Agriculture Arduino ESP8266 Internet des objets Projet

IoT appliqué dans l’Agriculture avec la carte Arduino

20-12-20 7119

Présentation de IoT appliqué dans l’Agriculture

L’Internet des objets (IoT) peut être utilisé dans l’agriculture pour améliorer l’efficacité, la productivité et la qualité des cultures. Voici quelques exemples d’applications de l’IoT dans l’agriculture :

Surveillance des cultures : les capteurs IoT peuvent être installés dans les champs pour surveiller les conditions de croissance des cultures, telles que la température, l’humidité, la luminosité et la qualité de l’eau. Ces données peuvent être utilisées pour ajuster les conditions de croissance en temps réel et améliorer la qualité des cultures.
Irrigation automatisée : les capteurs IoT peuvent être utilisés pour surveiller les niveaux d’humidité du sol et déclencher l’irrigation automatiquement lorsque cela est nécessaire. Cela peut aider à économiser l’eau et à réduire les coûts d’irrigation.
Traçabilité des cultures : les capteurs IoT peuvent être utilisés pour suivre les étapes de production et de transformation des cultures, permettant aux agriculteurs de mieux comprendre les conditions de croissance de leurs cultures et de garantir la qualité et la sécurité alimentaire.
Prévisions météorologiques : les capteurs IoT peuvent être utilisés pour surveiller les conditions météorologiques et fournir des prévisions précises aux agriculteurs pour aider à planifier leurs activités.

Il est important de noter que l’utilisation de l’IoT dans l’agriculture nécessite une infrastructure de communication fiable et des capteurs de haute qualité pour garantir la précision des données. De plus, il est important de prendre en compte les coûts et les implications de la sécurité de l’IoT lors de la mise en œuvre de solutions IoT dans l’agriculture.

Présentation du site ThingSpeak :

ThingSpeak est un service en ligne qui permet de collecter et de stocker des données provenant de capteurs et de périphériques IoT. Il est utilisé par de nombreux développeurs et entreprises pour créer des applications de surveillance, de contrôle et de visualisation de données en temps réel.

Voici comment fonctionne ThingSpeak :

Vous devez créer un compte ThingSpeak et configurer un « channel » pour votre projet. Un channel est un espace de stockage en ligne qui permet de collecter et de stocker des données provenant de capteurs et de périphériques IoT.
Vous devez connecter vos capteurs et périphériques IoT à ThingSpeak en utilisant une connexion WiFi, Ethernet ou GSM. Vous pouvez utiliser des cartes de développement comme Arduino, Micro:bit et ESP32 pour cela.
Vous devez écrire un programme sur votre carte de développement qui envoie des données à ThingSpeak via l’API REST. Vous pouvez utiliser n’importe quel langage de programmation compatible avec votre carte de développement, comme C++, Python ou Arduino.
Une fois que vos capteurs et périphériques sont connectés et que votre programme est en cours d’exécution, vos données seront automatiquement collectées et stockées dans votre channel ThingSpeak.
Vous pouvez accéder à vos données en temps réel en utilisant l’interface de visualisation de données de ThingSpeak ou en utilisant l’API REST pour intégrer vos données à d’autres applications.

ThingSpeak offre également des fonctionnalités avancées, comme la possibilité de déclencher des alertes et des actions en fonction de seuils de données définis, de créer des graphiques et des tableaux de bord en temps réel et de partager vos données avec d’autres utilisateurs.

But de ce projet:

Ce projet décrit l’application d’IoT (Internet des Objets) dans l’agriculture. Dans ce milieu on prend les mesures l’humidité du sol d’une plante.
La surveillance du paramètre autour de ce processus (informations fournies par le capteur du sol) est effectuée à l’aide des outils et ressources open source tels que Arduino et ThingSpeak.
On a fait lecture des données du capteur en temps réel sur internet à travers une page web et aussi sur les graphes dans ThingSpeak.

Ce travail est effectué à l’aide d’un microcontrôleur (Arduino) relié à un module ESP8266 qui permettra d’envoyer toutes les
informations par WIFI concernant l’environnement de notre plante, vers ThingSpeak.

Composants nécessaires

carte Arduino

Une carte Arduino est une carte de développement électronique basée sur un microcontrôleur. Elle est conçue pour être facilement utilisable par les développeurs et les hobbyistes pour créer des projets électroniques.

Les cartes Arduino sont principalement utilisées pour contrôler des appareils électroniques en utilisant du code informatique, mais elles peuvent également être utilisées pour traiter et afficher des données. Elles sont souvent utilisées dans des projets de robotique, de domotique, de domaine de l’Internet des objets (IoT) et dans de nombreux autres domaines de l’électronique de loisir et professionnelle.

capteur de l’humidité du sol

Un capteur d’humidité du sol mesure le taux d’humidité dans le sol. Il peut être utilisé dans une variété de contextes, tels que l’agriculture, la jardinage et la gestion de l’irrigation.

un module wifi ESP8266

Le module WiFi ESP8266 est un module de communication sans fil utilisé pour connecter des périphériques et des cartes de développement à un réseau WiFi. Il est couramment utilisé avec des cartes de développement comme Arduino et Micro:bit pour créer des projets IoT et pour ajouter des fonctionnalités de communication sans fil à ces cartes.

Module d’alimentation 3.3V/5V

Un module d’alimentation 3.3V/5V est un module de conversion de tension qui permet de fournir une tension de 3,3V ou de 5V à un circuit électronique. Il est souvent utilisé pour alimenter des cartes de développement et des capteurs qui nécessitent une tension de 3,3V ou de 5V.

des fils de connexion

Les fils de connexion sont des fils électriques utilisés pour connecter des composants électroniques à une carte de développement ESP32. Ils sont généralement utilisés pour connecter des capteurs, des actionneurs, des afficheurs et d’autres composants à la carte ESP32 afin de créer des circuits électroniques.

Il existe deux types de fils de connexion: les fils de connexion mâle-mâle et les fils de connexion mâle-femelle. Les fils de connexion mâle-mâle sont utilisés pour connecter des composants qui ont tous deux des broches mâles, tandis que les fils de connexion mâle-femelle sont utilisés pour connecter des composants avec une broche mâle et une broche femelle.

Les fils de connexion sont généralement fabriqués en cuivre ou en alliage de cuivre et sont revêtus d’un isolant en plastique pour protéger les fils électriques et empêcher les courts-circuits. Ils sont disponibles dans une variété de couleurs pour aider à identifier et organiser les différents fils dans un circuit.

Plaque d’essai

Une plaque d’essai est un type de carte de développement électronique qui permet aux développeurs de tester et de prototyper facilement des circuits électroniques. Elles sont souvent utilisées par les développeurs pour tester rapidement des idées et des conceptions avant de les intégrer à un projet plus important ou de les intégrer dans une carte de développement plus permanente.

Les plaques d’essai sont généralement basées sur un microcontrôleur, qui est un processeur facile à utiliser et à programmer qui peut être utilisé pour contrôler une variété de circuits électroniques. Les plaques d’essai incluent généralement des broches d’extension qui permettent de connecter facilement des composants électroniques tels que des capteurs, des afficheurs, des moteurs et d’autres composants.

Montage

Pour réaliser le montage, on peut connecter:

pour le capteur du sol :

la broche S à la broche A0 de la carte Arduino
la broche (+) à la broche 3.3V de la carte Arduino
la broche (-) à la broche GND de la carte Arduino

Pour le module ESP8266, on connecte:

La broche RX à la broche 4 de la carte Arduino
La broche TX à la broche 3 de la carte Arduino
La broche GND au GND de la carte Arduino
Les deux broches 3V3 et EN à la broche 5V du module de l’alimentation
La broche RST à la broche 8 de la carte Arduino

Les valeurs de l'humidité du sol envoyées par la carte Arduino au site thinkspeak.com

Programme Arduino:

#include <Adafruit_ESP8266.h>
#include <SoftwareSerial.h>

#define ESP_RX 3
#define ESP_TX 4
#define ESP_RST 8
SoftwareSerial softser(ESP_RX, ESP_TX);

// Must declare output stream before Adafruit_ESP8266 constructor; can be
// a SoftwareSerial stream, or Serial/Serial1/etc. for UART.
Adafruit_ESP8266 wifi(&softser, &Serial, ESP_RST);
// Must call begin() on the stream(s) before using Adafruit_ESP8266 object.

#define ESP_SSID "**************" // Your network name here
#define ESP_PASS "*************" // Your network password here

String API = "*******************"; // CHANGE ME
#define HOST "api.thingspeak.com" // Find/Google your email provider's SMTP outgoing server name for unencrypted email

#define PORT 80 // Find/Google your email provider's SMTP outgoing port for unencrypted email
String field = "field1";
int count = 0; // we'll use this int to keep track of which command we need to send next
bool send_flag = false; // we'll use this flag to know when to send the email commands
#define SOLPIN 5 // // pour le capteur de l’humidité du sol
int analogVal;

void setup() {
char buffer[50];

// This might work with other firmware versions (no guarantees)
// by providing a string to ID the tail end of the boot message:

// comment/replace this if you are using something other than v 0.9.2.4!
wifi.setBootMarker(F("Version:0.9.2.4]\r\n\r\nready"));

softser.begin(9600); // Soft serial connection to ESP8266
Serial.begin(57600); while(!Serial); // UART serial debug

// Test if module is ready
Serial.print(F("Hard reset..."));
if(!wifi.hardReset()) {
Serial.println(F("no response from module."));
for(;;);
}
Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Soft reset..."));
if(!wifi.softReset()) {
Serial.println(F("no response from module."));
for(;;);
}
Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Checking firmware version..."));
wifi.println(F("AT+GMR"));
if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {
Serial.println(buffer);
wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows
} else {
Serial.println(F("error"));
}

Serial.print(F("Connecting to WiFi..."));
if(wifi.connectToAP(F(ESP_SSID), F(ESP_PASS))) {

// IP addr check isn't part of library yet, but
// we can manually request and place in a string.
Serial.print(F("OK\nChecking IP addr..."));
wifi.println(F("AT+CIFSR"));
if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {
Serial.println(buffer);
wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

Serial.print(F("Connecting to host..."));

Serial.print("Connected..");
wifi.println("AT+CIPMUX=0"); // configure for single connection,
//we should only be connected to one SMTP server
wifi.find();
wifi.closeTCP(); // close any open TCP connections
wifi.find();
Serial.println("Type \"send it\" to send an email");

} else { // IP addr check failed
Serial.println(F("error"));
}
} else { // WiFi connection failed
Serial.println(F("FAIL"));
}
}

void loop() {
send_flag = true;
if(send_flag){ // the send_flat is set, this means we are or need to start sending SMTP commands
if(do_next()){ // execute the next command
count++; // increment the count so that the next command will be executed next time.
}
}
}

boolean do_next()
{
switch(count){
case 0:
Serial.println("Connecting...");
return wifi.connectTCP(F(HOST), PORT);
break;
case 1:
analogVal = analogRead(SOLPIN); // lecture de l'humdité du sol
char charVal2[100];
char charVal1[100]="GET /update?api_key=KM7MYIGX8G2X6GA0&field1=";
itoa(analogVal, charVal2, 10);
//dtostrf(analogVal, 4, 2, charVal2);
strcat(charVal1,charVal2);
return wifi.cipSend(charVal1); // Envoi des données au site Thinkspeak
delay(60000);
}
}

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#include <Adafruit_ESP8266.h>

#include <SoftwareSerial.h>

#define ESP_RX 3

#define ESP_TX 4

#define ESP_RST 8

SoftwareSerial softser(ESP_RX, ESP_TX);

// Must declare output stream before Adafruit_ESP8266 constructor; can be

// a SoftwareSerial stream, or Serial/Serial1/etc. for UART.

Adafruit_ESP8266 wifi(&softser, &Serial, ESP_RST);

// Must call begin() on the stream(s) before using Adafruit_ESP8266 object.

#define ESP_SSID "**************" // Your network name here

#define ESP_PASS "*************" // Your network password here

String API = "*******************"; // CHANGE ME

#define HOST "api.thingspeak.com" // Find/Google your email provider's SMTP outgoing server name for unencrypted email

#define PORT 80 // Find/Google your email provider's SMTP outgoing port for unencrypted email

String field = "field1";

int count = 0; // we'll use this int to keep track of which command we need to send next

bool send_flag = false; // we'll use this flag to know when to send the email commands

#define SOLPIN 5 // // pour le capteur de l’humidité du sol

int analogVal;

void setup() {

char buffer[50];

// This might work with other firmware versions (no guarantees)

// by providing a string to ID the tail end of the boot message:

// comment/replace this if you are using something other than v 0.9.2.4!

wifi.setBootMarker(F("Version:0.9.2.4]\r\n\r\nready"));

softser.begin(9600); // Soft serial connection to ESP8266

Serial.begin(57600); while(!Serial); // UART serial debug

// Test if module is ready

Serial.print(F("Hard reset..."));

if(!wifi.hardReset()) {

Serial.println(F("no response from module."));

for(;;);

}

Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Soft reset..."));

if(!wifi.softReset()) {

Serial.println(F("no response from module."));

for(;;);

}

Serial.println(F("OK."));

Serial.print(F("Checking firmware version..."));

wifi.println(F("AT+GMR"));

if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {

Serial.println(buffer);

wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

} else {

Serial.println(F("error"));

}

Serial.print(F("Connecting to WiFi..."));

if(wifi.connectToAP(F(ESP_SSID), F(ESP_PASS))) {

// IP addr check isn't part of library yet, but

// we can manually request and place in a string.

Serial.print(F("OK\nChecking IP addr..."));

wifi.println(F("AT+CIFSR"));

if(wifi.readLine(buffer, sizeof(buffer))) {

Serial.println(buffer);

wifi.find(); // Discard the 'OK' that follows

Serial.print(F("Connecting to host..."));

Serial.print("Connected..");

wifi.println("AT+CIPMUX=0"); // configure for single connection,

//we should only be connected to one SMTP server

wifi.find();

wifi.closeTCP(); // close any open TCP connections

wifi.find();

Serial.println("Type \"send it\" to send an email");

} else { // IP addr check failed

Serial.println(F("error"));

}

} else { // WiFi connection failed

Serial.println(F("FAIL"));

}

void loop() {

send_flag = true;

if(send_flag){ // the send_flat is set, this means we are or need to start sending SMTP commands

if(do_next()){ // execute the next command

count++; // increment the count so that the next command will be executed next time.

}

boolean do_next()

{

switch(count){

case 0:

Serial.println("Connecting...");

return wifi.connectTCP(F(HOST), PORT);

break;

case 1:

analogVal = analogRead(SOLPIN); // lecture de l'humdité du sol

char charVal2[100];

char charVal1[100]="GET /update?api_key=KM7MYIGX8G2X6GA0&field1=";

itoa(analogVal, charVal2, 10);

//dtostrf(analogVal, 4, 2, charVal2);

strcat(charVal1,charVal2);

return wifi.cipSend(charVal1); // Envoi des données au site Thinkspeak

delay(60000);

}

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