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O GreenSe é uma solução em desenvolvimento para monitoramento e automação de cultivos protegidos, com foco em hidroponia em ambiente controlado. O projeto visa integrar sensores, atuadores e sistemas inteligentes para otimizar as condições de cultivo, garantindo eficiência no uso de água, nutrientes e energia.

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marcelinoandrade/greense

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Sistema IoT para Monitoramento e Automação de Estufas e Cultivos Hidropônicos

GitHub Pages Website License ESP32 Python Raspberry Pi


📖 Sobre o Projeto

O greenSe é uma solução completa de agricultura de precisão para cultivos protegidos, integrando sensores IoT, automação e inteligência artificial. Desenvolvido para estufas e sistemas hidropônicos, otimiza o uso de água, nutrientes e energia através de monitoramento em tempo real e análises preditivas.

✨ Destaques

🌡️ Monitoramento 🤖 Inteligência Artificial 📊 Análise Térmica 🔒 Segurança
Tempo real 24/7 IA Eng. GePeTo (GPT-4o) Câmera MLX90640 MQTT/TLS/WSS
Múltiplos sensores Relatórios automáticos Detecção precoce Comunicação criptografada

🌟 Funcionalidades Principais

📡 Monitoramento Inteligente

  • Tempo real de parâmetros ambientais (temperatura, umidade, CO₂, luminosidade)
  • 💧 Hidroponia avançada com pH e condutividade elétrica (EC)
  • 🌡️ Análise térmica via câmera MLX90640 (24×32px) para detecção precoce de estresse hídrico e doenças
  • 📷 Monitoramento visual com ESP32-CAM para acompanhamento do crescimento
  • 🤖 Detecção por IA com modelos YOLOv11 para identificação de pragas, doenças e objetos em campo aberto

⚙️ Automação e Controle

  • 🔄 Controle automatizado de irrigação, iluminação e sistemas de ventilação
  • 💾 Armazenamento histórico com InfluxDB para análise temporal
  • 📈 Dashboards interativos com Grafana para visualização de dados

🤖 Inteligência Artificial

Eng. Gepeto

A IA Eng. GePeTo (baseada em GPT-4o) atua como consultor agrícola virtual:

  • 📝 Relatórios automáticos com interpretação técnica dos dados
  • 🧠 Análises inteligentes em linguagem prática e acessível
  • 💡 Recomendações personalizadas para otimização de irrigação, clima e nutrição
  • 🔮 Modelos preditivos para previsão de necessidades (em desenvolvimento)

🏗️ Arquitetura do Sistema

🔌 Cliente (Hardware IoT)

Soluções modulares baseadas em ESP32 para diferentes necessidades:

Solução 📋 Descrição 🔧 Tecnologia
N01 Germinação - Monitoramento básico ESP32 + AHT20, ENS160, DS18B20
N02 Maturação - Monitoramento completo ESP32 + sensores completos + boias
N03 Hidroponia - pH e EC ESP32 + MicroPython
N04 Câmera Visual - Monitoramento óptico ESP32-CAM
N05 Câmera Térmica - Análise térmica ESP32-C3 + MLX90640 (24×32px)
N06 Sensor de Campo - Solo com bateria ESP32 + interface web embarcada
N07 Solução Completa - Térmica avançada ESP32-S3 + MLX90640
N08 Câmera P4 - Coleta de imagens com IA para campo aberto ESP32-P4-EYE + OV2710 + YOLOv11 + SD

🌐 Comunicação: MQTT/TLS, HTTP POST, USB (transferência local)

🖥️ Servidor (Backend)

Sistema central em Python rodando em Raspberry Pi 4:

Módulo Funcionalidade
server01Full.py 🔌 Broker MQTT • 🚀 API REST (Flask) • 💾 InfluxDB • 🌡️ Processamento térmico
server01IA.py 🤖 Serviço IA (Eng. GePeTo) • 📊 Análise de dados • 📝 Geração de relatórios
serverTermica.py 🌡️ Processamento dedicado de imagens térmicas • 📈 Estatísticas

🛠️ Stack Tecnológico: Python 3.x • Flask • InfluxDB • MQTT (paho-mqtt) • OpenAI GPT-4o • NumPy


🛠️ Tecnologias Utilizadas

🔩 Hardware

ESP32 ESP32-S3 ESP32-C3 ESP32-P4 Raspberry Pi

Sensores: AHT20 • ENS160 • DS18B20 • DHT22 • pH/EC • MLX90640 • OV2710

💻 Software

C++ Python MicroPython Flask MQTT InfluxDB Grafana OpenAI


📊 Escalabilidade

🏭 Capacidade 💻 Solução ⚡ Performance
1-20 estufas Raspberry Pi 4 Ideal para pequenos produtores
21-50 estufas Raspberry Pi 5 Médios produtores
51-1.000 estufas Servidor dedicado Grande escala
1.000+ estufas Edge + Cloud Arquitetura distribuída

🚀 Início Rápido

1️⃣ Clone o Repositório

git clone https://github.com/marcelinoandrade/greense.git
cd greense

2️⃣ Explore as Soluções

  • 📦 Hardware: Explore client/ - cada projeto possui README específico com instruções detalhadas
  • 🖥️ Servidor: Consulte server/N01_RASP4_LAB/ para documentação de instalação e configuração

3️⃣ Documentação

Cada módulo cliente possui seu próprio README com:

  • 📋 Requisitos de hardware
  • 🔧 Instruções de instalação
  • ⚙️ Configuração específica
  • 🧪 Guia de testes

📁 Estrutura do Repositório

greense/
├── 📦 client/                          # Soluções hardware (ESP32)
│   ├── N01_Estufa_Germinar_C/         # 🌱 Monitoramento básico (germinação)
│   ├── N02_Estufa_Maturar_C/          # 🌿 Monitoramento completo (maturação)
│   ├── N03_Estufa_P/                  # 💧 Hidroponia (MicroPython)
│   ├── N04_Estufa_Camera_C/           # 📷 Câmera visual
│   ├── N05_Estufa_Termica_C/          # 🌡️ Câmera térmica
│   ├── N06_Sensor_Campo_C/            # 🌍 Sensores de campo
│   ├── N07_Estufa_Artigo_C/           # 🔬 Solução completa térmica
│   └── N08_Camera_P4_C/               # 📸 Câmera para campo agrícola
├── 🖥️ server/                          # Sistema servidor
│   └── N01_RASP4_LAB/                 # Backend Raspberry Pi 4
└── 📄 README.md                        # Este arquivo

📝 Licença

Este projeto está sob a licença MIT. Veja o arquivo LICENSE para mais detalhes.


📧 Contato e Suporte

🌐 Website 💼 LinkedIn 🏛️ Instituição
www.greense.com.br LinkedIn Universidade de Brasília

Coordenação: Prof. Marcelino Monteiro de Andrade
Faculdade: Ciências e Tecnologias em Engenharia (FCTE) – Universidade de Brasília


🌱 Desenvolvido na Universidade de Brasília

greenSe - Transformando a agricultura através da tecnologia IoT e inteligência artificial

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About

O GreenSe é uma solução em desenvolvimento para monitoramento e automação de cultivos protegidos, com foco em hidroponia em ambiente controlado. O projeto visa integrar sensores, atuadores e sistemas inteligentes para otimizar as condições de cultivo, garantindo eficiência no uso de água, nutrientes e energia.

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