Progetto di un nodo multi-sensore LoRaWAN per la stima del fabbisogno idrico in agricoltura

Il lavoro svolto si pone come obiettivo la progettazione di un nodo multi-sensore per la stima del fabbisogno idrico in agricoltura, nell'ambito del progetto SWAMP (Smart Water Management Platform) nato da una cooperazione tra Unione Europea e Brasile. Il dispositivo studiato consente l’accesso di più sensori ad una piattaforma di monitoraggio distribuita attraverso il protocollo LoRaWAN; in particolare può controllare fino a sei sensori ed il suo funzionamento è automaticamente ri-configurabile in rapporto al numero di sensori connessi, grazie al sistema di Insertion Detection implementato. Il progetto si è svolto in diverse fasi: in un primo momento sono stati studiati lo stato dell’arte, il protocollo di comunicazione usato e il sensore supportato dal nodo. È stata poi affrontata la fase di progettazione vera e propria, sia a livello hardware che firmware, in cui ci si è preoccupati di ottimizzare il nodo in termini energetici, in modo da estenderne il tempo di vita. A tal proposito sono state effettuate alcune scelte per quanto riguarda l'architettura e il funzionamento del dispositivo e si è intervenuti sia a livello firmware, sia attraverso soluzioni circuitali. Il dispositivo è stato equipaggiato con la componentistica elettronica necessaria a gestire l'alimentazione, effettuare il controllo e la gestione dei sensori, elaborare i dati acquisiti ed inviarli tramite la rete LoRaWAN. Alla fase di progettazione è seguita quella di test, in cui è stato verificato su breadboard il corretto funzionamento del dispositivo, servendosi di alcuni tool forniti dalla piattaforma open-source The Things Network. Il nodo è stato quindi caratterizzato dal punto di vista energetico: sono stati misurati i consumi effettivi ed è stato stimato il lifetime. Verificata la correttezza del progetto, il lavoro si è concluso con il disegno e lo sviluppo del circuito stampato. Il dispositivo è pertanto pronto per l’effettiva realizzazione e la messa in campo.