Skip to content

Resumo do Projeto

Este documento apresenta uma visão geral do projeto GreenThumb.

Visão

O GreenThumb é um sistema de produção vegetal em ambiente controlado que combina um controlador Raspberry Pi, sensores ambientais, automação e um backend em nuvem para operar estufas de forma confiável e coletar dados de cultivo consistentes.

Status Atual

Origem

O GreenThumb começou como um projeto PIBITI de iniciação tecnológica de 12 meses no Insper (2025–2026). A fase de pesquisa terminou com o relatório final em agosto de 2026; o desenvolvimento do sistema continua.

O que existe hoje

  • Nó de borda em um Raspberry Pi 5, executado com Docker Compose (PostgreSQL, API do dispositivo, controlador, dashboard local, Watchtower)
  • Drivers de sensores: AHT10, BMP280, TSL2561, DS18B20, boia de nível, sondas de pH e TDS/CE, câmera USB
  • Atuadores acionados por relé: luz de cultivo, exaustor, bombas d'água e de ar, bombas dosadoras peristálticas
  • Controlador com regras por limiar, agenda, intervalo e após-atuador, limites de segurança e watchdog de heartbeat (modo de segurança)
  • Fotos periódicas e transmissão ao vivo da câmera
  • Sincronização offline-first com uma nuvem própria (PostgreSQL 17 + TimescaleDB; fotos no Cloudflare R2)
  • API na nuvem, serviços de autenticação e dashboard administrativo (ainda não públicos)
  • CI/CD: GitHub Actions → Docker Hub

Próximos passos

  • 🔄 Finalização do protótipo físico
  • 🔄 Calibração das bombas dosadoras e das sondas de pH e TDS
  • Primeiro ciclo de cultivo (tomate cereja)

Planejado

  • Visão Computacional: OpenCV para análise de crescimento
  • Machine Learning: Modelos de predição de crescimento

Stack Tecnológica

Componente Tecnologia
Controlador Raspberry Pi 5
Linguagem Python 3.11+
Framework Web FastAPI
Banco de Dados PostgreSQL 17
ORM SQLModel
Containers Docker Compose
CI/CD GitHub Actions → Docker Hub
Serviços na nuvem FastAPI; Java (Spring Boot, Spring Cloud Gateway)
Dashboards React
Dados na nuvem PostgreSQL 17 + TimescaleDB; Cloudflare R2 (fotos)
Rede WireGuard

Sensores

  • AHT10: Temperatura e umidade
  • BMP280: Pressão atmosférica e temperatura
  • TSL2561: Intensidade luminosa
  • DS18B20: Temperatura da água
  • Boia de nível: Nível do reservatório (cheio ou vazio)
  • Sondas de pH e TDS/CE: pH e condutividade da solução nutritiva
  • Câmera USB: Fotos das plantas para visão computacional

Atuadores

  • Luz de cultivo, exaustor, bombas d'água e de ar: acionados por relé
  • Bombas dosadoras peristálticas: dosagem de nutrientes e pH com limites de segurança

Arquitetura do Sistema

O sistema utiliza uma arquitetura de microsserviços com gerenciamento centralizado de dispositivos:

Raspberry Pi 5
├── PostgreSQL (banco de dados)
├── microcontroller-api (API + controle de hardware)
├── controller (cliente com loop Sense-Think-Act)
├── local-dashboard (SPA React)
└── watchtower (atualizações automáticas)

Todos os serviços rodam em containers Docker e compartilham uma rede comum.

Uma nuvem própria (API, gateway, serviços de autenticação, dashboard administrativo, PostgreSQL + TimescaleDB) recebe os dados sincronizados. Veja Cloud Backend.

Organização dos Repositórios

Veja Repositórios. A maioria dos repositórios é privada; esta documentação e o perfil da organização são públicos.

Coleta de Dados

O sistema coleta:

  • Dados de sensores, registrados periodicamente
  • Fotos, capturadas periodicamente para futuros trabalhos de visão computacional

Os dados são armazenados primeiro no nó e sincronizados com a nuvem quando há conexão.

Objetivos de Longo Prazo

  1. Múltiplos nós: a nuvem já registra e lista vários dispositivos; o cadastro autônomo de novos nós ainda está por vir.
  2. Automação Aprimorada: Refinar o controle e o monitoramento ambiental

Contato