Sistema para Monitoramento e Controle de Irrigação IoT Modular

Este projeto é um sistema full-stack de irrigação inteligente desenvolvido como Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) em Ciência da Computação na Universidade Federal de Lavras (UFLA). O objetivo é otimizar o uso de recursos hídricos na agricultura através de uma arquitetura modular, escalável e de baixo custo.

Autor: Eduardo Dezena Gonçalves

Instituição: Universidade Federal de Lavras (UFLA)

Ano: 2025

🚀 Visão Geral

O sistema permite o monitoramento em tempo real da umidade do solo e o controle automatizado de uma válvula de solenoide para irrigação. A decisão de irrigar é tomada de forma inteligente, cruzando dados locais (sensor) com dados externos (previsão de chuva via API OpenWeather).

Principais Funcionalidades

• Monitoramento em Tempo Real: Visualização da umidade do solo via Dashboard web.

• Automação Inteligente: Lógica baseada em limiares de umidade e probabilidade de chuva.

• Controle Remoto: Acionamento manual de válvulas através da interface React.

• Histórico e Análise: Gráficos detalhados de consumo de água e variações de umidade.

📁 Estrutura do Projeto

O repositório está organizado nos seguintes diretórios principais:

• irrigador-firmware/: Firmware desenvolvido em C++ para controle do hardware (NodeMCU ESP8266).
• irrigador-api/: Serviço Back-end desenvolvido em Java com Spring Boot, responsável pela lógica de negócio e persistência.
• irrigador-front/: Interface Web desenvolvida em React com Tailwind CSS para monitoramento e controle.

🏗️ Arquitetura do Sistema

O projeto utiliza uma estrutura desacoplada para garantir modularidade e resiliência.

Stack Tecnológica

• Hardware: NodeMCU ESP8266 (ESP-12E)

• Firmware: C++ (Arduino)

• Back-end: Spring Boot

• Front-end: React com Tailwind CSS

• Broker: Protocolo MQTT e RabbitMQ

• Banco de Dados: PostgreSQL

• Container: Docker e Docker Compose

🔧 Hardware e Circuito

O hardware foi projetado para ser acessível, utilizando componentes de baixo custo e fácil substituição.

Item	Descrição
Placa de Desenvolvimento	NodeMCU ESP8266 ESP-12E
Sensor	sensor de umidade do solo resistivo
Atuador	Válvula Solenoide 12V DC
Interface	Transistor BC337 (NPN) e Diodo 1N4007 (Flyback)
Alimentação	Fontes chaveadas de 5V (Lógica) e 12V (Válvula)

Esquemático e Montagem

Esquemático do pinout do NodeMCU.

Esquemático do circuito eletrônico.

Foto do protótipo final montado.

💻 Detalhamento do Sistema

Firmware (NodeMCU)

O firmware é responsável pela telemetria e execução de comandos de atuação.

Back-end e Banco de Dados

O servidor processa eventos e armazena o histórico de monitoramento. A decisão de irrigação é centralizada no serviço Spring Boot, que processa os eventos recebidos:

1. O NodeMCU publica a umidade via MQTT a cada 60 segundos.

2. O servidor consulta a API OpenWeather.

3. Se umidade < limiar e chance_chuva < limite_seguro, o comando de irrigação é enviado.

Interface Web (React)

A interface fornece uma visão gerencial completa dos módulos instalados, permitindo a configuração individual de cada sensor e análise de dados.

Painel principal com monitoramento em tempo real.

Visualização detalhada da variação de umidade.

Relatórios de consumo de água e frequência de acionamentos.

🛠️ Como Executar o Projeto

Pré-requisitos

• Docker e Docker Compose instalados.

• Arduino IDE (para upload do firmware).

Instalação

1. Clonar o repositório:

   git clone https://github.com/Dezena14/Irrigador.git
   cd Irrigador
   

2. Configurar o Back-end: Configure suas credenciais do PostgreSQL e API Key da OpenWeather no arquivo application.properties e .env.

3. Subir os serviços (Banco de Dados e Broker):

   docker-compose up -d
   

4. Executar o Front-end:

   cd irrigador-front
   npm install
   npm start
   

🤝 Contribuição

Contribuições são muito bem-vindas! Para contribuir:

1. Faça um Fork do projeto.

2. Crie uma Branch (git checkout -b feature/NovaFeature).

3. Dê um Commit em suas alterações (git commit -m 'Adicionando nova feature').

4. Faça o Push (git push origin feature/NovaFeature).

5. Abra um Pull Request.

📄 Licença

Este projeto está licenciado sob a licença MIT.