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| Titre : |
Empowering Farms with Smart Solutions |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Chams Nadine Sadallah, Auteur ; Meriem Toumi ; Sarra Cherbal, Directeur de thèse |
| Editeur : |
Setif:UFA |
| Année de publication : |
2024 |
| Importance : |
1 vol (97 f .) |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Informatique
|
| Mots-clés : |
Internet of Things (IoT)
Agriculture
Smart farming
Sensor
Farm management. |
| Index. décimale : |
004 - Informatique |
| Résumé : |
This project explores the implementation of a smart farming system utilizing the Internet of Things (IoT)
to enhance agricultural productivity and efficiency. The primary objective is to design and develop a comprehensive
smart farm management solution that integrates various IoT devices, such as sensors, actuators,
and communication modules, to monitor and control environmental conditions in real-time. The system
employs an Arduino UNO board and Ethernet shields to interface with different sensors, including soil
moisture, temperature, and humidity sensors, as well as actuators for irrigation and other farm operations.
The data collected by these sensors is processed and transmitted to a cloud-based platform, providing farmers
with a user-friendly dashboard for monitoring and decision-making.
Our approach emphasizes the importance of real-time data analysis and remote management, which are
critical for modern precision farming. The developed prototype not only demonstrates the feasibility of IoT
in agriculture but also highlights its potential to improve crop yields, reduce resource consumption, and
enhance overall farm sustainability. This work contributes to the ongoing efforts in smart agriculture by
offering a scalable and cost-effective solution that can be adapted to various farming scenarios. Through
rigorous testing and validation, we have ensured that our system meets the requirements of robustness,
reliability, and ease of use, making it a valuable tool for farmers seeking to adopt smart farming practices. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Abstract iv
Résumé v
List of Figures x
List of Tables xii
General Introduction 1
1 Overview of IoT and Smart Agriculture 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 The Internet of Things . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Architecture of IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.2 IoT Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.3 Benefits of IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.4 Characteristics of IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.5 Major Components of IoT Based Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.1 Definition of Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Applications of IoT in Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.2 Agricultural Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 Review and Comparison of RelatedWork 11
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 Review of Smart Farming Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 A Web Based Application for Agriculture : Smart Farming System . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 Platform-Based Data Repository for Smart Farming Applications . . . . . . . . . . . . 13
2.2.3 Smart farming for improving agricultural management . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.4 Implementation of Smart Farming for Oyster Mushroom Cultivation Based on Wireless
Sensor Network Using ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.5 IoT in Agriculture: The Future of Precision Monitoring and Data-Driven Farming . . 14
2.2.6 Realtime Optimization and Management System (ROAM): A Decision Support System
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.7 IoT-Enabled Smart Agriculture: Architecture, Applications,and Challenges . . . . . . 15
2.2.8 Design of smart farming communication and web interface using MQTT and Node.js 16
2.2.9 Enhancing smart farming through the applications of Agriculture 4.0 technologies. . . 17
2.2.10 An efficient mechanism using IoT and wireless communication for smart farming . . 17
2.2.11 Smart farming using cloud-based Iot data analytics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.12 Construction Scheme of Precision Service Platform for Smart Farm . . . . . . . . . . . 18
2.2.13 Aquarech (Kenya, 2019) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.14 SmartFarmTN (Tunisia, 2018) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.15 Teralytic (United States, 2016) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.16 BeatDrone (Nigeria, 2016) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.17 Hello Tractor (Nigeria, 2014) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.18 eFishery (Indonesia, 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.19 Inspira Farms (Kenya, 2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.20 SunCulture (Kenya, 2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.21 CropIn (India, 2010) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.22 Ekylibre (France, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.23 Stellapps (India, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.24 AgSense (United States, 2003) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.25 Priva (Netherlands, 1959) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.26 Students’ Project (Dubai, UAE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3 A Comparative Analysis of Smart Farming Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.1 Methodology for Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.2 Review about the articles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.3 Comparison Table of Related Websites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.4 Visual Aids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4 Trends and Future Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.5 Stakeholder Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.6 Regulatory and Environmental Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.7 Limitations of Smart Farming Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3 System design 33
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 Objectives of the project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4 The Proposed Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5 Comprehensive System Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.6 Use Case Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.6.1 Use Case Scenario 1: Setting Up a Smart Farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.6.2 Use Case Scenario 2: Managing the Smart Farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7 First Offer: Smart Farm Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.7.1 Module of the System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.8 Second Offer: Smart Farm Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.8.1 Dashboard Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.8.2 Comprehensive Dashboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.8.3 Cloud-Based Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.8.4 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.8.5 Support and Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.8.6 System Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.8.7 Class Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.8.8 Sequence Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4 Implementation 58
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2.1 Arduino UNO board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2.2 Ethernet shields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2.3 The Different Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.2.4 Actuators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.5 Software environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.3 Website . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.4 Realization and Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4.1 Smart Farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4.2 SFaaS Platform: Smart Farming as a Service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5 The process of creating a startup 81
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2 Information relating to the project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2.1 The project supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2.2 The project managers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2.3 The idea of the project (proposed solution) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2.4 The proposed values and objectives of the project. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.2.5 Project schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.3 The innovative aspect of the project and the strategic analysis of the market . . . . . . . . . . 86
5.3.1 The nature and scope of innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.2 Market segmentation and intensity of competition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.3 Project marketing strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.4 Project partners, supplies and manpower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.5 Workforce (employees) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.4 The project’s financial plan and business model canvas (BMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.4.1 Costs and expenses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.4.2 Project funding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.4.3 Project sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.4.4 Income statement and cash flow statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.4.5 The Business Model Canvas (BMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.5 The service delivery process and the experimental prototype of the application. . . . . . . . . 94
5.5.1 The service delivery process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 |
| Côte titre : |
MAI/0850 |
Empowering Farms with Smart Solutions [texte imprimé] / Chams Nadine Sadallah, Auteur ; Meriem Toumi ; Sarra Cherbal, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2024 . - 1 vol (97 f .) ; 29 cm. Langues : Anglais ( eng)
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Informatique
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| Mots-clés : |
Internet of Things (IoT)
Agriculture
Smart farming
Sensor
Farm management. |
| Index. décimale : |
004 - Informatique |
| Résumé : |
This project explores the implementation of a smart farming system utilizing the Internet of Things (IoT)
to enhance agricultural productivity and efficiency. The primary objective is to design and develop a comprehensive
smart farm management solution that integrates various IoT devices, such as sensors, actuators,
and communication modules, to monitor and control environmental conditions in real-time. The system
employs an Arduino UNO board and Ethernet shields to interface with different sensors, including soil
moisture, temperature, and humidity sensors, as well as actuators for irrigation and other farm operations.
The data collected by these sensors is processed and transmitted to a cloud-based platform, providing farmers
with a user-friendly dashboard for monitoring and decision-making.
Our approach emphasizes the importance of real-time data analysis and remote management, which are
critical for modern precision farming. The developed prototype not only demonstrates the feasibility of IoT
in agriculture but also highlights its potential to improve crop yields, reduce resource consumption, and
enhance overall farm sustainability. This work contributes to the ongoing efforts in smart agriculture by
offering a scalable and cost-effective solution that can be adapted to various farming scenarios. Through
rigorous testing and validation, we have ensured that our system meets the requirements of robustness,
reliability, and ease of use, making it a valuable tool for farmers seeking to adopt smart farming practices. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Abstract iv
Résumé v
List of Figures x
List of Tables xii
General Introduction 1
1 Overview of IoT and Smart Agriculture 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 The Internet of Things . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Architecture of IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.2 IoT Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.3 Benefits of IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.4 Characteristics of IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.5 Major Components of IoT Based Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.1 Definition of Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.2 Applications of IoT in Smart Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.2 Agricultural Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 Review and Comparison of RelatedWork 11
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 Review of Smart Farming Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 A Web Based Application for Agriculture : Smart Farming System . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 Platform-Based Data Repository for Smart Farming Applications . . . . . . . . . . . . 13
2.2.3 Smart farming for improving agricultural management . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.4 Implementation of Smart Farming for Oyster Mushroom Cultivation Based on Wireless
Sensor Network Using ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.5 IoT in Agriculture: The Future of Precision Monitoring and Data-Driven Farming . . 14
2.2.6 Realtime Optimization and Management System (ROAM): A Decision Support System
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.7 IoT-Enabled Smart Agriculture: Architecture, Applications,and Challenges . . . . . . 15
2.2.8 Design of smart farming communication and web interface using MQTT and Node.js 16
2.2.9 Enhancing smart farming through the applications of Agriculture 4.0 technologies. . . 17
2.2.10 An efficient mechanism using IoT and wireless communication for smart farming . . 17
2.2.11 Smart farming using cloud-based Iot data analytics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.12 Construction Scheme of Precision Service Platform for Smart Farm . . . . . . . . . . . 18
2.2.13 Aquarech (Kenya, 2019) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.14 SmartFarmTN (Tunisia, 2018) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.15 Teralytic (United States, 2016) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.16 BeatDrone (Nigeria, 2016) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.17 Hello Tractor (Nigeria, 2014) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.18 eFishery (Indonesia, 2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.19 Inspira Farms (Kenya, 2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.20 SunCulture (Kenya, 2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.21 CropIn (India, 2010) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.22 Ekylibre (France, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.23 Stellapps (India, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.24 AgSense (United States, 2003) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.25 Priva (Netherlands, 1959) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.26 Students’ Project (Dubai, UAE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3 A Comparative Analysis of Smart Farming Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.1 Methodology for Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.2 Review about the articles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.3 Comparison Table of Related Websites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.4 Visual Aids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4 Trends and Future Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.5 Stakeholder Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.6 Regulatory and Environmental Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.7 Limitations of Smart Farming Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3 System design 33
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 Objectives of the project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4 The Proposed Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5 Comprehensive System Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.6 Use Case Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.6.1 Use Case Scenario 1: Setting Up a Smart Farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.6.2 Use Case Scenario 2: Managing the Smart Farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7 First Offer: Smart Farm Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.7.1 Module of the System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.8 Second Offer: Smart Farm Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.8.1 Dashboard Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.8.2 Comprehensive Dashboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.8.3 Cloud-Based Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.8.4 User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.8.5 Support and Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.8.6 System Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.8.7 Class Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.8.8 Sequence Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4 Implementation 58
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2.1 Arduino UNO board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2.2 Ethernet shields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2.3 The Different Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.2.4 Actuators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.2.5 Software environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.3 Website . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.4 Realization and Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4.1 Smart Farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4.2 SFaaS Platform: Smart Farming as a Service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5 The process of creating a startup 81
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2 Information relating to the project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2.1 The project supervisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2.2 The project managers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2.3 The idea of the project (proposed solution) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2.4 The proposed values and objectives of the project. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.2.5 Project schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.3 The innovative aspect of the project and the strategic analysis of the market . . . . . . . . . . 86
5.3.1 The nature and scope of innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.2 Market segmentation and intensity of competition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.3 Project marketing strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.4 Project partners, supplies and manpower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.5 Workforce (employees) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.4 The project’s financial plan and business model canvas (BMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.4.1 Costs and expenses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.4.2 Project funding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.4.3 Project sales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.4.4 Income statement and cash flow statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.4.5 The Business Model Canvas (BMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.5 The service delivery process and the experimental prototype of the application. . . . . . . . . 94
5.5.1 The service delivery process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 |
| Côte titre : |
MAI/0850 |
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