Stručni rad
https://doi.org/10.70077/et2er.8.1.11
Sustav automatskog navodnjavanja temeljen na prediktivnom upravljanju modelom s IoT arhitekturom
Luka Kićinbaći
; FUA Robotics
*
* Dopisni autor.
Sažetak
Ovaj rad prikazuje preliminarnu implementaciju sustava automatskog navodnjavanja koji kombinira prediktivno upravljanje modelom (engl. Model Predictive Control -- MPC) s IoT arhitekturom temeljenom na protokolima ROS 2, micro-ROS i ESP-NOW. Centralna upravljačka jedinica je Raspberry Pi na kojemu se izvršava MPC algoritam koji minimizira deficit vlage u korijenovoj zoni tla uz istovremenu optimizaciju potrošnje vode. Sustav integrira stvarnu vremensku prognozu putem yr.no API-ja kao ulaznu veličinu poremećaja u MPC formulaciji, čime se proaktivno izbjegava nepotrebno zalijevanje pred nadolazećim kišnim razdobljima. Distribucija upravljanja na terenu ostvarena je trima ESP32-S3 mikrokontrolerima: prvi premošćuje micro-ROS i ESP-NOW domenu, drugi upravlja raspodjelom vode i navodnjavanjem, a treći čini lokalnu meteorološku stanicu koja mjeri temperaturu, vlažnost, tlak, brzinu vjetra i stvarne oborine za korekciju prognoznih ulaza MPC-a. Fizička infrastruktura obuhvaća dva spremnika za vodu, jedan za prikupljanje oborinskih voda uz kuću i drugi radni spremnik u vrtu, te pumpu i ventilski razvod. Rad opisuje arhitekturu sustava, MPC formulaciju prilagođenu raspoloživim senzorima, komunikacijski model te plan validacije koji je u tijeku. Predložena arhitektura temelji se na relevantnoj literaturi iz područja MPC navodnjavanja. Na temelju usporedivih studija iz literature s petodnevnim prognoznim horizontom očekuje se potencijalna ušteda vode od 15–25 % u usporedbi s reaktivnim algoritmima temeljenim na pragovima vlage; kvantitativni rezultati iz ovog sustava još nisu dostupni jer je sustav u fazi hardverske integracije, a terenski eksperiment planira se u vegetacijskom periodu 2026.
Ključne riječi
MPC; navodnjavanje; IoT; ROS 2; micro-ROS; ESP-NOW; yr.no; mjerna stanica
Hrčak ID:
348306
URI
Datum izdavanja:
26.6.2026.
Posjeta: 0 *