Σχεδιασμός και Υλοποίηση Πλατφόρμας 'Εξυπνης Γεωργίας με Ενσωμάτωση ΙοΤ Κόμβων

Design and Implementation of a Smart Agriculture Platform with Integration of IoT Nodes (english)

  1. MSc thesis
  2. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΛΟΓΕΙΤΟΝΑΣ
  3. Συστήματα Κινητού και Διάχυτου Υπολογισμού (ΣΔΥ)
  4. 26 September 2026
  5. Ελληνικά
  6. 351
  7. ΣΚΛΑΒΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ
  8. ΣΚΛΑΒΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ | ΚΑΜΕΑΣ ΑΧΙΛΛΕΑΣ
  9. ΙοΤ, 'Εξυπνη Γεωργία, Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων, InfluxDB, MQTT, ESP32
  10. Συστήματα Κινητού και Διάχυτου Υπολογισμού (ΣΔΥ)
  11. 2
  12. 50
  13. 37
    • Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση της πλατ-
      φόρμας «Agronos», ενός καινοτόμου, πολυενοικιακού (multi-tenant) συστήματος 'Εξυπνης
      Γεωργίας (Smart Agriculture) βασισμένου στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT). Ο πυρήνας
      του συστήματος αξιοποιεί το πλαίσιο Laravel 12 για την ανάπτυξη ενός ισχυρού backend και
      τη βιβλιοθήκη Vue.js για τη δημιουργία μιας διαδραστικής εφαρμογής μοναδικής σελίδας
      (SPA), εξασφαλίζοντας αυστηρή απομόνωση δεδομένων μεταξύ των χρηστών μέσω Global
      Scopes. Για τη βέλτιστη διαχείριση του τεράστιου όγκου των τηλεμετρικών δεδομένων, η
      αρχιτεκτονική διαχωρίζει δομικά τα σχεσιακά μεταδεδομένα (MySQL) από τις μετρήσεις
      των αισθητήρων, οι οποίες αποθηκεύονται αποδοτικά σε μια βάση χρονοσειρών (InfluxDB).
      Στο επίπεδο του υλικού (edge computing), αναπτύχθηκε αρθρωτό (modular) υλικολογισμι-
      κό αντικειμενοστραφούς σχεδίασης σε C++ για μικροελεγκτές ESP32. Οι τηλεμετρικοί
      κόμβοι μεταδίδουν τα δεδομένα είτε μέσω δικτύων WiFi—κάνοντας χρήση πρωτοκόλλων
      MQTT και HTTP—είτε μέσω ασύρματων δικτύων χαμηλής κατανάλωσης LoRa για απο-
      μακρυσμένες γεωργικές εγκαταστάσεις. Παράλληλα, το σύστημα υποστηρίζει αμφίδρομη
      επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο (real-time) μέσω WebSockets, επιτρέποντας την άμεση
      ενημέρωση της διεπαφής χρήστη (Laravel Reverb). 'Ενας από τους σημαντικότερους πυ-
      λώνες του έργου είναι η εφαρμοσμένη ασφάλεια συστημάτων (Cybersecurity). Ειδικότερα,
      για τους κόμβους LoRa, υλοποιήθηκε μια αρχιτεκτονική end-to-end (E2E) κρυπτογράφη-
      σης με τον αλγόριθμο AES-128-CTR και δυναμική διαχείριση μετρητών (anti-replay frame
      counters). Η προσέγγιση αυτή καθιστά τους ενδιάμεσους κόμβους (LoRa Gateways) απλο-
      ύς «τυφλούς» αναμεταδότες (blind forwarders), διασφαλίζοντας την απόλυτη ακεραιότητα
      και εμπιστευτικότητα των μετρήσεων από τη συσκευή πεδίου έως το cloud. Συνολικά,
      η πλατφόρμα Agronos αποτελεί μια κλιμακώσιμη, ασφαλή και ακαδημαϊκά άρτια λύση,
      που γεφυρώνει τις σύγχρονες κατανεμημένες τεχνολογίες λογισμικού με τις πραγματικές
      ανάγκες του αγροτικού τομέα.

    • This thesis presents the design and implementation of the "Agronos" platform, an innovative,multi-tenant Smart Agriculture system based on the Internet of Things (IoT). The core of the system utilizes the Laravel 12 framework to develop a robust backend and the Vue.js library to create an interactive Single Page Application (SPA), ensuring strict data isolation between users through Global Scopes. To optimally manage the vast volume of telemetry data, the architecture structurally separates relational metadata (MySQL) from sensor measurements, which are efficiently stored in a time-series database (InfluxDB). At the hardware level (edge computing), modular object-oriented firmware was developed in C++ for ESP32 microcontrollers. The telemetry nodes transmit data either via WiFi networks—making use of MQTT and HTTP protocols—or via low-power LoRa wireless networks for remote agricultural installations. Simultaneously, the system supports bidirectional real-time communication via WebSockets, allowing instant updates to the user interface (Laravel Reverb). One of the most important pillars of the project is applied cybersecurity. Specifically, for the LoRa nodes, an end-to-end (E2E) encryption architecture was implemented using the AES-128-CTR algorithm
      and dynamic frame counter management (anti-replay). This approach renders intermediate nodes (LoRa Gateways) as simple "blind forwarders", ensuring absolute integrity and confidentiality of measurements from the field device to the cloud. Overall, the Agronos platform constitutes a scalable, secure, and academically sound solution, bridging modern distributed software technologies with the real-world needs of the agricultural sector.

  14. Hellenic Open University
  15. Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές