Smartmushroom: sistema de controle de temperatura, umidade e níveis de CO2 em estufas de cogumelo

Abstract

O projeto SmartMushroom aborda a problemática da necessidade de um controle ambiental rigoroso no cultivo de cogumelos, uma fungicultura altamente sensível a variáveis como temperatura, umidade e níveis de dióxido de carbono (CO2). A ausência de monitoramento contínuo e automação pode levar a perdas significativas na produção. Com o objetivo de desenvolver um sistema integrado e acessível, este trabalho propôs a criação de uma solução baseada na Internet das Coisas (IoT), visando otimizar o ambiente de cultivo, aumentar a produtividade e promover a sustentabilidade. O sistema foi estruturado em três camadas principais:  Hardware: Integrado por um microcontrolador ESP32 (atuando como Gateway IoT) e sensores como DHT22 (temperatura e umidade) e MQ-135 (níveis de CO2), controlando atuadores como exaustores, ar-condicionado e umidificadores.  Back-End: Desenvolvido em PHP utilizando um framework baseado no padrão arquitetural MVC (Model-View-Controller) para hospedar a API RESTful. O sistema de persistência de dados utiliza o MySQL.  Front-End: Consiste em um aplicativo móvel construído com Flutter, que permite ao usuário o monitoramento em tempo real das variáveis ambientais e o controle remoto dos atuadores, garantindo uma interface intuitiva. A metodologia incluiu o levantamento de requisitos funcionais e não funcionais e a validação da interface por meio de um Teste de Usabilidade utilizando o método Think Aloud. Os resultados desses testes foram cruciais para o aprimoramento do Layout Final, que priorizou a clareza visual, a legibilidade e a correção de pontos de atrito identificados. O SmartMushroom é um avanço na aplicação da Agricultura 4.0 no contexto brasileiro, oferecendo uma solução escalável e economicamente viável que contribui diretamente para a eficiência e a sustentabilidade no setor de fungicultura.

The SmartMushroom project addresses the issue of the need for strict environmental control in mushroom cultivation, a fungiculture that is highly sensitive to variables such as temperature, humidity, and carbon dioxide (CO2) levels. The absence of continuous monitoring and automation can lead to significant losses in production. With the goal of developing an integrated and accessible system, this work proposed the creation of a solution based on the Internet of Things (IoT), aiming to optimize the cultivation environment, increase productivity, and promote sustainability. The system was structured in three main layers:  Hardware: Integrated by an ESP32 microcontroller (acting as an IoT Gateway) and sensors such as DHT22 (temperature and humidity) and MQ-135 (CO2 levels), controlling actuators such as exhaust fans, air conditioning, and humidifiers.  Back-End: Developed in PHP using a framework based on the MVC (Model-View-Controller) architectural pattern to host the RESTful API. The data persistence system uses MySQL.  Front-End: Consists of a mobile application built with Flutter, which allows the user to monitor environmental variables in real time and remotely control actuators, ensuring an intuitive interface. The methodology included gathering functional and non-functional requirements and validating the interface through a Usability Test using the Think Aloud method. The results of these tests were crucial for improving the Final Layout, which prioritized visual clarity, readability, and the correction of identified points of friction. SmartMushroom is a breakthrough in the application of Agriculture 4.0 in the Brazilian context, offering a scalable and economically viable solution that directly contributes to efficiency and sustainability in the mushroom farming sector.