Όνομα Ομάδας

• Deep Space Pi

Όνομα Σχολείου

• Εσπερινό ΕΠΑ.Λ. Γρεβενών

Εκπαιδευτικοί

• Μωϋσιάδης Βασίλης (ΠΕ86 Πληροφορικής)
• Δημητριάδης Γιώργος (ΠΕ86 Πληροφορικής)

Μαθητές

• Άνθιμος, Γιώργος, Δημήτρης, Ελένη, Θανάσης, Νίκος, Παναγιώτα, Παντελής, Χρήστος

Διεύθυνση αποθετηρίου στο Github

Στο github υπάρχουν αναλυτικές πληροφορίες για την εγκατάσταση και την ρύθμισή της κεραίας LoRa, την συνδεσμολογία και τον κώδικα των αισθητήρων.

https://github.com/deepspacepi/smartSchool

 

Λίστα προτεινόμενου εξοπλισμού

• Raspberry Pi
• SD Card 32 GB
• Waveshare SX1303 868M LoRaWAN Gateway HAT
• Waveshare RP2040-LoRa-HF with SX1262 RF & USB Type-C Adapter
• Μπαταρία Λιθίου 18650 3350mAh
• Μπαταριοθήκη 18650
• Αισθητήρας Υγρασίας & Θερμοκρασίας AHT10
• Light Sensor – BH1750
• Lithium Battery Charger and Protection Module 1A USB-C – TP4056
• Διάφορα Αναλώσιμα

 

Υλοποίηση

Για την υλοποίηση του έργου απαιτήθηκαν διαφορετικά στάδια εργασιών τα οποία χωρίζονται στα εξής.

• Εγκατάσταση και ρύθμιση του LoRa gateway και σύνδεση του με το The Things Network
• Συνδεσμολογία και προγραμματισμός του αισθητήρα LoRa.
• Συγκέντρωση δεδομένων και προβολή σε ιστοσελίδα.

Στην συνέχεια περιγράφονται συνοπτικά τα παραπάνω στάδια, ενώ περισσότερες πληροφορίες μπορούν να βρεθούν στο αποθετήριο μας στο Github.

 

Εγκατάσταση και ρύθμιση του LoRa Gateway

Ως LoRa Gateway επιλέχθηκε το Waveshare SX1303 868M LoRaWAN Gateway HAT καθώς μπορεί να συνδεθεί σε ένα Raspberry Pi και να ρυθμιστεί με ευκολία για να συνδεθεί με το The Things Network που αποτελεί ένα παγκόσμιο, κοινοτικό δίκτυο LoRaWAN και επιτρέπει σε συσκευές IoT να συγκεντρώνουν μέσω κοινόχρηστων gateways.

 

Συνδεσμολογία και προγραμματισμός του αισθητήρα LoRa

Για την υλοποίηση του αισθητήρα LoRa επιλέχθηκε ο μικροελεγκτής Waveshare RP2040-LoRa-HF. Για την καταγραφή της θερμοκρασίας και της υγρασίας χρησιμοποιήθηκε ο αισθητήρας Temperature & Humidity Sensor AHT10, ενώ για τη μέτρηση της φωτεινότητας το Keyestudio Photoresistor LDR Module. Τέλος, η συσκευή τροφοδοτείται από μία μπαταρία 18650, η οποία συνδέεται με το Lithium Battery Charger and Protection Module 1A USB-C (TP4056), που παρέχει φόρτιση και προστασία.

 

Συγκέντρωση δεδομένων και προβολή σε ιστοσελίδα

Η αποστολή των δεδομένων πραγματοποιείται από το The Things Network προς την ιστοσελίδα του σχολείου. Για τον σκοπό αυτό αναπτύχθηκε κατάλληλος κώδικας για τη συλλογή, την αποθήκευση και την προβολή των δεδομένων. Κατά τη φάση της ανάπτυξης αξιοποιήθηκαν αρχικά εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης για την υποστήριξη του προγραμματισμού, ενώ στη συνέχεια έγιναν οι απαραίτητες παρεμβάσεις και προσαρμογές, ώστε το λογισμικό να ανταποκρίνεται πλήρως στις ανάγκες και τις απαιτήσεις του έργου. Οι μετρήσεις αποθηκεύονται σε βάση δεδομένων SQLite και παρουσιάζονται μέσω γραφικών παραστάσεων για κάθε αίθουσα στην οποία είναι εγκατεστημένος αισθητήρας.

 

Εκπαιδευτικά Οφέλη

Μέσα από την υλοποίηση του έργου οι μαθητές εξοικειώθηκαν με βασικές και σύγχρονες τεχνολογίες του Internet of Things (IoT), όπως μικροελεγκτές, αισθητήρες και ασύρματα δίκτυα LoRaWAN, αποκτώντας πρακτική εμπειρία στη συλλογή, επεξεργασία και αξιοποίηση πραγματικών δεδομένων. Ανέπτυξαν δεξιότητες προγραμματισμού και κατασκευής ηλεκτρονικών συστημάτων, ενώ έμαθαν να στήνουν και να ρυθμίζουν ένα ολοκληρωμένο σύστημα IoT, από το LoRa gateway και τη σύνδεσή του με το The Things Network, μέχρι τη λειτουργία αισθητήρων και τη μετάδοση δεδομένων. Παράλληλα, μέσα από την ομαδική εργασία ενίσχυσαν τη συνεργασία, την υπευθυνότητα και την ικανότητα επίλυσης προβλημάτων, ενώ ήρθαν σε επαφή με εργαλεία όπως βάσεις δεδομένων και διαδικτυακή απεικόνιση δεδομένων. Τέλος, καλλιέργησαν περιβαλλοντική συνείδηση και κριτική σκέψη, καθώς ανέλυσαν μετρήσεις από τον σχολικό χώρο και συνέδεσαν την παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων με την έννοια της εξοικονόμησης ενέργειας και της βιώσιμης ανάπτυξης.