Details

Автоматизация теплиц — одно из приоритетных направлений цифровой трансформации сельского хозяйства. Использование технологий Интернета вещей (IoT) позволяет обеспечить эффективное управление микроклиматом, снизить потребление воды и электроэнергии, а также повысить урожайность за счёт точного контроля среды и адаптивного управления исполнительными устройствами. Целью настоящей работы является разработка серверной части информационной системы для мониторинга и управления “умной” теплицей. В рамках проекта реализованы реляционная база данных, сервис обеспечивающий взаимодействие с умными устройствами, анализ полученных от них данных, а также система аутентификации и авторизации с использованием Keycloak. Приложение построено с применением современного стека технологий и ориентировано на развёртывание в контейнеризированной среде. Серверная часть разработана на языке Kotlin с использованием фреймворка Spring. Сервис имеет документированную api, взаимодействует с базой данных PostgreSQL для сбора показателей с устройств, автоматически управляет поливом на основе расписаний и контроле климатических условий. База данных спроектирована с учётом расширяемости и нормализации и охватывает ключевые сущности: теплицы, грядки, культуры, устройства, измерения, расписания и владельцев. Особое внимание уделено безопасности — реализована аутентификация с помощью JWT-токенов, разграничение прав доступа по ролям, а также защита API от несанкционированных действий. Вся система контейнеризирована с помощью Docker и подготовлена к развёртыванию в распределённых средах, в частности Raspberry Pi 4. В результате проделанной работы создана масштабируемая серверная платформа, готовая к эксплуатации в составе комплексной IoT-системы для тепличного хозяйства. Проект может быть использован как основа для построения полного программно-аппаратного комплекса "умной теплицы", либо как база для дальнейшего развития в смежных областях автоматизации сельского хозяйства.

Greenhouse automation is one of the priority areas in the digital transformation of agriculture. The use of Internet of Things (IoT) technologies enables efficient microclimate control, reduces water and energy consumption, and increases crop yields through precise environmental monitoring and adaptive control of actuators. The goal of this work is the development of the server-side component of an information system for monitoring and managing a smart greenhouse. Within the project, a relational database has been implemented, along with a service facilitating interaction with smart devices and analyzing the data received from them. Additionally, an authentication and authorization system using Keycloak has been established. The application is built using a modern technology stack and is designed for deployment in a containerized environment. The backend is developed in the Kotlin language utilizing the Spring framework. The service features a documented API, interacts with a PostgreSQL database to collect device metrics, and automatically manages irrigation based on schedules and climate condition monitoring. The database is designed with scalability and normalization in mind, encompassing key entities: greenhouses, garden beds, crops, devices, measurements, schedules, and owners. Special attention has been paid to security—authentication via JWT tokens, role-based access control (RBAC), and API protection against unauthorized actions have been implemented. The entire system is containerized using Docker and prepared for deployment in distributed environments, specifically Raspberry Pi 4. As a result of the work performed, a scalable server platform has been created, ready for operation as part of a comprehensive IoT system for greenhouse farming. The project can serve as a foundation for building a complete smart greenhouse hardware-software solution or as a base for further development in related areas of agricultural automation.