Sistema electrónico de monitoreo y control para la prevención de heladas en cultivos de mora, utilizando la Arquitectura IoT.
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Date
2023-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Carrera de Electrónica y Comunicaciones
Abstract
In this thesis project, an electronic monitoring and control system for frost prevention
in blackberry crops was developed using IoT architecture to mitigate the real-time
effects caused by frost, thanks to sensors for relative humidity, soil moisture, ambient
temperature, and solar radiation that allow monitoring the climatic conditions of the
crops and with this data, the control system can act in a timely manner avoiding
damage to the plots if necessary. The design of the system includes stages of detection,
communication, user interface, control, and actuator; in each stage, easily acquired and
easy-to-maintain electronic devices were used, allowing the development of a reliable
system with correct operation and low cost. The system was developed using WiFi
technology for its range, data transmission and reception, and for being a technology
present in most homes. To obtain information on environmental variables, the
detection stage includes a humidity and temperature sensor for the measurement of
soil moisture. All data is captured by the ESP32s and sent to a Google Cloud
application server, which was developed on a Red Hat 8 Enterprise operating system
that contains a LAMP stack that allows us to store, manage, and visualize the data sent
by the system in real-time. Lastly, the system sends alerts through WhatsApp.
The system continuously monitors the climatic conditions of the crop, and upon
detecting a temperature drop below 4°C and low humidity, the control system takes
action, consisting of a sprinkler irrigation system that simulates rain, allowing control
of the ambient temperature and humidity, and at the same time.
Description
En el presente proyecto de titulación se desarrolló un sistema electrónico de monitoreo
y control para la prevención de heladas en cultivos de mora, utilizando la arquitectura
IoT, para mitigar en tiempo real los efectos causados por las heladas, gracias a los
sensores de: humedad relativa, humedad del suelo, temperatura ambiental y la
radiación solar que permiten monitorear las condiciones climatológicas de los cultivos
y con estos datos el sistema de control puede actuar de manera oportuna evitando daños
en las parcelas de ser necesario.
El diseño del sistema cuenta con 5 etapas: detección, comunicación, interfaz de
usuario, control y actuador; en cada etapa se empleó dispositivos electrónicos de fácil
adquisición y de mantenimiento sencillo, permitiendo desarrollar un sistema fiable, de
funcionamiento correcto y de bajo costo. El sistema fue desarrollado bajo la tecnología
Wifi por su alcance, transmisión y recepción de datos y por ser una tecnología presente
en la mayoría de hogares. Para obtener la información de las variables ambientales la
etapa de detección cuenta con un sensor de humedad y temperatura del ambiente.
Todos los datos son captados por placas electrónicas como son las ESP32s y son
enviados a un servidor de aplicaciones de Google Cloud, desarrollado en un sistema
operativo Red Hat 8 Enterprise, que permite almacenar, gestionar y visualizar los datos
que envía el sistema en tiempo real y, por último, el sistema comunicación de alertas
para WhatsApp, es mediante el uso de una API llamada CallMeBot.
El sistema monitorea de forma continua las condiciones climatológicas del cultivo y
al detectar una baja de temperatura menor a 4°C, y una humedad baja, el sistema de
control entra en acción, el cual consiste en un sistema de riego por aspersión que emula
una lluvia permitiendo controlar la temperatura ambiente y la humedad.
Keywords
WIFI, LAMP, TEMPERATURA, HUMEDAD RELATIVA, HUMEDAD DEL SUELO, RADIACIÓN SOLAR