Ανάπτυξη και υλοποίηση ασύρματης διάταξης δεντρόμετρου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει σε ένα ουσιαστικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει η διαχείριση των δασικών πόρων στην πορεία μιας αναδάσωσης: Το πρόβλημα της παρακολούθησης του ρυθμού ανάπτυξης των δέντρων. Η ανάπτυξη των δασών στην Ευρώπη αποτελεί θεμέλιο πυλώνα για τη διασφάλιση της οικολογικής ισορροπίας και της παροχής ουσιαστικών περιβαλλοντικών υπηρεσιών . Ωστόσο, η πολυπλοκότητα του δασικού οικοσυστήματος και οι διάφοροι παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη των δέντρων καθιστούν αναγκαία την ανάπτυξη σύγχρονων και αποτελεσματικών μεθόδων παρακολούθησης. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος θα χρειαστεί η δημιουργία μιας συσκευής δεντρόμετρου που θα απαρτίζεται από τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Απομακρυσμένη παρακολούθηση μετρήσεων, έναν αισθητήρα που θα μετράει τον ρυθμό ανάπτυξης του δέντρου καθώς και ένα σύστημα διαχείρισης της ενέργειας που θα τροφοδοτεί το δεντρόμετρο. Ύστερα από έρευνα η βέλτιστη υλοποίηση για εφαρμογή σε αναδασωτικά προγράμματα είναι η χρήση ασύρματων τεχνολογιών και ειδικότερα της τεχνολογίας NB-IoT (Narrowband Internet of Things) που αποτελεί έναν εξελιγμένο τύπο ασύρματης επικοινωνίας που σχεδιάστηκε ειδικά για απαιτήσεις απομακρυσμένης επικοινωνίας με χαμηλή κατανάλωση. Γι’ αυτό θα δημιουργηθεί ένας κόμβος NB-IoT, ο οποίος θα συνδέεται με έναν αισθητήρα μέτρησης της περιμέτρου του δέντρου για να υπολογίζει τον ρυθμό ανάπτυξής του. Επίσης για αισθητήρα σκόπιμα επιλέχθηκε η χρήση rotary encoder, αφότου μπορεί να παρέχει υψηλή ακρίβεια στη μέτρηση της περιστροφικής θέσης, καθιστώντας τον κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν ακριβή εντοπισμό θέση. Επιπλέον, δεν έχει ευαίσθητα κινούμενα μέρη όπως ένα ποτενσιόμετρο με γραφίτη. Η απουσία τέτοιων υλικών σημαίνει ότι χρησιμοποιείται χωρίς να επηρεάζεται από σκόνη, βρωμιά ή φθορά εξασφαλίζοντας την μακροχρόνια λειτουργία του και καθιστώντας τον ιδανικό για την χρήση του σε ένα δάσος . Έπειτα αναγκαία είναι και η δημιουργία ενός συστήματος συγκομιδής και διαχείρισης ενέργειας που θα διασφαλίζει την κατάλληλη διανομή ενέργειας στον κόμβο NB-IoT. Τέλος, ο προγραμματισμός του λογισμικού, η αποστολή δεδομένων σε απομακρυσμένο σημείο από τον κόμβο και η αρμονική σύνδεση των συστημάτων αποτελούν το σημείο όπου διαμορφώνεται το ολοκληρωμένο σύνολο της εφαρμογής του δεντρόμετρου για χρήση σε προγράμματα αναδάσωσης