Agriculture intelligente connectée à IoT et contrôlée par ESP32

ESP32 24-11-24

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Plan de tutoriel

1- Qu'est ce que l'agriculture intelligente connectée à IoT ?

2- L'objectif du projet à réaliser

3- Montage des composants du projet

4- Programmation de la carte ESP32

Qu'est ce que l'agriculture intelligente connectée à IoT ?

L'agriculture intelligente connectée à l'IoT (Internet des Objets) est une approche moderne de l'agriculture qui utilise les technologies numériques et connectées pour optimiser les processus agricoles, augmenter la productivité et réduire les impacts environnementaux. Cette méthode repose sur l'intégration de capteurs, de dispositifs connectés, et d'algorithmes d'analyse des données pour permettre une prise de décision éclairée et en temps réel.

Principes de l'agriculture intelligente avec l'IoT :

1- Collecte de données en temps réel :

Les capteurs installés dans les champs, les serres ou sur les équipements agricoles recueillent des informations sur des paramètres clés comme l'humidité du sol, la température, la luminosité, la qualité de l'air, et la santé des cultures.

Les dispositifs connectés sur les animaux d'élevage peuvent suivre leur santé, leur localisation ou leur alimentation.

2- Communication et connectivité :

Les données collectées sont transmises via des réseaux sans fil (Wi-Fi, LoRa, 5G, etc.) vers une plateforme centralisée pour être analysées.

Les appareils connectés, tels que les drones, les systèmes d'irrigation automatisés ou les tracteurs autonomes, interagissent avec cette plateforme.

3- Analyse et prise de décision :

Les outils d'analyse des données, souvent basés sur l'intelligence artificielle (IA) et le big data, permettent d'identifier des tendances, de prédire des événements comme les périodes optimales de semis ou les risques de maladies, et d'optimiser les ressources.

Par exemple, une application pourrait recommander d'irriguer seulement certaines parties d'un champ pour économiser l'eau.

4- Action automatisée :

Les systèmes automatisés (comme l'irrigation de précision ou les robots agricoles) exécutent les actions nécessaires sans intervention humaine, selon les recommandations des analyses.

Avantages :

Efficacité accrue : Une utilisation optimale des ressources (eau, engrais, pesticides).

Augmentation de la productivité : Les cultures et l'élevage bénéficient de conditions mieux contrôlées.

Réduction des coûts : Moins de gaspillage et optimisation des intrants.

Durabilité environnementale : Réduction de l'empreinte écologique grâce à une gestion précise des ressources.

Surveillance à distance : Permet aux agriculteurs de contrôler leurs exploitations même à distance.

Exemples d'application :

Irrigation intelligente : Un système qui arrose automatiquement les cultures en fonction des niveaux d'humidité mesurés.

Surveillance des cultures par drones : Des drones équipés de caméras et capteurs analysent l'état des cultures et détectent les zones nécessitant une intervention.

Gestion du bétail : Des colliers connectés surveillent la santé, l'activité, et les comportements des animaux.

Prévision météo et risques : Les données locales permettent de mieux planifier les semis ou récoltes.

L'objectif du projet à réaliser

Ce projet d'application de l'IoT en agriculture met en avant une solution pratique et innovante pour la gestion et la surveillance de l'humidité du sol à l'aide de technologies accessibles. Voici un aperçu structuré des aspects techniques et fonctionnels de votre projet :

L' Objectif est de surveiller l'humidité du sol en temps réel pour optimiser l'irrigation et améliorer la santé des plantes, en utilisant des outils IoT.

Technologies et Matériel Utilisés

ESP32 :

ESP32 card

ESP32 est Microcontrôleur à faible coût, doté de capacités Wi-Fi et Bluetooth.

Il joue le rôle de passerelle entre les capteurs et la plateforme cloud.

Capteur d'humidité du sol :

Il mesure directement le niveau d'humidité du sol.

Plateforme ThingSpeak :

C'est un Service cloud open source permettant la visualisation des données en temps réel.

Il prendPrend en charge l'analyse des données pour déclencher des alertes ou des actions automatisées.

Architecture Fonctionnelle

1- Collecte des Données :

Le capteur d'humidité envoie des lectures analogiques ou numériques à l'ESP32.

2- Traitement et Transmission :

L'ESP32 convertit les données en un format compatible pour l'envoi via Internet.

Utilise une connexion Wi-Fi pour transmettre les données à ThingSpeak.

3- Visualisation et Analyse :

Les données sont affichées sur un tableau de bord ThingSpeak.

Des seuils peuvent être configurés pour déclencher des alertes ou automatiser des systèmes (par exemple, activer un système d'irrigation).

Montage des composants du projet

On connecte la capteur de l'humidité du sol de cette manière:

1- la broche S à la broche D34 de la carte ESP32

2- la broche (+) à la broche 3.3V de la carte ESP32

3- la broche (-) à la broche GND de la carte ESP32

Programmation de la carte ESP32

Voici un exemple de code avec le Micropython :

from simple import MQTTClient
import network
import time 
from time import sleep
from machine import Pin,ADC
import dht
WiFi_SSID = "HUAWEI Y5 2019"
WiFi_PASS = "b582058c4d86"

SERVER = "mqtt.thingspeak.com"
client = MQTTClient("umqtt_client", SERVER)
CHANNEL_ID = "979420"
WRITE_API_KEY = "KM7MYIGX8G2X6GA0"

pin_sol = ADC(Pin(34))
pin_sol.atten(ADC.ATTN_11DB)

def do_connect():
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    if not wlan.isconnected():
        print('connecting to network...')
        wlan.connect(WiFi_SSID, WiFi_PASS)
        while not wlan.isconnected():
            pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())

do_connect()
time.sleep(3)
topic = "channels/" + CHANNEL_ID + "/publish/" + WRITE_API_KEY

while True:
  // Capteur d'humidité
  humidite_value = pin_sol.read()
  payload = "field1="+str(humidite_value)
  client.connect()
  client.publish(topic, payload) # envoyer les valeurs de l'humidite au site thingspeak.com
  client.disconnect()
  time.sleep(60) 

Remarque: il faut importer la bibliothèque suivante: <a href="https://www.robotique.tech/wp-content/uploads/2020/11/simple.py">simple.py</a>