Sistema de adquisición de variables climáticas para invernaderos: Manejo de datos

Desarrollar un sistema de red para la adquisición y almacenamiento en una base de datos en la nube de variables climáticos mediante el uso de hardware y software libre.Hoy en día, la agricultura de precisión se ha desarrollado a tal forma que logra muestrear las variables más influyentes en el desarrollo de un cultivo y tomar decisiones basándose en estos datos para mejorar los procesos de cultivo. Una red de sensores inalámbrica (WSN), es uno de los sistemas que permite solucionar problemas relacionados a la comunicación y transmisión de datos. Dichos datos son obtenidos a través de sensores, y son transmitidos a un dispositivo central, donde se administra y gestiona esta información. Dentro del proyecto sistema de adquisición de variables climáticas para invernaderos, el manejo de datos a través de una WSN es de vital importancia, ya que permite desarrollar nodos sensores inalámbricos que permiten obtener datos de múltiples regiones de un cultivo para su estudio, siendo un beneficio en comparación a los sistemas de adquisición de datos cableados. En este trabajo se utiliza sensores y microcontroladores de la familia Arduino para realizar los ensayos de adquisición de datos. Por otro lado, debido a que existe variedad de módulos que permiten implementar una WSN, se realiza un análisis para determinar los elementos que forman parte del trabajo. Además, el sistema está basado en hardware y software libre, permitiendo su uso en el medio académico. Finalmente se desarrollan las pruebas de funcionamiento del sistema, al verificar el almacenamiento de los diferentes datos adquiridos por los diferentes sensores.Ingenierí

Diseño y despliegue de un sistema de monitoreo basado en IoT para cultivos hidropónicos

El IoT es tendencia tecnológica que hace posible sistemas inteligentes entre cosas conectadas. Su apli cación se encuentra en diferentes campos, uno de ellos es la agricultura, donde el uso de nuevas técni cas, como la hidroponía, está en auge. Es importante abordar esta área, porque la población mundial alcan zará un aproximado de 9600 millones de habitantes para el 2050, por ende, para satisfacer esta demanda se necesita que el ritmo industrial agrícola sea aún más rápido y preciso. Además, el aumento de la tem peratura ambiente y los cambios climáticos por el calentamiento global también están afectando negati vamente a la producción agraria. En esta investigación se presenta un sistema de monitoreo IoT escalable basado en la tecnología Sigfox con capacidades de predicción del 89,37 % a través de redes neuronales para aplicaciones agrícolas. Se proporciona una ar quitectura efectiva de cuatro capas que consta de percepción, red, middleware y aplicación. Para la validación, el sistema fue construido, probado experi mentalmente y validado mediante el monitoreo de la temperatura, humedad y control de la recirculación de nutrientes, en un sistema hidropónico de la ciudad de Loja en Ecuador, durante cinco meses. El sistema desarrollado es lo suficientemente inteligente para proporcionar la acción de control adecuada para el entorno hidropónico, en función de los múltiples pará metros de entrada recopilados, facilitando una gestión efectiva para los agricultores, por ende, mejorando su producción.//The IoT is a technological trend that enables the application of intelligent systems between connected things. IoT is being applied in different fields, in cluding agriculture, where new techniques such as hydroponics are booming. As the increase in ambient temperature and climate changes caused by global warming have negatively affected agricultural produc tion and the rapid growth of the world’s population, which will reach approximately 9.6 billion by 2050, the industrial pace of agriculture needs to be even faster and more precise. This research presents a scalable IoT monitoring system based on Sigfox technology with 89.37% prediction capabilities through neural networks for agricultural applications. An effective four-layer architecture consisting of perception, net work, middleware, and application is provided. The system was experimentally tested and validated for five months by monitoring temperature, humidity, and nutrient recirculation control in a hydroponic system in Loja, Ecuador. The developed system is smart enough to adequately control the hydroponi cenvironment based on the multiple input parameters collected, facilitating effective management for farm ers and improving production

Implementación de la aplicación móvil Innovaweather en el proceso de producción de una empresa agrícola de La Libertad, Perú-2021

En el presente informe titulado “Implementación de la aplicación móvil Innovaweather en el proceso de producción de una empresa Agrícola de La Libertad, Perú-2021” se tuvo como objetivo determinar la influencia de la aplicación móvil InnovaWeather en el proceso de producción de una empresa Agrícola de La Libertad. La investigación fue tipo aplicada de enfoque cuantitativo y de diseño experimental del subtipo cuasiexperimental. La población fueron los reportes diarios de las estaciones meteorológicas. La muestra fueron los reportes de una estación meteorológica (Agromorin) durante un mes (24 reportes). Los resultados fueron que, al usar al implementar el software, la media del tiempo de medición fue 0.05 veces menor; por otro lado, al calcular los gastos de cinco años a futuro con la aplicación, resultando más beneficioso por el costo de 46.29 veces menor que consigue el uso del software; mientras tanto, la precisión obtenida es mayor, consiguiendo un 0.05 en la medición de la temperatura media en el punto de roció. Se concluyó que la influencia de la aplicación móvil InnovaWeather en el proceso de producción de una empresa agrícola de la Libertad fue positiva, logrando influenciar la eficiencia y precisión en los procesos de producción de la organización.In the thesis entitled "Implementation of the Innovaweather mobile application in the production process of an agricultural company in La Libertad, Peru-2021" the objective was to determine the influence of the InnovaWeather mobile application in the production process of an agricultural company in La Libertad. The research was applied type of quantitative approach and experimental design of the quasi-experimental subtype. The population were the daily reports from the weather stations. The sample was the reports of a meteorological station (Agromorin) during one month (24 reports). The results were that, when using when implementing the software, the mean measurement time was 0.05 times less; on the other hand, when calculating the expenses of five years in the future with the application, resulting more beneficial for the cost of 46.29 times lower than the use of the software; meanwhile, the precision obtained is higher, achieving 0.05 in the measurement of the mean temperature at the dew point. It was concluded that the influence of the InnovaWeather mobile application on the production process of an agricultural company in La Libertad was positive, influencing the efficiency and precision of the organization's production processes

Sistema IOT para medición de variables ambientales en apicultura

La apicultura es una actividad de gran importancia ya que genera diferentes tipos de emprendimiento y a su vez contribuye a la preservar el medio ambiente. En Ecuador, esta actividad se la realiza en todas las regiones, no obstante, la región sierra en el lugar con más producción de miel por su amplia flora melífera. Actualmente la apicultura se la sigue realizando de manera tradicional por lo que el apicultor, mantiene tiene contacto directo con la colmena, provocando de esta manera irritabilidad o estrés en las abejas. Debido a los cambios ambientales, los apicultores modifican las técnicas apícolas, de esta manera se ven obligados a mantener un monitoreo de la salud de las colmenas mediante inspecciones, sin embargo, muchas de las veces estas visitas no son realizadas de manera frecuente por lo que en ocasiones las colmenas enferman y mueren. Una solución a esta problemática es el empleo de la apicultura de precisión, es decir la implementación de un sistema IoT. Este diseño consiste en emplear un sensor que monitore las principales variables ambientales en la apicultura tales como temperatura y humedad. Los datos obtenidos son procesados por un microcontrolador ESP32, posteriormente se visualizan mediante una aplicación y conexión WIFI en el celular del apicultor. La aplicación envía notificaciones sobre el estado de la colmena tomando en consideración los valores de temperatura y la humedad. A través de pruebas de funcionamiento se verifica el óptimo funcionamiento del sistema mediante un análisis estadístico con una precisión de humedad y temperatura. Además, para comprobar su rendimiento se toma en cuenta el tiempo de retardo de propagación, en este caso se comprueba que existe buena conexión y la diferencia entre tiempos depende de la congestión de la red. El proyecto presenta soluciones a problemas en el cuidado y salud de una colmena en un emprendimiento familiar.Ingenierí

Diseño e implementación de un sistema de internet de las cosas para supervisar cultivos de maíz en Huancavelica, en el 2022

Diseña e implementa un Sistema de Internet de las Cosas para supervisar variables climáticas y edáficas de cultivos de maíz amiláceo en el Anexo de Rundo, provincia de Tayacaja, Departamento de Huancavelica. El sistema fue diseñado en tres etapas importantes. En la primera etapa se implementaron dos dispositivos electrónicos (nodos finales) para recolectar información de las variables climáticas (humedad relativa, temperatura relativa) y edáficas (humedad de suelo, temperatura de suelo, conductividad eléctrica de suelo, PH de suelo) de los cultivos de maíz en condiciones de invernadero y posteriormente transmitirlas a una puerta de enlace a través de las redes LoRa. En la segunda etapa, se implementó una puerta de enlace para que pueda enrutar la información trasmitida por los dispositivos electrónicos hacia Internet a través de las redes móviles. En la tercera etapa se implementó una interfaz de usuario web utilizando tecnologías open source y privada para visualizar a través de widgets y gráficas la información de las variables climáticas y edáficas. La información fue visualizada a través de la herramienta de programación visual Node-Red. La recolección de las variables climáticas y edáficas permitió conocer el valor de estas variables y definir acciones cruciales durante el desarrollo vegetativo y reproductivo de los cultivos

Sistema de telemetría para el monitoreo y registro de las variables ambientales de un cultivo hidropónico

En Colombia el mal uso de las tierras para la plantación de diversos cultivos ha provocado el aumento de suelos erosionados, impidiendo la correcta producción de diversas frutas y vegetales, además de no permitir la producción de diversos productos agrícolas que sirvan para la exportación y mismo consumo del país, este factor se encuentra en aumento dado a la falta de nutrientes y minerales necesarios para cumplir con los consumidos por cada planta sembrada en estos terrenos. Por ende se busca la implementación nuevos métodos que permitan solucionar esta problemática. Los cultivos hidropónicos son cultivos que no se siembran en la tierra como es lo habitual, la siembra se realiza en agua, a la cual se le añaden los nutrientes necesarios para el cultivo… sin embargo requiere de constante vigilancia e intervención para que funcione. El proyecto propone como posible solución el diseño de un sistema de monitoreo y registro de las variables ambientales de un cultivo hidropónico, permita hacer la revisión del estado del cultivo por un medio web, además de poder obtener análisis de los datos para una correcta supervisión. El proyecto contara con varios desarrollos relacionados entre sí: Primero: Analizar las variables a ser medidas y realizar el diseño de un sistema de instrumentación y medida de cada variable. Segundo: Realizar el diseño de un sistema de comunicaciones entre el sistema de instrumentación y el sistema de registro. Tercero: Realizar el diseño de una interfaz web que permita la visualización y manejo de los datos adquiridos. Cuarto: Validar estadísticamente los datos adquiridos. Quinto: Realizar el diseño del prototipo de cultivo a ser censado

Prototipo de sistema de monitoreo y control agrícola basado en IoT. Caso de estudio: cultivos semi hidropónicos de fresa en el municipio de guasca Cundinamarca.

La presente investigación tiene como objetivo la construcción de un prototipo de sistema de monitoreo y control agrícola, tomando como caso de estudio los cultivos semi hidropónicos de fresa del municipio de Guasca, fundamentado en la problemática actual de los suelos, la carencia de tecnificación en procesos agroindustriales y la necesidad de incrementar la productividad de los cultivos debido al aumento de la población. Por lo anterior, el prototipo cuenta con un grado de tecnificación intermedio en labores agrícolas como la monitorización de variables ambientales, sirviendo como referente para el balanceo automático de parámetros presentes en la solución nutritiva esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas, información que se almacenará en la nube y que finalmente el agricultor podrá visualizar a través de una plataforma web para así tomar acción sobre sus cultivos

Sistema de sensores de IoTpara el control de variables en un cultivo de fresa en la Sabana de Bogotá.

La presente investigación proyecta el establecimiento de un cultivo de fresa, mediante el diseño de un sistema de medición en tiempo real basado en una red de sensores con la tecnología IoT (Internet of Things), para obtener información relevante que permita el control de variables físicas para disminuir la incertidumbre frente a la calidad final de la producción de las plantas de fresas. El proyecto se desarrolló en la finca San José de la zona rural Mancilla, ubicado en Facatativá Cundinamarca, municipio cercano a la capital de Colombia, donde se hizo la toma de datos de variables físicas, tales como: temperatura, humedad, conductividad y pH (Potencial de Hidrógeno) del suelo, que permitieron analizar las variaciones y su incidencia en el desarrollo de la calidad de la fruta. En el estudio técnico, indica que el uso de una red de sensores inalámbricos WSN (Wireless Sensor Networks), permite analizar datos generando la caracterización de plántulas y enfermedades, y la observación de los detalles del cultivo y sus características. Se partió de determinar el diseño de una red de sensores con base en la arquitectura de Internet de las Cosas. Se estableció el grado de aplicación y las características necesarias para la implementación de las TIC en el campo, de forma que sirva para el desarrollo y tecnificación del campesino agrícola como consecuencia de cambios climáticos y la resiliencia ante grandes variaciones climatológicas.This research projects the establishment of a strawberry crop, by designing a real-time measurement system based on a network of sensors with IoT (Internet of Things) technology, to obtain relevant information that allows control of to reduce uncertainty against the final quality of strawberry plant production. The project was developed on the San José estate in rural Mancilla, located in Facatativá Cundinamarca, a municipality near the capital of Colombia, where data was taken from physical variables, such as: temperature, humidity, conductivity and pH (Potential of Hydrogen) of the soil, which allowed to analyze the variations and their impact on the development of the quality of the fruit. In the technical study, it indicates that the use of a network of Wireless Sensor Networks (WSN) allows to analyze data generating the characterization of seedlings and diseases, and the observation of the details of the crop and its characteristics. It was based on determining the design of a network of sensors based on the architecture of the Internet of Things. The degree of implementation and the characteristics necessary for the implementation of ICTs in the field was established, so as to serve the development and technicalization of agricultural farmers as a result of climate change and the resilience to major climatological variations

Monitoreo de una cámara térmica a través de un aplicativo móvil

La tendencia en los últimos años de mejorar la producción agrícola en nuestro país, ha permitido desarrollar técnicas con el fin de cuidar los cultivos de enfermedades, plagas y de consecuencias negativas generadas por las variaciones climáticas. Los campesinos han optado por proteger los cultivos a través de cámaras térmicas, las cuales traen beneficios en la agricultura, ya que favorecen la proliferación de plántulas para incrementar la producción, permiten establecer condiciones climáticas óptimas, uso eficiente de los insumos y la posibilidad de cultivar durante todo el año. Si bien sabemos, los costos de la implementación de tecnologías agrícolas y de insumos son muy altos, por lo tanto cada vez son más los campesinos que abandonan esta actividad. Lo que se pretende en el desarrollo de este trabajo, es ofrecer una herramienta tecnológica, que traiga beneficios a la región y que sea a un bajo costo. Tomando como punto de partida de que en el territorio nacional, la mayoría de personas cuentan con un dispositivo móvil y conectividad a internet gracias a las zonas wifi implementadas por el gobierno, se propone desarrollar un aplicativo móvil, que permite monitorear las variables físicas de temperatura y humedad relativa en las cámaras térmicas, la finalidad es que los campesinos puedan acceder a ella, de tal forma que la interfaz gráfica sea fácil de utilizar

Diseño de sistema de invernadero automatizado para forraje verde hidropónico de maíz Zea mays implementando el programa Arduino.

El proyecto de integración curricular se realizó en la provincia de Santa Elena, parroquia Colonche comunidad de Las Lomas, con la implementación de un sistema de invernadero automatizado para la producción de forraje verde hidropónico de maíz, haciendo uso del programa Arduino. La ejecución del proyecto utilizando el software AutoCAD, garantiza la eficiencia y precisión del modelo, que incluye una bandeja germinadora de pasto. La elección cuidadosa de materiales, basada en el presupuesto y la disponibilidad local, resulta en una estructura de madera resistente con una cubierta de que rodee el invernadero para mantener la temperatura, junto con un sistema de ventilación y riego por goteo o aspersión para condiciones óptimas de cultivo. El invernadero automatizado toma decisiones autónomas mediante sensores y códigos de programación, incorporando componentes como el sensor de humedad FC-28, electrobomba controlada por Arduino, sensor de temperatura DHT-11, sensor de distancia ultrasónico, bombilla incandescente y led como indicador visual. Las pruebas en Tinkercad validan su utilidad en la concepción y colaboración digital. Las pruebas físicas revelan una eficiencia destacada en el uso del agua, control térmico personalizado, estrategias de ahorro energético y una optimización significativa en la cosecha mediante la detección automática de la altura de las plantas. Este enfoque no solo mejora la cosecha, sino que también contribuye a una gestión general eficiente del invernadero, permitiendo una planificación más efectiva del espacio y optimización de recursos