Sensor system for measuring water level in nature

Abstract

IoT-teknologi har skapt nye muligheter for å måle viktige aspekt i naturen, og blir stadig viktigere ettersom fokuset på klima øker. Vann har tidligere vist seg vanskelig å overvåke, men med ny lav-energi elektronikk kan en måle grunnvann, elver, innsjøer, og havvann mer nøyaktig, og på en mye større skala enn før.

Et system for innsamling av vanndata ble designet, implementert, og testet. Et kretskort ble designet og bestilt, to sensorer ble bestilt og brukt med den designede elektronikken, og en skytjeneste ble brukt til å loggføre dataene til en viss grad. Målet er å produsere et system som kan bli utplassert for å samle inn data om vannivå i lange tidsrom uten vedlikehold. Oppgaven ser på de innsamlede dataene, trådløs kommunikasjon i IoT-enheter, og energiforbruk.

Systemet lyktes med å logge vanndata i naturen ved to separate anledninger, hvor den lengste av dem varte i sju dager. Energiforbruket til system ble målt, og det ble funnet at systemet kan være utplassert i måneder av gangen. Noe arbeid gjenstår, ettersom databasen og brukergrensesnittet for lagring og plotting av data ikke ble fullstendig implementert.

IoT technology has created new opportunities for measuring important aspects of nature, and is especially important as the focus on climate increases. Water has previously proven to be challenging to monitor, but with new low-power devices one can measure groundwater, rivers, lakes, and seawater more accurately, and at a much larger scale than before.

In this thesis a system for collecting water level data in nature has been designed, implemented, and tested. A PCB was designed and ordered, two sensors have been ordered to be used alongside the designed electronics, and a cloud service has been used to log data to some extent. The goal for the thesis is to produce a system which can be deployed to collect water level data for long periods of time without maintenance. The thesis investigates the collected data, wireless technology for use in remote IoT devices, and energy consumption.

The system succeeded to log data in nature in two separate occasions, the longest of them lasting for seven days. Energy consumption of the system was measured, and it was found that the system can be deployed for months. Some improvements are left to be done, as the database and GUI for storing and plotting the data was not fully implemented.