Diseño e implementación de un sistema en tiempo real basado en internet de las cosas para el monitoreo de concentración de nutrientes (nitrógeno, fósforo y potasio) y PH en el suelo

Abstract

Los sistemas de monitoreo en tiempo real en entornos agrícolas presentan desafíos, que incluyen garantizar el funcionamiento eficiente y continuo de los nodos sensores durante períodos prolongados de tiempo en condiciones adversas. Otro punto a considerar es el costo de los componentes electrónicos necesarios. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo implementar un sistema de monitoreo de las condiciones ambientales para cultivos agrícolas basado en IoT. La arquitectura del sistema utiliza la tecnología de redes LPWAN usando como protocolo de comunicación LORA. El sistema de monitoreo realiza las mediciones de indicadores químicos del suelo agrícola tales como NPK (Nitrógeno, Fósforo y Potasio) y del potencial de hidrógeno (PH), permitiendo reducir el procedimiento tradicional realizado a través de monitoreo manual del campo, para lo cual se utilizan componentes de bajo costo que permiten un bajo consumo de energía. El análisis del suelo agrícola se realiza utilizando nodos sensores, donde se encuentran localizados los sensores de NPK y sensores de pH. Los datos obtenidos de los sensores de campo se envían a la puerta de enlace (gateway) de campo, para posteriormente llevarla a la nube (Internet). Estos datos son mostrados a través del desarrollo de una aplicación web. Además, se muestra el rendimiento energético de un nodo terminal en escenarios externos. Los resultados muestran que el esquema de reducción de energía dormido/despierto permite minimizar el consumo de energía del nodo terminal, logrando un consumo promedio de corriente de alrededor de Inode = 0.28 mA.