Sistema para el manejo de datos climáticos de pequeñas producciones agrícolas bajo invernadero: un acercamiento a la agricultura inteligente

Abstract

Debido al aumento de la población mundial, para el año 2050 se requiere incrementar la producción de alimentos. Una manera para lograrlo es mediante Granjas Inteligentes que produzcan alimentos nutritivos y de calidad, optimizando el uso de los recursos disponibles. El desarrollo de este proyecto tuvo como objetivo general construir un prototipo de sistema que permita el manejo de datos climáticos en pequeñas producciones agrícolas bajo invernadero. Los objetivos específicos fueron: i) diseñar un sistema para el manejo de datos climáticos usando tecnologías y dispositivos de bajo costo; ii) construir e integrar los componentes del sistema; iii) validar el sistema en el sitio seleccionado. El diseño del sistema de manejo de datos climáticos se realizó tomando como base una arquitectura para la construcción de granjas inteligentes compuesta de cuatro capas; esta arquitectura fue propuesta inicialmente por investigadores de la Universidad de Macedonia. En la construcción de los componentes se destaca el despliegue de una red inalámbrica de sensores, el uso de la Firebase Realtime Database y el desarrollo de una aplicación Web y una móvil, que obtienen la información de la base de datos por medio de servicios web RESTful. El funcionamiento del sistema fue validado en un invernadero de tomate (Solanum lycopersicum) en Ubaque (Cundinamarca), y contó con la asistencia y colaboración del productor. Para esto, se montó el sistema en condición de campo y se tomaron medidas de las variables climáticas temperatura, humedad relativa y humedad del suelo. Como resultado principal se tiene un prototipo de bajo costo (COP 650,000) para el manejo de datos climáticos que se ajusta a pequeñas producciones de tomate bajo invernadero. Se concluye que la implementación de NodeMcu, Arduino, sensores compatibles con Arduino, y Firebase facilitan considerablemente el desarrollo de este tipo de sistemas y. pueden considerarse como pasos iniciales para avanzar hacia granjas inteligentes. (Texto tomado de la fuente).

Due to the increase in world population, by the year 2050 food production will need to be increased. One way to achieve this is through smart farms that produce nutritious and quality food, optimizing the use of available resources. The general objective of this project was to design and build a system prototype that allows the management of climate data in small agricultural productions under greenhouses. The specific objectives were: i) to design a system for climate data management using low-cost technologies and devices; ii) to build and integrate the system components; iii) to validate the system at the selected site. The design of the climate data management system was based on an architecture for the construction of smart farms composed of four layers; this architecture was initially proposed by researchers at the University of Macedonia. In the construction of the components, it is important to highlight the deployment of a wireless sensor network, the use of the Firebase Realtime Database and the development of a Web application and a mobile application, which obtain information from the database through RESTful web services. The new system was validated in a tomato crop (Solanum lycopersicum) under greenhouse in Ubaque (Cundinamarca), with the assistance and collaboration of the grower. For this purpose, the system was set up in field conditions and measurements were taken of the variables temperature, relative humidity and soil moisture. The main result is a low-cost prototype (COP 650,000) for the management of climate data that is suitable for small greenhouse tomato production. It is concluded that the implementation of NodeMcu, Arduino, Arduino compatible sensors, and Firebase facilitate considerably the development of this type of systems and can be considered as initial steps to advance towards smart farms.