Design and implementation of a software that controls a hardware system based on sensors' data

The purpose of this thesis is to study the architecture of a hardware system connected to the cloud, the software architecture and different ways of controlling the system, analyzing the advantages and disadvantages of different technologies and approaches used to develop this system. The hardware system is the Living Farming Tree - LFT, which is an indoor farming system composed of multiple modules, growing diverse crop types. The system is controlled by a software application that can change the lights, irrigation frequency and irrigation duration of each module. Since the plants are growing using aeroponic1 technology, they are very sensitive to all the environmental changes. Therefore, the intensity of the lights and the irrigation parameters can highly affect the growth and even the survival of the plants. In order to keep the optimal conditions for growing the plants, the system needs to react to the environmental conditions at the earliest. The result is Hexsoft, a software that is able to adapt the system to all the changes of the environment. Thanks to the data from the different sensors that are part of the hardware, we can make analysis and control the system so that it reaches the optimal state for the plants at that point.

Lo scopo di questa tesi è di studiare l'architettura di un sistema hardware collegato al cloud, l'architettura software e i diversi modi di controllare il sistema, analizzando i vantaggi e gli svantaggi delle diverse tecnologie e approcci utilizzati per sviluppare questo sistema. Il sistema hardware è il Living Farming Tree - LFT, che è un sistema di coltivazione indoor composto da più moduli, che coltiva diversi tipi di colture. Il sistema è controllato da un'applicazione software che può modificare le luci, la frequenza e la durata dell'irrigazione di ciascun modulo. Poiché le piante crescono utilizzando la tecnologia aeroponic1, sono molto sensibili a tutti i cambiamenti ambientali. Pertanto, l'intensità delle luci e i parametri di irrigazione possono influire notevolmente sulla crescita e persino sulla sopravvivenza delle piante. Al fine di mantenere le condizioni ottimali per la crescita delle piante, il sistema deve reagire al più presto alle condizioni ambientali. Il risultato è Hexsoft, un software in grado di adattare il sistema a tutti i cambiamenti dell'ambiente. Grazie ai dati dei diversi sensori che fanno parte dell'hardware, possiamo fare analisi e controllare il sistema in modo che raggiunga lo stato ottimale per gli impianti in quel punto.