MONITOREO EN TIEMPO REAL DE CULTIVOS HIDROÓNICOS MEDIANTE UNA RED DE SENSORES INALÁMBRICOS

Abstract

This work aims to design hardware and software implemented in hydroponic crops monitoring. The term practice refers to something that will be inexpensive, easy to build and fault tolerant, while monitoring refers to measuring temperature and relative humidity in real time. Therefore, the product is a tool designed for the new farmers of the present time, who seek to increase production per hectare for the growing demand in the food industry, as the population growth is estimated to be of 9,600 million people in the year 2050. To carry out this project, Internet of Things (IoT) is used as the main technology, applied to a specific sector of hydroponic agriculture. The use of this type of technology has the advantages that it collects real-time information for customers about the environmental variables of their crops; generating alerts upon the occurrence of some abnormality and can also detect potential plant diseases, analyzing the environmental variables. However, it has some disadvantages that should be considered: the cost of the technology, mainly by the initial investment; and the barrier to use new technologies, which becomes a design challenge for the user’s experience, so that the customer feels he is using a friendly platform. The work is implemented in a hydroponic farm located in Villa Alemana, Valparaiso, Chile. At the selected location, functional and usability testes were performed, that means that the product was technically and commercially validated. Before working with the product, the farmer has to measure manually, for this, he uses a thermometer and a template, these measurements are performed 2-3 times per day, they must be very cautious and spend several hours of their time to record the variables, especially when trending graphs or viewing historical data is required. At the current date, several companies have emerged that have applied IoT in various industries and with various applications, agriculture is no exception. One of the distinguishing features of this solution is creating our own electronic boards that can be adapted to any other solution. When creating these boards it is possible to reach a deep understanding of how the parts of other manufacturer operate and after this develop a new personal product.

Este trabajo de memoria tiene por finalidad el diseño de hardware y software para implementar de forma práctica un monitoreo para cultivos hidropónicos. Donde el término práctica hace referencia a que sea barato, fácil de construir y tolerante a falla, mientras que monitoreo se refiere a medir en tiempo real temperatura y humedad relativa del aire. Por lo tanto, el producto diseñado es una herramienta para el agricultor del siglo XXI, que busca un aumento de producción por hectárea para la creciente demanda de la industria alimenticia, pues se estima un crecimiento de una población a 9.600 millones de personas en el año 2050. Para llevar a cabo este proyecto, como tecnología base se utiliza el potencial de Internet de las Cosas (IoT), aplicado a un sector específico en la agricultura hidropónica. El uso de este tipo de tecnologías tiene como ventajas que permite recolectar información en tiempo real para el cliente sobre variables ambientales de sus cultivos; genera alertas inmediatas al ocurrir alguna anormalidad y se puede detectar enfermedades potenciales en las plantas, analizando las variables ambientales. Sin embargo, ésta presenta algunas desventajas que deben considerarse: el costo de la tecnología, principalmente, por la inversión inicial; y la barrera de utilizar nuevas tecnologías, lo que se convierte en un desafío del diseño de la experiencia de usuario, para que el cliente se sienta amigable con la plataforma. El trabajo se implementó en una agrícola hidropónica ubicada en Villa Alemana, región de Valparaíso, Chile. En el lugar seleccionado se realizaron diversas pruebas de funcionalidad y utilidad, es decir, el producto se validó técnica y comercialmente. Antes de intervenir con el producto, el agricultor realizaba las mediciones de forma manual, para lo cual utilizaba un termómetro y una plantilla realizaba mediciones 2 a 3 veces al día, debiendo ser muy cauteloso y dedicar varias horas de su tiempo al registro de las variables, en especial, cuando requería gráficas de tendencias o ver datos históricos. A la fecha han emergido varias empresas que han aplicado IoT en diversas industrias y con diversas aplicaciones y la agricultura no ha sido la excepción. Una de las características diferenciadoras de esta solución es la creación de placas electrónicas propias que pueden ser adaptadas a cualquier otra solución. Al crear las placas es posible alcanzar un entendimiento profundo de cómo funcionan las partes de otro fabricante y elaborar un producto personal.