Sviluppo di un sistema integrato per la misura di parametri ambientali eterogenei

Il seguente elaborato descrive la ricerca e lo sviluppo di un sistema integrato per la raccolta di dati meteorologici e di inquinamento atmosferico, utilizzando la tecnologia LoRaWAN per la trasmissione a un server centrale. Il sistema, sviluppato attorno al microcontrollore ATmega32L, è energicamente indipendente, ossia privo di allacciamento alla linea elettrica ma dotato di pannelli fotovoltaici e una batteria in grado di mantenere alimentato il sistema durante le ore notturne. I parametri raccolti includono temperatura, umidità, pressione, direzione e velocità del vento, quantità di pioggia, nonché il monitoraggio di anidride carbonica e particolato. Il progetto è nato dall'idea di un ricercatore dell'Università di Padova di esplorare, con l'ausilio di algoritmi di machine learning, una correlazione tra inquinamento atmosferico e qualità del segnale delle trasmissioni wireless. L'obiettivo del progetto è lo sviluppo di un sistema da installare sopra il tetto del dipartimento, al fine di raccogliere e trasmettere questi dati ogni 15 minuti per un lungo periodo di tempo. Il sistema è in grado di gestire gli errori ed i guasti alla sensoristica senza necessità di intervento rendendolo più duraturo ed autonomo. Il progetto è stato realizzato in collaborazione con un altro studente, Matteo Peri. Nello specifico, il mio contributo si è concentrato sulla gestione energetica, come l'ottimizzazione dei cicli di funzionamento, la gestione della modalità stand-by tra un ciclo di misurazione e il successivo e l'implementazione del controllo dell'alimentazione dei sensori, la progettazione dal punto di vista elettrico della scheda e della disposizione dei componenti, l'identificazione di errori e guasti e loro gestione tramite riavvio o esclusione.