
putea fi utilizat în echipamente de detectare a scurgerilor de gaze în locuință dar și în industrie.
Rezistența componentei sensibile se modifică odată cu modificarea concentrației gazulu i țintă.
 Detectarea fumului, a gazelor inflamabile (de exemplu, GPL, metanol, etanol) prin materiale
sensibile la gaze SnO2
 Aceasta este o component ă numai pentru hobby -uri, a nu fi utilizată ca dispozitiv de salvare a
vieții sau pentru utilizare reglemen tară.
 Greutate 0,0625 lbs

Acesta este u n kit cu toate componentele nececesar e pentru a obtine un senzor de fum si gaze
inflamabile MQ2 -2 functional si gata de a fi conectat la Ardu ino.
Kit-ul contine un PCB special proiectat pentru oricare dintre senzorii de mai sus, un rezistor de 10K,
un potentiometru de 10K pentru reglarea sensibilitatii si un con ector in unghi cu trei pini. Se recomandă firele
tata-mama pentru conectarea la Arduino.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
43

Rezistorul se lipeste ca și mai jos.

Potentiometrul se lipeste in locatia lui. Se poate conecta in placa PCB intr -o singura pozitie.
Senzorul MQ se poate conecta in placa PCB in doua feluri. Nu conteaza cum, cat timp arata ca in poza de
mai jos, pinii lui sunt perfect simetrici.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
44
2.1.4. Elemente de acționare

Mini p ompă submersibilă

Pentru acționarea comenzii de udare în cazul în care solul este uscat, s -a folosit o mini pompă
submersibilă de apă, ultra -silențioasă, dotată cu un mini motor DC fără perii, alimentată la 3 -6V, cu un debit de
până la 120L / H.
Specificații :
Tensiune: 2.5 -6V
Ridicare maximă: 40 -110cm / 15.75 " -43.4"
Debit: 80 -120L / H
Diametru exterior: 7,5mm / 0,3 "
Diametrul interior: 5mm / 0.2 "
Diametru: Aprox. 24mm / 0,95 "
Lungime: Aprox. 45mm / 1,8 "
Înălțime: Aprox. 30mm / 1,2 "
Material: Plastic de inginerie
Mod de conducere: design DC, antrenare magnetică
Durată de viață continuă timp de 500 de ore
Aceasta conține un mini motor de pompare submersibilă, cu cost redus, care poate fi acționat de la o
sursă de alimentare de 2,5 – 6V. Poate avea un debit de până la 120 de litri pe oră si un consum de curent foarte
scăzut de 220 mA. Se conecteaza doar tubul la orificiul de evacuare a motorului, se lasa în apă și se alimenteaza.
Nivelul apei trebuie sa fie întotdeauna mai mare decât al motorului. Frânarea uscată poate deteriora motorul
datorită încălzirii și va pro duce, de asemenea, zgomot.

Mini ventilator

Pentru a cționarea comenzii de ventilare, în cazul în care temperatura depășește pragul stabilit, sau
valorile datelor preluate de la senzorul de gaz depășesc parametrii de siguranță, s -a folosit un microventi lator.
Acesta este de fapt un cooler provenit din dezmembrarea unui computer, dar este perfect pentru realizarea acestui
proiect, și nu implică costuri suplimentare.
Specificatii:
Tensiunea de alimentare : 12V DC
Dimensiune a ventilator ului: 40x40x10mm
Rand ament ul ventilatoare lor: 11.9m3/h
Nivel ul zgomot ului: 27dBA
Consum ul de curent : 1.08W
Tensiune a de lucru : 6…13.8V
Viteza de rotație : 5800 (±15%)rot./min
Masa: 17g
Curent nominal : 0.09A
Material elice : termoplast
Material carcasă : termoplast

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
45
Clasă izolați e: E
Temperatura de lucru : -10…70°C
Clasă inflamabilitate : UL94V -0
Acționare ventilator : motor DC fără perii
Lungime cablu: 7 00mm
Dimensiune conductor : 26AWG

2.1.5. Alte componente Hardware

Pentru realizarea montajului s -au mai folosit 2 baterii de 9 si de 1,5 V, pentru alimentarea
ventilatorului și a pompei de apă, mufe de conectare a bateriilor, tranzistori, rezistori, un breadboard,
fire și cabluri de conectare a componentelor.
Dintre to ate acestea, voi da câteva referințe [] Wikipedia despre tranzistorii folositi, rezistori si
despre componenta breadboard.

2N2222 este un tranzistor de joncțiune NPN comun (BJT) utilizat pentru aplicații de amplificare
sau comutare cu putere redusă. Este proiectat pentru curent de joasă și medie putere, și poate funcționa
la viteze moderat ridicate.
2N2222 este considerat un tranzistor foarte comun ș i este folosit ca exemplar al unui tranzistor
NPN. Se utilizează frecvent ca un tranzistor de semnal mic și rămâne un tranzistor general de
popularitate durabilă
Modelul 2N2222 face parte dintr -o familie de dispozitive descrise de Motorola la o convenție
IRE din 1962. De atunci, aceasta a fost realizată de multe companii producătoare de semiconductoare,
de exemplu, Texas Instruments.

Înregistrarea JEDEC a unui număr de dispozitiv asigură că anumite valori nominale vor fi
îndeplinite de toate piesele ofer ite sub acest număr. Parametrii înregistrați JEDEC includ dimensiunile
conturului, amplificarea curentului de semnal mic, frecvența de tranziție, valorile maxime pentru
rezistența la tensiune, clasificarea curentului, gradul de disipare a puterii și temper aturii și altele,
măsurate în condiții standard de testare. Alte numere vor avea parametri diferiți. Specificațiile exacte
depind de producător, tipul de caz și variația. Prin urmare, este important să se facă referire la foaia de
date pentru numărul exact al piesei și producător.

Rezistorul este o piesă componentă din circuitele electrice și electronice a cărei principală
proprietate este rezistența electrică . Rezistorul obișnuit are două terminale; conform legii lui
Ohm , curentul electric care curge prin rezistor este proporțional cu tensiunea aplicată pe terminalele
rezistorului . Cel mai important parametru al unui rezistor ste rezistența sa electrică, exprimată în ohmi ,
de ex. 470 ohmi (sau 470Ω). Rezistoarele au un rating de putere. Cu cât este mai mare puterea pe care o
are un rezistor, cu atât dimensiunea fizică va fi mai mare.

În circuit, rolul rezistorului poate fi:
 producerea căderii de tensiunii dorite între două puncte din circuit;
 determinarea curentului dorit printr -o altă pie să a circuitului;
 divizarea unei tensiuni într -un raport dat (circuit divizor de tensiune );
 terminarea unei linii de transmisie(ca rezistență de sarcină).

Benzile colorate pe care le vedeț i pe rezistor ne spun ce valoare are în ohmi și ce toleranță are. Valoarea
unui rezistor în ohmi este calculată din primele trei benzi colorate folosind tabelul de mai jos.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
46

Mai multe exemple:
Culorile rezistorului – galben, violet, brun = 4, 7, 1 (numărul de zerouri este 1) = 47 și un zero = 470
ohmi
Culorile rezistorului – roșu, roșu, roșu = 2, 2, 2 = 22 și 2 zerouri = 2200 ohmi = 2.2k, de obicei scrise ca
2k2
Culorile rezistorului – galben, violet, roșu = 4, 7, 2 = 4, 7, 00 = 4700 ohmi sau 4.7k = 4k7
Culorile rezistorului – maro, negru, portocaliu = 1, 0, 3 = 1, 0, 000 = 10000 = 10k
Culorile rezistorului – Orange, Orange, Negru = 3, 3, 0 (fără zerouri) = 33 ohmi

Un breadboard este o bază de construcție pentru prototipuri de electronică. Inițial a fost
literalmente o bucată de lemn lustruită folosită pentru tăierea pâinii. În anii '70 a devenit disponibilă
panza de lipit fără sudură (de exemplu, placă de bord, placă terminală), iar în prezent termenul
"breadboard" este folosit în mod obișnuit pentru a se referi la acestea.
Deoarece panza de lipit fără sudură nu necesită lipire, este reutilizabilă. Acest lucru îl face ușor
de utilizat pentru a crea prototipuri temporare și pentr u a experimenta proiectarea circuitelor. Din acest
motiv, panourile de lipit fără sudură sunt, de asemenea, populare pentru studenți și pentru educația
tehnologică. Tipurile mai vechi de breadboard nu aveau această proprietate. O bandă (Veroboard) și
plăci de circuite imprimate similare prototipabile, care sunt utilizate pentru a construi prototipuri sudate
semi -permanente sau pentru unelte, nu pot fi reutilizate cu ușurință. O varietate de sisteme electronice
pot fi prototipate prin utilizarea panourilor d e navigație, de la mici circuite analogice și digitale până la
unități de procesare centrale (CPU) complete.
Un breadboard modern, fără sudură, constă dintr -un bloc perforat de plastic, cu numeroase cleme
placate cu bronz, fosfor, nichel, sau cu cleme din aliaj de argint sub perforații. Clipurile sunt adesea
numite puncte de legătură sau puncte de contact. Numărul de puncte de legătură este adesea indicat în
specificațiile acestuia.
Spațierea dintre cleme este de obicei de 0,1 în (2,54 mm). Circuite integ rate (IC) în pachete
duale in linie (DIP) pot fi introduse pentru a înconjura linia centrală a blocului. Firele de interconectare
și conduct oarele componentelor discrete (cum ar fi condensatoarele, rezistoarele și inductoarele) pot fi
introduse în găurile libere rămase pentru a finaliza circuitul. În cazul în care circuitele integrate nu sunt
utilizate, componentele discrete și cablurile de conectare pot utiliza oricare dintre găuri. În mod tipic,
clemele cu arc sunt evaluate pentru 1 amper la 5 vo lți și 0,333 amperi la 15 volți (5 wați). Marginea
plăcii are crestături tată și mamă , astfel încât plăcile pot fi puse împreună pentru a forma un panou mare.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
47
Structura unui panou tipic de lipit este alcătuită din două tipuri de zone, numite benzi. Benzi le
constau din terminale electrice interconectate.
În mijlocul unei benzi terminale a unui breadboard, se găsește de obicei o crestătură care rulează
în paralel cu partea lungă. Acesta trebuie să marcheze linia centrală a benzii terminale și să asigure un
flux limi tat de aer (răcire) la IC -urile DIP care se află peste linia centrală. Clipurile din dreapta și din
stânga ale crestăturii sunt conectate fiecare într -un mod radial; de obicei, cinci cleme (adică, sub cinci
găuri) într -un rând de pe fiecare parte a crestăt urii sunt conectate electric. Cele cinci rânduri din stânga
sunt deseori marcate ca A, B, C, D și E, în timp ce cele din dreapta sunt marcate F, G, H, I și J. Când un
DIP, cum ar fi un tipic DIP -14 sau DIP -16, care au o separare de 0,3 inchi (7,6 mm) într e rândurile
pinilor, este conectat într -un breadboard , acul de o parte a cipul ui trebuie să meargă în rândul E, în timp
ce știfturile celeilalte părți merg în rândul F pe cealaltă parte a crestăturii. Coloanele sunt numerotate de
la 1 la 50 sau orice număr de coloane există.
O bandă de bus conține de obicei două rânduri: una pentru masă și una pentru o tensiune de
alimentare. Cu toate acestea, unele panouri oferă doar o singură linie de distribuție a benzii pe fiecare
latură lungă. În mod normal, rândul de stinat unei tensiuni de alimentare este marcat în roșu, iar rândul
pentru împământare este marcat în albastru sau negru. Unii producători conectează toate terminalele
într-o coloană. Alții doar conectează grupuri, de exemplu, 25 de terminale consecutive în tr-o coloană.
Cel de -al doilea design oferă un circuit cu un anumit control mai mare asupra zgomot ului cuplat
inductiv pe magistrala de alimentare. Adesea, grupurile dintr -o bandă de bus sunt indicate prin decalaje
în marcajul de culoare.
Observați că exi stă două aliniericomune dar diferite pentru benzile magistralei de alimentare. Pe
plăcile mici, cu circa 30 de rânduri, orificiile pentru magistrala de alimentare sunt adesea aliniate între
orificiile de semnal. Pe plăcile mai mari, în jur de 63 de rânduri , orificiile de bandă a magistralei de
alimentare sunt adesea aliniate cu orificiile de semnal. Acest lucru face ca unele accesorii concepute
pentru un tip de placă să fie incompatibile cu cealaltă. De exemplu, unele plăci Raspberry Pi GPIO
conectate la br eadboard folosesc pini de aliniere, ceea ce le face sa nu se potriveasca placilor cu linii de
magistrală aliniate. Nu există standarde oficiale, astfel încât utilizatorii trebuie să acorde o atenție
deosebită compatibilității dintre un model specific și un accesoriu specific. Furnizorii de accesorii și
panouri nu sunt întotdeauna clar i în specificațiile lor cu privire la care aliniere le utilizează. Văzând o
fotografie apropiată a aranjamentului pin / orificiu vă poate ajuta la determinarea compatibilității .
Unii producători oferă benzi separate de bus și terminale.

2.2. Software

2.2.1. Mediul Arduino IDE

Mediul de dezvoltare integrat Arduino – sau software -ul Arduino (IDE) – conține un editor de
text pentru scrierea de coduri, o zonă de mesaje, o conso lă de text, o bară de instrumente cu butoane
pentru funcții comune și o serie de meniuri. Se conectează la hardware -ul Arduino și Genuino pentru a
încărca programe și a comunica cu ele.
Programele scrise folosind software -ul Arduino (IDE) se numesc schițe . Aceste schițe sunt scrise
în editorul de text și sunt salvate cu extensia .ino. Editorul are funcții de tăiere / lipire și de căutare /
înlocuire a textului. Zona mesajului oferă feedback în timp ce salvează și exportă și, de asemenea,
afișează erori. Co nsola afișează textul de ieșire de către Software -ul Arduino (IDE), inclusiv mesaje de
eroare complete și alte informații. Colțul din dreapta jos al ferestrei afișează placa și portul serial
configurat. Butoanele b ării de instrumente permit verifica rea și încărca rea programe lor, creerea,
deschiderea, salvarea schițe lor și să deschiderea monitorului serial.
Versiunile software -ului Arduino (IDE) înainte de 1.0 salvează schițele cu extensia .pde. Este
posibilă deschiderea acestor fișiere cu versiunea 1.0 , dar se va solicita salvarea schiței cu extensia .ino
pentru salvare.
Verifica
Verifică codul, afișează erorile după compilare

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
48
Încărcați
Compilează codul și îl încarcă pe placa configurată.
Nou
Creează o nouă schiță.
Deschi de
Prezintă un meniu al tuturor schițelor din schemă. Dacă se face click pe unul, acesta va fi deschis în
fereastra curentă și va fi suprascris conținutul său.
Salvare
Salvează schița.
Monitor serial
Deschide monitorul serial.
Comenzile suplimentare se găsesc în cele cinci men iuri: Fișier, Editare, Schiță, Instrumente,
Ajutor. Meniurile sunt sensibile la context, ceea ce înseamnă că sunt disponibile numai acele elemente
relevante pentru activitatea care se desfășoară în prezent.
Sketchbook
Afișează schițele actuale din structu ra folderului sketchbook; dând clic pe orice nume, se deschide
schița corespunzătoare într -o nouă instanță a editorului.
Exemple
Orice exemplu furnizat de Software -ul Arduino (IDE) sau de biblioteca apare în acest element de meniu.
Toate exemplele sunt st ructurate într -un arbore care permit accesul ușor pe teme sau biblioteci.
Preferințe
Deschide fereastra Preferințe unde anumite setări ale IDE pot fi personalizate, de exemplu, limba
interfeței IDE.
Include biblioteca
Adaugă o bibliotecă în schiță introd ucând #include declarații la începutul codului. Pentru mai multe
detalii, consultați bibliotecile de mai jos. În plus, din acest element de meniu se poate accesa managerul
de bibliotecă și se poate importa o nouă bibliotecă din fișiere .zip.
Adauga fisier
Adaugă un fișier sursă în schiță (acesta va fi copiat din locația sa actuală). Fișierul nou apare într -o filă
nouă în fereastra de schiță.
Fișiere multiple și compilare
Permite gestionarea schițelor cu mai multe fișiere (fiecare dintre acestea apărând în fila proprie).
Acestea pot fi fișiere normale de cod Arduino (fără extensie vizibilă), fișiere C (extensie .c), fișiere C ++
(.cpp) sau fișiere antet (.h).
Când încărcați o schiță, utilizați bootloader -ul Arduino, un mic program care a fost încărcat pe
microcontrolerul de pe placa. Acesta vă permite să încărcați codul fără a utiliza orice hardware
suplimentar. Bootloader -ul este activ pentru câteva secunde când placa este resetată; apoi începe oricare
schiță a fost încărcată cel mai recent la microcontrol er. Încărcătorul de boot va face LED -ul de pe placă
(pinul 13) să clipească atunci când pornește (adică când placa se resetează).
Bibliotecile oferă funcționalități suplimentare pentru a fi utilizate în schițe, de ex. lucrul cu
hardware sau manipularea d atelor. Pentru a utiliza o bibliotecă într -o schiță, selectați -o din meniul
Schiță> Import bibliotecă. Aceasta va introduce una sau mai multe instrucțiuni #include în partea
superioară a schiței și va compila biblioteca împreună cu schița Deoarece bibliot ecile sunt încărcate pe
placa împreună cu schița, acestea sporesc spațiul necesar. Dacă o schiță nu mai are nevoie de o
bibliotecă, ștergeți pur și simplu instrucțiunile #include din partea de sus a codului.
Există o listă de biblioteci în referință. Unel e biblioteci sunt incluse în software -ul Arduino.
Altele pot fi descărcate dintr -o varietate de surse sau prin managerul Bibliotecii. Începând cu versiunea
1.0.5 a IDE, puteți importa o bibliotecă dintr -un fișier zip și o puteți folosi într -o schiță deschi să.
Monitor serial afișează seria trimisă de la placa Arduino sau Genuino prin conector USB sau
serial. Pentru a trimite date la bord, introduceți textul și faceți clic pe butonul "trimite" sau apăsați pe
Enter. Alegeți rata baud din meniul drop -down care se potrivește cu rata transmisă la Serial.begin din
schița. Pe Windows, Mac sau Linux placa va reinițializa (va reda schița) atunci când vă conectați cu
monitorul serial. Monitorul serial nu procesează caractere de control; dacă schița are nevoie de o

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
49
gestionare completă a comunicării seriale cu caractere de control, puteți utiliza un program terminal
extern și îl puteți conecta la portul COM atribuit plăcii dvs. Arduino.
Selecția de plăci are două efecte: stabilește parametrii (de exemplu viteza CPU și r ata baud)
folosiți la compilarea și încărcarea schițelor; și setările de fișiere și siguranțe utilizate de comanda
bootloader. Unele dintre definițiile de bord diferă numai în cele din urmă, deci chiar dacă ați încărcat cu
succes o anumită selecție, veți d ori să o verificați înainte de a încărca bootloader -ul.
Software -ul Arduino (IDE) include suportul construit pentru placile din lista urmatoare, toate
bazate pe A VR Core. Administratorul de plăci inclus în instalarea standard permite adăugarea suportului
pentru numărul tot mai mare de plăci noi, bazate pe diferite nuclee cum ar fi Arduino Due, Arduino
Zero, Edison, Galileo și așa mai departe.

2.2.2. Biblioteci , funcții

Biblioteca SPI

Această bibliotecă va permite comunicarea cu dispozitive SPI, cu Arduino ca dispozitiv
principal. Interfața periferică interfață (SPI) este un protocol sincron de date seriale utilizat de
microcontrolere pentru comunicarea rapidă cu unul sau mai multe dispozitive periferice pe distanțe
scurte. Poate fi folosit și pentru comunicarea între două microcontrolere.
Cu o conexiune SPI există întotdeauna un dispozitiv principal (de obicei un microcontroler) care
controlează dispozitivele periferice. Această bibliotecă va permite comunicarea cu dispozitive SPI, cu
Arduino ca dis pozitiv principal.
În mod obișnuit, există trei linii comune tuturor dispozitivelor:

 MISO (Master In Slave Out) – Linia Slave pentru trimiterea datelor catre master,
 MOSI (Master Out Slave In) – Linia Master pentru trimiterea de date către periferice,
 SCK (ceas serial) – impulsuri de ceas care sincronizează transmisia de date generate de master
și o linie specifică pentru fiecare dispozitiv:
 SS (Slave Select) – pinul de pe fiecare dispozitiv pe care masterul îl poate utiliza pentru a activa
și dezactiva a numite dispozitive.
Atunci când pinul de selectarea unui dispozitiv este slab, acesta comunică cu comandantul. Când
este invers, ignoră maestrul. Acest lucru va permite să aveți dispozitive SPI multiple care partajează
aceleași linii MISO, MOSI și CLK.
În general, există patru moduri de transmitere. Aceste moduri controlează dacă datele sunt
deplasate sau ieșite pe marginea în creștere sau în jos a semnalului ceasului de date (numită faza de
ceas) și dacă ceasul este inactiv când este ridicat sau scăzut ( numit polaritatea ceasului).
Odată ce aveți parametrii SPI, utilizați SPI.beginTransaction () pentru a începe să utilizați portul SPI.
Portul SPI va fi configurat cu toate setările dvs. Cea mai simplă și mai eficientă modalitate de a utiliza
SPISettings es te direct în SPI.beginTransaction ().
Dacă alte biblioteci utilizează SPI din întreruperi, aceștia vor fi împiedicați să acceseze SPI până
când apelați SPI.endTransaction (). Setările SPI sunt aplicate la începutul tranzacției, iar
SPI.endTransaction () n u modifică setările SPI.
Cu cele mai multe dispozitive SPI, după SPI.beginTransaction (), se va scrie pinul selectare slave
LOW, se apeliează SPI.transfer () de câte ori se dorește să se transfere date, apoi se scrie pinul SS HIGH
și în cele din urmă se a pelează SPI.endTransaction () .
Toate placile bazate pe AVR au un pin SS care este util atunci cand actioneaza ca un slave
controlat de un master extern. Deoarece această bibliotecă suportă numai modul master, acest pin
trebuie setat întotdeauna ca OUTPUT , în caz contrar interfața SPI poate fi introdusă automat în modul
slave prin hardware, făcând biblioteca inoperantă.
Cu toate acestea, este posibil să utilizați orice pin ca Slave Select (SS) pentru dispozitive. De
exemplu, scutul Arduino Ethernet utiliz ează pinul 4 pentru a controla conexiunea SPI la cardul SD de pe
placă și pinul 10 pentru a controla conexiunea cu controlerul Ethernet.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
50
Protocolul One Wire

Dallas Semiconductor (acum Maxim) produce o familie de dispozitive care sunt controlate
printr -un protocol cu 1 fir. Nu există taxe pentru programatorii care folosesc driverele de la Dallas 1 –
Wire (marcă comercială).
Pe o rețea de 1 fir, pe care Dallas a numit -o "MicroLan", un singur dispozitiv "master" comunică
cu unul sau mai multe dispozi tive "slave" cu fir deasupra unei singure linii de date, care poate fi, de
asemenea, putere pentru dispozitivele slave. (Dispozitivele de tragere a energiei de la magistrala cu 1 fir
sunt considerate a funcționa în modul de putere parazit.)
Senzorii de te mperatură cu 1 conductă au devenit deosebit de populari, deoarece sunt ieftini și
ușor de utilizat, oferind citiri digitale de temperatură calibrate direct. Ele sunt mai tolerante la firele
lungi între senzor și Arduino.
Dallas / Maxim și un număr de alte companii fabrică magistrale dedicate pentru citirea / scrierea
și gestionarea rețelelor 1Wire. Aceste dispozitive sunt proiectate și optimizate pentru citirea și scrierea
eficientă a dispozitivelor și rețelelor 1Wire. Similar masterilor UART / USART, aceș tia se ocupă de
operațiunile tactate cu ajutorul unui tampon, descărcând sarcina de procesare de la procesorul gazdă (de
exemplu, gateway -ul senzorului sau microcontrolerul) și măresc precizia. De asemenea, de multe ori nu
sunt necesare rezistențe de tracț iune.
Multe dintre cipuri oferă o gestionare a erorilor care se ocupă în mod specific de pierderea
integrității semnalului, a variației nivelului, a reflexiilor și a altor probleme cu bus -ul care pot cauza
probleme, în special în rețelele mari. Multe dint re dispozitive au caracteristici suplimentare și sunt
oferite pe o mare varietate de interfețe. Ele variază în preț de la 1 $ la 30 $.

Un alt avantaj cheie este suportul unui sistem de fișiere de citire / scriere cu suport vast pentru
dispozitivele de co mandă 1Wire care expune multe funcții native pentru o mare varietate de tipuri de
dispozitive 1Wire.
UART / USART Masters
Cele mai multe UART / USART -uri sunt perfect capabile de viteze sustinute cu mult peste cele 15,4
kbps necesare pentru bus -ul 1Wire i n modul standard. Mai important, ceasul și tamponarea sunt tratate
separat, descărcându -l din nou de la procesul principal al microcontrolerului sau procesorului principal.
În cazul în care nu este disponibilă gestionarea tamponării / ceasului nativ, 1Wir e poate fi
implementat pe un pin IO (GPIO) cu scop general, în care comutarea manuală a stării pinului este
folosită pentru a emula un UART / USART cu reconstrucția semnalului din datele recepționate. Acestea
sunt, de obicei, mult mai puțin eficiente din p unct de vedere al procesoarelor și au un impact direct.
Pe Arduino și alte chip -uri compatibile, acest lucru se poate face cu biblioteca OneWire, pe orice
pin digital disponibil. Pe computerele cu o singură placă, cum ar fi Raspberry Pi, citirea rețelei 1 Wire
este adesea posibilă folosind drivere de kernel care oferă suport nativ. Modelele kernel -ului w1 -gpio,
w1-gpio-therm și w1 -gpio sunt incluse în cele mai recente distribuții Raspberry și sunt destul de
populare, deoarece permit interfața cu un subset d e dispozitiv 1Wire fără hardware suplimentar. În
prezent, totuși, acestea au o limitare a suportului pentru dispozitive și au limitări ale mărimii bus -ului în
software.
Cipul poate fi alimentat în două feluri. Unul (opțiunea "parazitare") înseamnă că numa i două fire
trebuie să meargă la chip. Celălalt poate, în unele cazuri, să ofere o funcționare mai fiabilă (parazitul
funcționează adesea bine), deoarece un cablu suplimentar care transportă energia pentru cip este
implicat.
Când funcționează în modul de alimentare cu paraziți, sunt necesare numai două fire: un fir de
date și o masă. În acest mod, linia de alimentare trebuie să fie conectată la masă, în fișa tehnică. La
comandant, trebuie conectat un rezistor de tracțiune de 4.7k la magistrala cu 1 fir. At unci când linia este
în stare "înaltă", dispozitivul trage curentul pentru a încărca un condensator intern.
Acest curent este de obicei foarte mic, dar poate ajunge până la 1,5 mA atunci când efectuează o
conversie de temperatură sau scrierea EEPROM. Atun ci când un dispozitiv slave efectuează una din
aceste operațiuni, magistrala trebuie să păstreze bus -ul tras în sus pentru a furniza energie până la
finalizarea operației; pentru o conversie de temperatură DS18S20 este necesară o întârziere de 750 ms.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
51
Coma ndantul nu poate face nimic în acest timp, cum ar fi emiterea comenzilor către alte dispozitive sau
sondarea pentru funcționarea slavelui. Pentru a sustine acest lucru, biblioteca OneWire face posibil ca
bus-ul să fie menținut ridicat după scrierea datelor .
Cu o sursă externă, sunt necesare trei fire: magistrala, sol și putere. Rezistența de tracțiune de
4.7k este încă necesară pe sârma magistralei. Deoarece magistrala este liberă pentru transferul de date,
microcontrolerul poate continua să verifice stare a unui dispozitiv care efectuează o conversie. În acest
fel, o solicitare de conversie se poate termina de îndată ce se face raportarea dispozitivului, spre
deosebire de faptul că trebuie să așteptați timpul de conversie (în funcție de funcția dispozitivul ui și de
rezoluție) în modul de alimentare "parazit".
Fiecare dispozitiv cu 1 fir conține o adresă "ROM" unică pe 64 de biți, care constă dintr -un cod
de familie pe 8 biți, un număr de serie pe 48 de biți și un CRC pe 8 biți. CRC este folosit pentru a
verifica integritatea datelor.
Înainte de a trimite o comandă unui singur dispozitiv secundar, comandantul trebuie să selecteze
mai întâi dispozitivul respectiv utilizând unitatea ROM unică. Comenzile ulterioare vor fi reacționate de
către dispozitivul selec tat, dacă sunt găsite.
În mod alternativ, puteți să adresați o comandă tuturor dispozitivelor slave prin emiterea unei
comenzi "Skip ROM" (0xCC). Este important să se ia în considerare efectele emiterii unei comenzi
asupra mai multor dispozitive. Uneori, acest lucru poate fi intenționat și benefic. De exemplu, emiterea
unei ferestre Skip ROM urmată de o conversie T (0x44) ar instrui toate dispozitivele din rețea care au o
comandă Convert T pentru a efectua o conversie de temperatură. Aceasta poate fi o mod alitate eficientă
și eficientă de a efectua operațiile. Pe de altă parte, emiterea unei comenzi Read Scratchpad (0xBE) ar
determina toate dispozitivele să raporteze simultan datele Scratchpad. Consumul de energie al tuturor
dispozitivelor (de exemplu, în t impul unei conversii de temperatură) este, de asemenea, important atunci
când se utilizează o secvență de comandă Skip ROM.
Citirea unui dispozitiv 1Wire necesită mai mulți pași. Detaliile sunt dependente de dispozitiv,
prin faptul că dispozitivele sunt c apabile să raporteze marimi măsurabile diferite. Populatorul DS18B20,
de exemplu, citește și raportează temperatura, în timp ce un DS2438 citește tensiunea, curentul și
temperatura.
Doi pași principali ai procesului de citire:
Conversie – O comandă este e misă dispozitivului pentru a efectua o operație de conversie internă. Cu un
DS18B20, aceasta este comanda Convert T (0x44) byte. În biblioteca OneWire, aceasta este emisă ca
ds.write (0x44), unde ds este o instanță a clasei OneWire. După ce se emite aceast ă comandă,
dispozitivul citește ADC -ul intern, iar atunci când procesul este complet, acesta copiază datele în
registrele Scratchpad. Această lungime a acestui proces de conversie variază în funcție de rezoluție și
este listată în foaia de date a dispoziti vului. unui DS18B20 ii ia de la 94 (rezoluție de 9 biți) la 750 ms
(rezoluție pe 12 biți) pentru a converti temperatura (în conformitate cu DS18B20 Datasheet). În timp ce
are loc conversia, dispozitivul poate fi interogat, de ex. folosind în comanda ds.rea d () în OneWire,
pentru a vedea dacă a efectuat cu succes o conversie.
Citire Scratchpad
Odată ce datele au fost convertite, acestea sunt copiate în memoria Scratchpad, unde pot fi citite. De
retinut că scratchpad -ul poate fi citit oricând fără o comandă de conversie pentru a reda citirea cea mai
mare, precum și rezoluția dispozitivului și alte opțiuni de configurare dependente de dispozitiv.
Asincron vs. citire / scriere sincronă
Majoritatea codurilor existente pentru dispozitivele 1Wire, în special cele scrise pentru Arduino,
utilizează un algoritm "de bază pentru conversie, așteptare și citire", chiar și pentru mai multe
dispozitive. Acest lucru creează mai multe probleme:
Programarea temporizării pentru alte funcții
În mod evident, cea mai mare problemă cu utilizarea metodologiei de mai sus este că, dacă nu se iau
măsuri de filetare, dispozitivul trebuie să stea (aștepte) și să aștepte ca conversia să aibă loc dacă este
inclus un timp de așteptare pentru hardcod. Aces t lucru prezintă o problemă serioasă dacă există alte
procese temporizate și chiar dacă nu există – multe programe așteaptă introducerea de către utilizator,
procesează date și efectuează multe alte funcții care nu pot fi puse în așteptare pentru timpul ne cesar
pentru un proces de conversie a temperaturii . După cum s -a menționat mai sus, un proces de conversie

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
52
pe 12 biți pentru un DS18B20 poate dura până la 750 ms. Nu există niciun motiv pentru a utiliza metoda
de așteptare, cu excepția cazului în care est e de dorit ca controlorul să nu facă nimic (deloc) până când
conversia măsurării este completă. Este mult mai eficient să emiteți o comandă de conversie și să
reveniți mai târziu pentru a ridica măsurarea cu o comandă de citire a scrierii după terminarea
conversiei.
Scalarea pentru Viteza de sondare cu mai multe dispozitive
O altă problemă majoră cu metoda "Conversie, așteptare, citire" este că aceasta scade foarte mult și fără
nici un motiv bun. Toate comenzile de conversie pot fi emise în serie (sau simultan, prin emiterea unei
comenzi Skip ROM și apoi Convert), iar rezultatul poate fi citit în succesiune.
Ajustarea timpului de așteptare la timpul necesar de conversie
Cea mai eficientă și mai rapidă citire a dispozitivelor 1Wire ține cont în mod expl icit de timpul de
conversie al dispozitivului citit, care este în mod obișnuit o funcție de rezoluție citită. Cel mai important
este ca valoarea trebuie ajustată pentru rezoluția care este în prezent interogată. O conversie pe 9 biți, de
exemplu, va dura 9 4ms sau mai puțin, și așteptarea pentru 1000ms pur și simplu nu are sens. După cum
s-a menționat mai sus, cel mai eficient mod de a face sondaj este utilizarea unui slot pentru citirea
timpului de citire a dispozitivului. În acest mod se poate ști exact câ nd rezultatul este gata și se ia
imediat.

Biblioteca Ethernet / Ethernet 2

Aceste biblioteci sunt proiectate să funcționeze cu ecranul Ethernet Arduino (Ethernet.h) sau cu
Arduino Ethernet Shield 2 și Leonardo Ethernet (Ethernet2.h). Bibliotecile permi t unei placi Arduino să
se conecteze la internet. Placa poate servi fie ca un server care acceptă conexiuni primite, fie ca un client
care efectuează conexiuni. Bibliotecile acceptă până la patru conexiuni concurente (intrare sau ieșire sau
o combinație). Ethernet (Ethernet.h) gestionează chipul W5100, în timp ce biblioteca Ethernet2
(Ethernet2.h) gestionează chipul W5500; toate funcțiile rămân aceleași. Schimbarea bibliotecii utilizate
permite transferul aceluiași cod de la Arduino Ethernet Shield la Ardui no Ethernet 2 Shield sau Arduino
Leonardo Ethernet și invers.
Arduino comunică cu scutul utilizând bus -ul SPI. Acesta este pe pinii digitali 11, 12 și 13 pe Uno
și pinii 50, 51 și 52 de pe Mega. Pe ambele panouri, pinul 10 este folosit ca SS. Pe Mega, pin ul
hardware SS, 53, nu este folosit pentru a selecta W5100, dar trebuie păstrat ca ieșire sau interfața SPI nu
va funcționa.
Exemple
ChatServer: configureaza un server de chat simplu.
WebClient: efectueaza o solicitare HTTP.
WebClientRepeating: Realizeaza solicitări HTTP repetate.
WebServer: găzduieste o pagină HTML simplă care afișează valorile senzorului analogic.
BarometricPressureWebServer: afișează valorile de la un senzor de presiune barometric ca pagină web.
UDPSendReceiveString: Trimite și primeste șiruri de text prin UDP.
UdpNtpClient: Solicita un server NTP (Network Time Protocol) utilizând UDP.
DnsWebClient: DNS și client Web bazat pe DHCP.
DhcpChatServer: Un server de chat DHCP simplu
DhcpAddressPrinter: Obține o adresă IP prin DHCP și imprimați -o
TelnetClient: Un client simplu Telnet

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
53

Clasa Ethernet
Clasa Ethernet inițializează biblioteca Ethernet și setările de rețea.
Begin() – Inițializează biblioteca Ethernet și setările de rețea.
Sintaxa – Ethernet.begin(mac);
Ethernet.begin(mac, ip);
Ethernet.begin(mac, ip, dns);
Ethernet.begin(mac, ip, dns, gateway);
Ethernet.begin(mac, ip, dns, gateway, subnet);
localIP() – Obține adresa IP a ecranului Ethernet. Util atunci când adresa este atribuită automat prin
DHCP.
Maintain()
Clasa IPAddress
Clasa IPAddress funcționează cu adresare IP locală și la distanță.
IPAddress()
Clasa server
Clasa Server creează servere care pot trimite date și primi date de la clienți conectați (programe care
rulează pe alte computere sau dispozitive).
Server – Server ul este clasa de bază pentru toate apelurile bazate pe serverul Ethernet. Nu este chemat
direct, ci invocat ori de câte ori utilizați o funcție care se bazează pe ea.
EthernetServer() – Creaza un server care asculta conexiunile de intrare pe portul specifi cat.
Begin() – Spune serverului să înceapă să asculte conexiunile primite
available() – Obține un client conectat la server și dispune de date disponibile pentru citire. Conexiunea
persistă atunci când obiectul client returnat iese din domeniul de aplicare; îl puteți închide apelând
client.stop ().
write()
print()
println()
Clasa client
Clasa client creează clienți care se pot conecta la servere și pot trimite și primi date.
Client
EthernetClient() – Creează un client care se poate conecta la o anu mită adresă IP de Internet și port
(definită în funcția client.connect ()).
if (EthernetClient)
connected()
connect()

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
54
write()
print()
println()
available() – Returnează numărul de octeți disponibili pentru citire (adică cantitatea de date care a fost
scrisă clientului de către serverul la care este conectat).
read()
flush()
stop()
Clasa EthernetUDP
Clasa EthernetUDP permite trimiterea și primirea mesajului UDP.
begin()
read()
write()
beginPacket()
endPacket()
parsePacket()
available()
stop()
remoteIP()
remotePort()

Twitter Library

Această bibliotecă nu face tweet direct de pe placa Arduino. Aceasta trimite tweets la un site
web, care apoi il trimite pe Twitter de acolo.
Cu toate acestea, numele de utilizator / parola NU vor fi trimise la site prin me canismul Oauth.
Twitter Library este o bibliotecă pentru Arduino care posteaza pe Tw itter prin intermediul scutului
Ethernet Arduino.
Este metoda foarte buna, care să posteze mesaje în mod automat de la diferiți senzori, de
exemplu. Tweet -urile sunt trimi se prin intermediul unui server partajat. A se evita trimiterea a mai mult
de o solicitare pe minut pentru a nu supraîncărca serverul.
Dacă se utilizeaza Arduino IDE 0022 sau mai vechi, trebuie instalata si biblioteca EthernetDNS
1.0b4 sau o versiune ulte rioară. Nu este nevoie de acest lucru cu IDE 1.0 sau o versiune ulterioară,
deoarece facilitatea DNS este inclusă în biblioteca EthernetClient.
Biblioteca este deschisa automat atunci când este lansat IDE -ul Arduino.
Înainte de tweeting, trebuie obținut un simbol la http://arduino -tweet.appspot.com/. Această bibliotecă
trimite un tweet prin intermediul site -ului pentru a evita folosirea memoriei lui Arduino prin chestiuni
complexe de semnătură OAuth.
Se poate vedea o schiță de exemplu din "Fișier -> Sketch book -> Exemplu -> Bibliotecă -Twitter
-> SimplePost".
Pentru a crea o schiță nouă, trebuie selectat din meniu "Schiță -> Import bibliotecă -> Twitter".
Odată ce biblioteca este importată, în partea de sus a schiței va apărea o linie "#include <Twitter.h>". De
asemenea, trebuie să importați biblioteca Ethernet și biblioteca EthernetDNS în același mod pentru IDE
0022 sau mai vechi.
Trebuie creata o instanță a clasei Twitter ca mai jos:
Twitter Twitter ("YOUR -TOKEN");
bool post (const char * mesaj)
Prin aceas ra se incepe postarea mesajului specificat pe Twitter. Dacă conexiunea la twitter.com este
stabilită cu succes, această funcție revine la adevărat. Dacă nu a reușit să se conecteze la Twitter,
returneaza false. (A se verifica dacă Ethernet -ul este configur at corect). Postarea nu se face încă, chiar
dacă se întoarce la adevărat. Pentru acest lucru ar trebui periodic ap elat twitter.checkStatus () sau
twitter.wait ().
bool checkStatus(Print *debug = NULL)

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
55
Verifica dacă cererea de înregistrare este difuzată. Returnează adevărat dacă este încă în desfășurare. Se
poate specifica argumentul de depanare pentru a scoate răspunsul de la server.
checkStatus (& Serial); De asemenea, se poate omite argumentul de depanare dacă nu este
necesară ieșirea.
int status (voi d)
Returnează codul de stare HTTP ca răspuns la Twitter, de ex. – OK. Disponibil numai după trimiterea
mesajului, iar checkStatus () returnează mesajul false.
int wait (Imprimare * debug = NULL)
Așteptați până când trimiteți mesajul. Valoarea returnată a acestei funcții este codul de stare HTTP ca
răspuns la Twitter. Echivalent pentru codul de mai jos:
while (checkStatus (debug));
retur n statusCode;
Notă: Twitter pare să respingă tweet -urile repetate cu același contenet (returnează eroarea 403).

CAPITOLUL II I ARHITECTURA SISTEMULUI

3.1. Hardware

În inginerie, arhitectura hardware se referă la identificarea componentelor fizice ale sistemului și
la interdependențele lor. Această descriere, denumită adesea un model de design hardware, permite
proiectanților hardware să înțeleagă modul în care componentele lor se încadrează într -o arhitectură de
sistem și oferă proiectanților componentelor software informații importante necesare dezvoltării și
integrării software -ului. Definirea clară a unei arhitecturi hardware permite diferitelor discipline de
inginerie să lucreze mai eficient împreună pentru a dezvolta și produce noi mașini, dispozitive și
componente.
Hardware este, de asemenea, o expresie folosită în cadrul industriei de calculatoare pentru a
distinge explicit hardware -ul (computerul electronic) de software -ul care rulează pe el. Nevoia de a
modela în mod eficient modul în care se combină componentele fizice separate pentru a forma sisteme
complexe este importantă pentru o gamă largă de aplicații, inclusiv computere, asistenți digitali
personali (PDA), telefoane mobile, instrumente chirurgicale, sateliți și submarine.
Arhitectura hardware reprezintă un sistem hardware electronic sau electromecanic construit (sau
pentru a fi proiectat) și a procesului și a disciplinei pentru implementarea efectivă a proiectului
(modelelor) pentru un astfel de sistem. În general, acesta face parte dintr -un sistem integrat mai larg care
cuprinde informații, software și prototipuri de dispozitive. []
După cum scrie enciclopedia libera, Wikipedia, acest capitol se referă la componentele fizice
care s -au folosit la realizarea acestui proiect, care sunt deja prezentate pe rând în capitolul anterior, și la
interdependențele lor, care pot fi observate în schema funcțională ce urmează.

3.2. Schema funcțională

Sistemul a fost gândit, creat și testat în mai multe etape, pentru fiecare etapă realizându -se o
schemă funcțională, iar apoi dacă această etapă a constituit un succes, a fost integrată în proiect.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
56

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
57

3.3. Software

Tot aceeași sursă [], spune că arhitectura software se referă la structurile de nivel înalt ale unui
sistem software, la disciplina de creare a unor astfel de structuri și la documentarea acestor structuri.
Acestea sunt necesare pentru a raționa cu privire la sistemul în sine. Fiecare structură cuprinde

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
58
elementele software, relațiile dintre ele și proprietățile elementelor și relațiilor. Arhitectura unui sistem
software este o metaforă, analogă cu arhitectura unei clădiri. Acesta funcți onează ca un model al
sistemului și al proiectului în curs de dezvoltare, care stabilește sarcinile necesare pentru a fi executate
de către echipele de proiectare.
Arhitectura de software vizează realizarea unor alegeri structurale fundamentale, care sunt
costisitoare de schimbat odată implementate. Alegerea arhitecturii software include opțiuni structurale
specifice de la posibilitățile de proiectare a software -ului.
Documentația arhitecturii software facilitează comunicarea între părțile interesate, cap tează
decizii timpurii privind proiectarea la nivel înalt și permite reutilizarea componentelor de proiectare
între proiecte.

În acest sens, am ales să împart proiectul în 4 module ale sistemului, fiecare dintre acestea având
o funționalitate precisă în cadrul sistemului, deci un rol foarte important în proiectarea arhitecturii
acestuia. Fiecare modul a fost gândit separat iar apoi validat separat, la final integrandu -se în proiect.

3.4. Modulele sistemului

Citire informații senzoriale

În cadrul ace stui modul sunt preluate informațiile senzoriale, de la fiecare senzor în parte.
Sistemul folosește un senzor de umiditate a solului, un senzor de temperatură, respectiv un senzor de
detectare a gazelor nocive din aer.
Umiditatea solului a fost preluată prin folosirea unui senzor care acționează ca și un rezistor
variabil, fiind mai multă apă în sol, este logic că și conductivitatea dintre plăcuțele introduse în pământ
este mai mare și rezistența mai mică.
Datele referitoare la temperatură sunt obținute prin conversie, deoarece s -a folosit protocolul
One Wire, obținând rezoluții mari de până la 12 biți de date. Orice tranzacție sau orice schimb de date
începe cu o secvență de inițializare. Aceasta a fost alcătuită dintr -un semnal de reset transmis de pla ca
Arduino (master) urmat de un semnal de prezență transmis de senzor (slave). Semnalul de prezență este
util pentru Arduino deoarece aceasta trebuie să identifice prezența senzorilor pe magistrala One Wire.
Urmează ca placa să citească, prin altă comandă numită Read Scratchpad, spațiul intern de memorie al
senzorului, prin care master -ul citește toată zona de memorie a senzorului.
Nivelul gazului din aer este obținut cu ajutorul senzorului prin citire analogă, iar mai apoi s -a
stabilit un prag critic, o v aloare ușor crescută fiind 450, până la 500 când deja este clar ca e prezent
fumul sau alte gaze nocive.

Comunicare Twitter

Comunicarea s -a realizat prin intermediul Ethernet Shield -ului, Arduino conectându -se la
internet exact ca și un PC obișnuit. Pl aca a funcționat în regim de client, accesând într -un final pagina
Twitter. S -au folosit noțiuni ce țin de Client Web, IP, Server Web, cereri HTTP – GET, POST, Datele

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
59
preluate de la senzor sunt astfel trimise, la un interval de timp stabilit, prin internet , și postate în cadrul
unei rețele de socializare.

Acționare pompă apă/ ventilator aer

Acționarea acestora are loc prin 2 șcenarii, și anume unul automat, atunci când datele citite de
senzori nu sunt în parametrii pompa de apă, respectiv ventilatorul d e aer, se pornesc automat, iar când
problema s -a remediat acestea se opresc, și unul manual, comanda de acționare dându -se prin IP -ul
alocat plăcuței Arduino.

Afișare locală (LCD)

Pe lângă afișarea datelor citite, prelucrate și interpretate, pe Twitter, sistemul dispune și de
posibilitatea vizualizării acestora pe ecranul LCD.

CAPITOLUL IV
IMPLEMENTARE

4.1. Modulele sistemului

După cum am precizat, implementarea și testarea am realiza -o inițial separat, pentru
fiecare senzor sau modul în parte, integrând apoi porțiunea respectivă în codul final.

4.1.1. Citire

Astfel, în cele ce urmează voi adăuga implementarea citirii realizată de la fiecare senzor,
împreună cu comentariile din momentul implementării care mi -au ușurat munca.

Citirea d atelor prin senzorul de umiditate

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
60

Citirea datelor prin senzorul de temperatură

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
61

Citirea datelor prin senzorul de detectare a gazelor nocive

4.1.2. Comunicare

Postarea unui mesaj simplu pe Twitter

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
62

4.1.3. Acționare

Scenariu automat
Ventilator

Pompă

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
63

Scenariu manual
Ventilator

Pompă

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
64

4.1.4 Afișare

CAPITOLUL V REZULTATE
OBȚINUTE
5.1. Prezentarea șcenariului
5.1.1. Automat

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
65

5.1.2. Manual

CAPITOLUL VI – CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

[ 1] ABDMEZIEM, M.R.; TANDJAOUI, D.; ROMDHANI, I.: Architecting the Internet of Things:
State of the Art. In Koubaa, A., Shakshuki E., (Eds.). Robots and Sensor Clouds, Vol. 36
Studies in Systems, Decision and Control, 2016, pp. 55 -75.
[ 2] Sam Salem, Senior Director – Technology and Strategic Development, Connected Consumer
Technologies, Jabil; https://www.iotforall.com
[ 3] Gorkem Ozvura l, Gunes Karabulut Kurt ; 2015 IEEE Tenth International Conference on
Intelligent Sensors, Sensor Networks and Inf ormation Processing (ISSNIP); 7 -9 April 2015,
pp. 1 -6.
[ 4] M. Ojha, S. Mohite, S. Kathole and D. Tarware, "Mircocontroller Based
Automatic Plant Watering System," International Journal of Computer Science
and Engineering, 2016
[ 5] Jagdeep, R. Thakur and D. Singh, "Microcontroller Based Automatic Sprinkler
Irrigation," International Journal Of Modern Engineering Resea rch, vol. 5, no.
4, p. 47, 2015
[ 6] S. K. H. U and A. p. K. S. M, "Automatic Irrigation System Based on Wireless
Sensor Network and GPRS Module," Internat ional Research Journal of
Engineering and Technolo gy, vol. 3, no. 4, p. 148, 2016
[ 7] D. P. F. Dr. Ovidiu Vermesan, Internet of Things:Converging Technologies for
Smart Environments and Integrated Ecosystems, River Publishers, 2013.

Claudia Cristina Imbăruș
BIBLIOGRAFIE
66
[ 8] A. Adimihardja, "STRATEGI M EMPERTAHANKAN MULTIFUNGSI," Litbang
Pertanian, p. 99, 2006.
[ 9] Nurdin, " Teknologi dan Perkembangan Agribisnis di Kabupaten Boalemo,"
Litbang Pertanian, p. 55, 2011.
[ 10] Wahyunto, "Paddy Fields In Indonesia As A Back Stopped For National Food,"
Infomatika pertanian, vol. 18, p. 133,2009.
[ 11] https://foobot.io/technology/
[ 12] http://www.trustedreviews.com/reviews/awair -air-quality -monitor
[ 13] "Say hello to Nest Cam" . Nest Blog.
[ 14] Patel, Nilay (October 8, 2013). "Fire drill: can Tony Fadell and Nest build a better smoke
detector?" . The Verge . Vox Media . Archived from the original on October 8, 2013.
Retrieved October 8, 2013.
[ 15] Levy, Steven (October 8, 2013). "Nest Gi ves the Lowly Smoke Detector a Brain — And a
Voice" . Wired. Condé Nast. Retrieved October 9, 2013.
[ 16] Yani Heisler (June 6, 2016). "Google's Nest acquisition was more disastrous than we
thought" . Yahoo! News . Retrieved June 8,2016.
[ 17] Kumparak, Greg (30 August 2017). "This is the new, less expensive Nest
Thermostat" . TechCrunch. Retrieved 4 September2017.
[ 18] Goode, Lauren (20 September 2017). "The Nest Cam IQ Outdoor is the latest security camera
to use facial recognition" . The Verge . Retrieved 20 September 2017.
[ 19] https://en.wikipedia.org/wiki/Nest_Labs

Claudia Cristina Imbăruș
LISTA FIGURILOR
67

LISTA FIGURILOR

Figura Numele figurii Pag.

Claudia Cristina Imbăruș
ANEXĂ
68

ANEXĂ

În cele ce urmeză este listat scriptul codului folosit pentru relizarea
proiectului, program elaborat în Arduino IDE.
Introducerea codului are alăturată și comentarii făcute la momentul întocmării
pentru a facilita ulteriorele revizuiri ale acestuia și a face înțelegerea lui mai ușoară.