Title: IoT sensor swarm for agricultural micro-climate measurements
Language: English
Authors: Puchinger, Thomas 
Qualification level: Diploma
Advisor: Grosu, Radu 
Assisting Advisor: Hirsch, Christian 
Issue Date: 2021
Number of Pages: 131
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Mit dem Internet verbundene vernetze Sensor Systeme, auch Internet of Things (IoT)genannt, haben sich in den letzten Jahren rasch weiterentwickelt. Dadurch sind viele neue Anwendungsfälle und Einsatzmöglichkeiten entstanden und sie entstehen kontinuierlich.Damit die heutige Landwirtschaft kostendeckend wirtschaften kann, wird es immer notwendiger, Agrarflächen noch genauer und verteilter zu messen. Grund hierfür sind die steigenden Kosten für Löhne, Material und Verbrauchsmittel. Aufgrund des starken Wettbewerbes stagnieren jedoch die Marktpreise. Um die notwendigen Arbeitsschritte im Pflanzenschutz genauer planen zu können, sind genaue Messwerte der Umwelt erforderlich.Zwei hierfür relevante Messwerte sind die Blattfeuchte und der Ultraviolet Radiation (UV)Wert. Ziel dieser Arbeit ist es, einen Prototyp zu entwickeln, der diese beiden Messwertesensorisch erfasst. Diese Messwerte sollen ins Internet übertragen werden, dazu sind der Entwurf und Aufbau eines entsprechenden Sensor Netzwerkes, auch Sensor Swarm genannt, erforderlich. Während des gesamten Entwicklungsprozesses wird darauf geachtet,die Kosten für den Sensor so gering wie möglich und den Stromverbrauch niedrig zuhalten, um die Autarkheit des Sensors zu gewährleisten.Der durchgeführte Feldtest zeigt, dass der selbst gebaute Sensor autark arbeiten kann und die Zuverlässigkeit bei mindestens 87 Prozent liegt. Die Kosten für einen Sensor liegen unter 150 Euro pro Stück und unterschreiten damit die Erwerbskosten kommerziell erhältlicher Produkte. Auch wenn vor einer potenziellen Markteinführung des Systems noch Hürden genommen werden müssten, konnte durch diese Arbeit nachgewiesen werden,dass das geschaffene Sensor Netzwerk sich auch in der Praxis bewährt hat.

Networked sensor systems connected to the Internet, also called Internet of Things (IoT),have rapidly developed in the past few years. This has created and is continuing to create many new applications and possible use cases. To enable today’s agricultural organizations to cover their costs, more accurate and distributed measurements of the agricultural land are necessary. The reason for this are the rising salaries and the rising costs of materials and consumables. However, the market prices of agricultural productsare stagnating due to strong competition. To be able to plan the necessary steps in plant protection more precisely, accurate measurements of the environment are required. Two relevant measured values are leaf wetness and UV value. The aim of this thesis is to develop a prototype that measures these two values. These measured values are to be transmitted to the Internet; to do this, a corresponding sensor network, also called sensorswarm, has to be designed and constructed. Throughout the development process, the costs of the sensor and the power consumption are kept as low as possible to ensure theself-sufficiency of the sensor. The field test carried out shows that the self-built sensor can operate autonomously and the reliability is at least 87 percent. The cost of a sensoris less than 150 euro per unit, which is less than the purchase cost of commercially available products. Even if a potential market launch would prove difficult in the beginning, this thesis establishes that the created sensor network has proven itself in practice.
Keywords: Sensorenschwarm; Landwirtschaftliche Mikroklimamessung; Maschennetz; Blattfeuchte-Sensor; Messung der UV-Strahlung
Sensor Swarm; Agricultural Microclimate Measurement; Mesh network; Leaf wetness sensor; UV radiation measurement
URI: https://doi.org/10.34726/hss.2021.57661
http://hdl.handle.net/20.500.12708/16785
DOI: 10.34726/hss.2021.57661
Library ID: AC16132242
Organisation: E191 - Institut für Computer Engineering 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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