Ονοματεπώνυμο: Παρτσανάκης Κωνσταντίνος
Αριθμός Μητρώου: ΤΛ20294
Θέμα:
Σχεδιασμός και ανάπτυξη έξυπνων οικιακών συστημάτων ΙοΤ με αισθητήρες & ενεργοποιητές
Επιβλέπων:
Ηρακλής Ρηγάκης
Τριμελής Επιτροπή
- Ηρακλής Ρηγάκης
- Αναστασία Κατσαμάκη
- Αντώνιος Ζερβουδάκης
Τίτλος στα αγγλικά:
Design and Development of Smart Home IoT Systems with Sensors & Actuators
Περίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος έξυπνης κατοικίας βασισμένου σε τεχνολογίες του Internet of Things (IoT), με σκοπό την αυτοματοποίηση και τη βελτιστοποίηση βασικών λειτουργιών ενός οικιακού χώρου. Το σύστημα σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε αξιοποιώντας αισθητήρες και ενεργοποιητές που ελέγχονται από έναν μικροελεγκτή ESP32 S3, ειδικά προσαρμοσμένο για τις απαιτήσεις της κατοικίας.
Το σύστημα ανταποκρίνεται σε βασικές ανάγκες του σύγχρονου χρήστη, όπως η εξοικονόμηση ενέργειας, η βελτίωση της ασφάλειας, η προστασία του περιβάλλοντος και η άνεση στην καθημερινή ζωή. Περιλαμβάνει αισθητήρες για κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, θερμοκρασία, υγρασία, στάθμη νερού, υγρασία εδάφους, βροχή, ποιότητα αέρα και φωτεινότητα, επιτρέποντας τη λήψη έγκαιρων αποφάσεων και την ενεργοποίηση αυτόματων μηχανισμών. Παράλληλα, ενσωματώνεται σύστημα συναγερμού για την ασφάλεια των κατοίκων, καθώς και δυνατότητα απομακρυσμένης παρακολούθησης μέσω κινητού ή υπολογιστή, με ειδοποιήσεις μέσω email σε κρίσιμες περιπτώσεις, όπως η χαμηλή στάθμη νερού.
Η υλοποίηση έγινε πάνω σε λειτουργική μακέτα κατοικίας, με έμφαση στον σχεδιασμό και την ανάπτυξη δύο custom πλακετών: της βασικής μονάδας με τον ESP32 S3 και των περιφερειακών αισθητήρων. Οι πλακέτες προστατεύονται μέσα σε ειδικά σχεδιασμένο περίβλημα μέσω 3D εκτύπωσης, ενώ ο πίνακας κεντρικού ελέγχου συγκεντρώνει τη διαχείριση του συστήματος σε ένα σημείο, ενσωματώνοντας ρελέ, τροφοδοσίες και οθόνη.
Συνοψίζοντας, η εργασία δείχνει ότι η αξιοποίηση τεχνολογιών IoT μπορεί να μετατρέψει μια συμβατική κατοικία σε ένα ευφυές, ασφαλές και ενεργειακά αποδοτικό περιβάλλον, ενισχύοντας τον αυτοματισμό και τον έλεγχο των χρηστών. Παράλληλα, αναδεικνύεται η συμβολή της υλοποίησης στην εξοικονόμηση ενέργειας και νερού μέσω έξυπνων συστημάτων διαχείρισης, καθώς και η περιβαλλοντική της αξία με τη μείωση της κατανάλωσης πόρων και τη δημιουργία βιώσιμων οικιακών λύσεων.
Abstract
This thesis focuses on the development of a comprehensive smart home system based on Internet of Things (IoT) technologies, aiming to automate and optimize essential functions of a residential environment. The system was designed and implemented using sensors and actuators controlled by an ESP32 S3 microcontroller, specifically tailored to the home’s requirements.
The system addresses key needs of modern users, such as energy saving, enhanced security, environmental protection, and everyday convenience. It integrates sensors for electrical consumption, temperature, humidity, water level, soil moisture, rain, air quality, and light intensity, enabling timely decisions and activation of automated mechanisms, such as garden irrigation or clothing protection during rain. Additionally, a security alarm system is included, along with remote monitoring capabilities via smartphone or computer, providing email notifications in critical situations, such as low water levels.
Implementation was carried out on a functional home model, emphasizing the design and development of two custom PCBs: the main unit with the ESP32 S3 and the peripheral sensor boards. The PCBs are housed in specially designed 3D-printed enclosures, while the central control panel consolidates system management in a single location, integrating relays, power supplies, and a display.
In summary, this work demonstrates that the use of IoT technologies can transform a conventional home into an intelligent, secure, and energy-efficient environment, enhancing automation and user control. At the same time, the contribution of the implementation is highlighted in terms of energy and water savings through smart management systems, as well as its environmental value by reducing resource consumption and promoting sustainable home solutions.
Λέξεις Κλειδιά: Έξυπνη κατοικία, Internet of Things, Αισθητήρες, Ενεργοποιητές, Αυτοματισμοί, ESP32, Μικροελεγκτές , Ασύρματη επικοινωνία, Πρωτόκολλο MQTT, Διαχείριση ενέργειας, Περιβαλλοντική βιωσιμότητα , Οικολογική αποδοτικότητα.
Keywords: Smart Home, Internet of Things, Sensors, Actuators, Automation, ESP32, Microcontrollers, Wireless Communication, MQTT Protocol, Energy Management, Environmental Sustainability, Ecological Efficiency.
Ημερομηνία Εξέτασης: 16/12/2025 11.00 – 12.00
Χώρος Εξέτασης: Διαδικτυακά
Διαδικτυακά: https://meet.google.com/jtn-jyqc-mbq