SmartAgro : Solutions IoT Avancées pour l'Agriculture de Précision

Composants et fournitures

Composant	Quantité	Notes
Arduino MKR GSM 1400	1
Carte SIM Soracom Air Global IoT	1
Arduino MKR MEM Shield	1	Pour carte SD
Module température/humidité GY-21	1
Capteur UV SI1145 (Adafruit)	1
Capteur humidité sol (SparkFun, avec bornier)	1
Sonde température étanche DS18B20 (Adafruit)	1
Fils de connexion (jumper wires)	1

Outils nécessaires

• Fer à souder

À propos de ce projet

Vue d'ensemble

La terre agricole est une ressource précieuse, indispensable à la société moderne. Mais l'agriculture fait face à de nombreux défis : température, humidité, ensoleillement optimaux pour les cultures, et protection contre les aléas.

Le concept d'agriculture intelligente (smart farming) émerge : surveiller ses cultures à distance. Mais les solutions existantes sont trop coûteuses pour les petites exploitations et ne couvrent pas toujours les grandes surfaces.

SmartAgro vise à créer un réseau de dispositifs simples à déployer sur le terrain. Ils collectent données atmosphériques, paramètres du sol et valeurs lumineuses, et envoient tout vers le cloud pour visualisation sur tableau de bord.

Toute exploitation, quelle que soit sa taille, peut ainsi entrer dans l'ère de l'agriculture connectée, avec une flotte scalable d'appareils capables d'alerter en cas de sécheresse imminente.

Fonctionnalités

SmartAgro permet de déployer facilement une flotte de capteurs sur le terrain. Ces dispositifs échantillonnent les capteurs à intervalles réguliers.

Les données sont :

• Journalisées sur carte SD (fichier .csv)
• Envoyées au backend (Soracom) pour visualisation sur dashboard

Le projet comprend un front-end (dispositifs terrain) et un backend (Soracom).

Front-end (dispositif terrain)

Basé sur MKR GSM. Le dispositif collecte les données, les écrit sur carte SD, les envoie à Soracom pour visualisation.

Carte SD : les données sont ajoutées à un fichier datalog.csv (créé s'il n'existe pas).

Alimentation : LiPo sur port dédié, power bank, ou batterie sur VIN. Le dispositif se met en veille entre deux lectures pour économiser l'énergie.

Envoi des données : via connexion GSM vers Soracom, payload JSON :

{
  "Latitude": 53.3570404,
  "Longitude": -6.2609935,
  "soilTemp": 20.56,
  "soilHumidity": 40,
  "atmoTemp": 22.12,
  "atmoHumidity": 62,
  "uvLight": 0.00,
  "irLight": 257,
  "deviceName": "device1"
}

Backend (Soracom)

Soracom reçoit, traite et affiche les données sur dashboard (Soracom Lagoon).

Dashboard : hébergé sur Soracom Lagoon. Soracom Air reçoit les données, Soracom Harvest les stocke, Lagoon les interroge pour l'affichage. Localisation de chaque dispositif et toutes les données capteurs tracées.

Alertes : notification email si UV index ou humidité du sol anormaux.

Avantages

• Visualisation des données n'importe où, n'importe quand via le dashboard.
• Scalabilité aisée : déployer autant de dispositifs que nécessaire.
• Coût bien inférieur aux solutions du marché.

Construction du projet

Étape 1 : Matériel requis

• 1 × Arduino MKR GSM
• 1 × Arduino MKR MEM Shield
• 1 × Module GY-21 (température/humidité air)
• 1 × Sonde température étanche DS18B20 (sol)
• 1 × Capteur UV SI-1145
• 1 × Capteur humidité sol SparkFun
• 1 × Boîtier 2 piles AA (avec piles) ou batterie LiPo
• 1 × Carte SIM Soracom
• 1 × Carte SD
• Fils de connexion

Étape 2 : Câblage

Fer à souder nécessaire. Schéma dans le fichier Fritzing joint. N'oubliez pas d'emboîter le MEM shield sur la carte !

Étape 3 : Préparation du MKR GSM

Alimentation par 2 piles AA sur VIN. Photos du montage :

Étape 4 : Structure du code

4 sections principales :

• Préparation SD : checkFile() vérifie existence de datalog.csv, appelle createFile() si absent (création + en-tête).
• Collecte données : collectData() interroge tous les capteurs (temp/hum air, temp/hum sol, UV, IR, visible).
• Écriture SD : burnData(String) ajoute une ligne CSV sur la carte.
• Envoi Soracom : parseData(String) établit connexion HTTP POST vers harvest.soracom.io, envoie le payload JSON, affiche la réponse.

Le dispositif dort ensuite pendant sleepTime ms avant de recommencer.

Étape 5 : Variables à configurer

• deviceName : nom personnalisé du dispositif (identification dans la flotte)
• sleepTime : temps de veille entre lectures (ms)
• proDebug : true pour débogage (nécessite moniteur série), false en production

Étape 6 : Préparation carte SD

Formater en FAT32. Étapes illustrées :

Étape 7 : Téléverser le code

Connecter le MKR GSM, téléverser le code (mode 1 pour setup). Plonger les capteurs dans l'eau, appuyer sur le bouton, attendre collecte+envoi. Répéter pour peupler Soracom Air.

Étape 8 : Configuration Soracom

Deux sections :

1. Création compte & enregistrement SIM (ignorer si compte existant).
2. Groupes & Soracom Harvest pour collecter les données.

De nombreuses captures d'écran guident chaque étape (création compte, groupe, activation Harvest, configuration device, etc.).

Étape 9 : Configuration Soracom Lagoon (Dashboard & Alertes)

Création du dashboard, ajout de panneaux (graphiques, cartes, tableaux), configuration d'alertes email sur seuils UV/humidité sol. Nombreuses captures d'écran détaillées.

Bibliothèques utilisées

• ArduinoLowPower
• MKRGSM
• Wire
• OneWire
• DallasTemperature
• RTCZero
• SPI
• SD

Boîtier final

J'ai conçu un boîtier (idéalement avec partie supérieure transparente pour le capteur UV). Mon capteur UV est placé à l'extérieur pour éviter les interférences.

Note : Le MKR MEM shield est compact et simple. Un module SD classique (5V) nécessiterait un convertisseur de niveau 3,3V→5V.

Origine du projet

L'idée m'est venue en bus, en voyant des champs. J'ai lu sur les dispositifs de surveillance agricole, mais leurs coûts sont prohibitifs pour la plupart des agriculteurs. J'ai donc utilisé l'Arduino low-cost pour monitorer multiples paramètres et permettre à toute ferme, grande ou petite, d'accéder à l'IoT et l'agriculture de précision.

Code

Code complet disponible dans la section « Code » du projet original.

Schémas

schematics_rrBJ3HiIfc.fzz

Connecter Sécurément l'Arduino MKR GSM 1400 à Google Cloud IoT Core – Guide Pas à Pas Contrôler un Robot par la Pensée : Projet Arduino Complet Ondes Cérébrales