Desarrollo de estación de medición para monitoreo de variables agrarias utilizando internet de las cosas

Abstract

Este Proyecto Integrador Profesional, se centra en la implementación de dispositivos dedicados para la adquisición de datos de sensores en áreas agrícolas. Estos dispositivos están conectados a una interfaz web a través de Redes de Área Amplia de Bajo Consumo (LPWAN). Específicamente, se utiliza una red que aprovecha el protocolo LoRaWAN™, un estándar desarrollado y mantenido por la LoRa Alliance®, diseñado para la conexión inalámbrica de dispositivos alimentados por batería. Este protocolo se adopta cada vez más para aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT). El desarrollo se centra en el "LoRa Technology Evaluation Kit-900" de Microchip® disponible en la instalación del INTA EEA Alto Valle, el cual comprende un Gateway con una placa de radio y dos placas "MOTE" configuradas como Dispositivos Finales (End Devices) LoRaWAN® de Clase "A". El sistema inalámbrico completo opera en la banda de frecuencia de 915 MHz, bajo la especificación US915. El sistema final integra dos Dispositivos Finales principales: Un Dispositivo Final móvil montado en una plataforma de cosecha autopropulsada, que toma su energía de la plataforma. Es responsable de recolectar periódicamente datos del sistema de microcontrolador integrado de la plataforma. Estos datos incluyen el peso de la fruta cosechada, medido por dos básculas a bordo en los contenedores de cosecha, y la posición GPS asociada donde se registró el peso. Un Dispositivo Final estático ubicado dentro del campo de cosecha, que funciona con batería. Este dispositivo transmite datos sobre la humedad del suelo, la temperatura ambiente y la humedad relativa del ambiente. Todos los datos recopilados se ponen a disposición del personal del INTA a través de Internet mediante una plataforma web dedicada, lo que permite el monitoreo y análisis en tiempo real de los parámetros agrícolas y de cosecha clave

This final degree project focuses on the implementation of dedicated devices for acquiring sensor data in agricultural areas. These devices are connected to a web interface via Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN). Specifically, a network leveraging the LoRaWAN™ protocol is utilized, a standard developed and maintained by the LoRa Alliance®, designed for the wireless connection of battery-powered devices. This protocol is increasingly adopted for Internet of Things (IoT) applications. The development is centered around the Microchip® "LoRa Technology Evaluation Kit-900" available at the INTA EEA Alto Valle facility, which comprises a Gateway with a Radio board and two "MOTE" boards configured as LoRaWAN® Class "A" End Devices. The entire wireless system operates in the 915 MHz frequency band, under the US915 specification. The final system integrates two main End Devices: A mobile End Device mounted on a self-propelled harvesting platform, which draws its power from the platform. It is responsible for periodically collecting data from the platform's embedded microcontroller system. This data includes the weight of harvested fruit measured by two onboard scales in the harvest bins, and the associated GPS position where the weight was recorded. A static End Device positioned within the harvest field, which is battery-powered. This device transmits data on soil moisture, ambient temperature, and relative ambient humidity. All compiled data is made accessible to INTA personnel via the Internet through a dedicated web platform, enabling real-time monitoring and analysis of key agricultural and harvesting parameters.