Ανάπτυξη φορητού μετεωρολογικού σταθμού με Arduino και αποστολή των μετρήσεων σε συσκευή Android

Abstract

Για την παρατήρηση των καιρικών φαινομένων έχουν κατασκευαστεί ποικίλα μετεωρολογικά συστήματα τα οποία κυμαίνονται σε ένα ευρύ φάσμα τιμών και δυνατοτήτων. Αυτές οι λύσεις μπορεί να είναι από μια απλή απεικόνιση των δεδομένων, έως πολύπλοκα συστήματα. To Arduino αποτελεί ένα χαμηλού κόστους υπολογιστικό σύστημα, με μεγάλο εύρος περιφερειακών συσκευών, το οποίο προγραμματίζεται εύκολα και υποστηρίζεται από ευρεία κοινότητα μελών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η διαδικασία υλοποίησης ενός αυτόνομου φορητού μετεωρολογικού σταθμού με χρήση της υπολογιστικής πλατφόρμας Arduino καθώς και ο προγραμματισμός της με σκοπό την λήψη μετεωρολογικών δεδομένων όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, ο δείκτης θερμότητας, η ατμοσφαιρική πίεση και η ένταση του φωτός. Επίσης δημιουργήθηκε μια εφαρμογή σε περιβάλλον του λειτουργικού Android έτσι ώστε τα δεδομένα των μετρήσεων να αποστέλλονται μέσω Bluetooth σε κάποια κινητή συσκευή αυτού που χρησιμοποιεί αυτό το λειτουργικό ( κινητό τηλέφωνο, tablet, κτλ.). Αρχικά γίνεται μια ανάλυση των μετεωρολογικών φαινομένων και τονίζεται η σημασία τους για την πρόγνωση καιρού ενώ αναλύεται και η μεθοδολογία καταγραφής τους, σύμφωνα με τους αλγορίθμους που έχει θεσπίσει ο Παγκόσμιος Οργανισμός Μετεωρολογίας. Σε επόμενη παράγραφο γίνεται αναφορά στους αισθητήρες που χρησιμοποιήθηκαν για την λήψη των μετεωρολογικών δεδομένων, τα κριτήρια επιλογής αυτών καθώς και ο τρόπος συνδεσμολογίας τους με το Arduino. Στη συνέχεια πραγματοποιείται μια σύντομη αναφορά στο λειτουργικό Android προκειμένου να γίνουν κατανοητές οι πτυχές της δομής και της λειτουργίας του. Έπειτα παρουσιάζεται η διαδικασία προγραμματισμού του Arduino ενώ αναλύεται λεπτομερώς ο κώδικας που κατασκευάστηκε για τη λήψη των μετρήσεων από τους αισθητήρες. Τέλος παρατίθεται ολόκληρη η διαδικασία δημιουργίας εφαρμογής σε περιβάλλον Android ώστε οι μετρήσεις των αισθητήρων να παρουσιάζονται ανά πάσα στιγμή σε κάποια συμβατή με το λειτουργικό αυτό συσκευή.