Sistema IoT para la monitorización de terrenos de cultivo usando una red de área amplia y baja potencia

Abstract

[Resumen] El objetivo del presente proyecto consiste en diseñar e implementar un sistema prototipo de monitorización de terrenos de cultivo utilizando tecnologías IoT, aportando al usuario información clave para tomar decisiones de mejora. Para ello se han definido unos parámetros medibles relacionados con el control de la calidad y productividad de los terrenos. Una de las principales dificultades es el despliegue de sensores en áreas de cultivo amplias y alejadas. Para abordar este problema se seleccionan sensores con soporte para la tecnología de comunicación LoRa. Por otro lado, se utilizan dispositivos basados en Raspberry Pi con conectividad WiFi para la implementación de los nodos ubicados en instalaciones con cobertura mediante redes convencionales. Esto último sería la implementación de un dispositivo para el control del nivel almacenado de fertilizante. El sistema se completa con una plataforma de computación en la nube, Amazon Web Services (AWS). En dicha plataforma se resuelve la integración de datos provenientes de los sensores, su almacenamiento persistente y el análisis de los mismos para envío de alertas vía correo electrónico en caso de detectarse valores fuera de los rangos configurados. Finalmente, se integran y prueban todos los componentes sobre distintos escenarios para validar el funcionamiento del sistema.

[Resumo] O obxectivo do presente proxecto consiste en deseñar e implementar un sistema prototipo de monitorización de terreos de cultivo utilizando tecnoloxías IoT, achegando ao usuario información clave para tomar decisións de mellora. Para iso definíronse uns parámetros medibles relacionados co control da calidade e produtividade dos terreos. Unha das principais dificultades é o despregamento de sensores en áreas de cultivo amplas e afastadas. Para abordar este problema selecciónanse sensores con soporte para a tecnoloxía de comunicación LoRa. Doutra banda, utilízanse dispositivos baseados en Raspberry Pi con conectividade WiFi para a implementación dos nodos situados en instalacións con cobertura mediante redes convencionais. Isto último sería a implementación dun dispositivo para o control do nivel almacenado de fertilizante. O sistema complétase cunha plataforma de computación na nube, Amazon Web Services (AWS). Na devandita plataforma resólvese a integración de datos provenientes dos sensores, o seu almacenamento persistente e a análise dos mesmos para envío de alertas vía correo electrónico en caso de detectarse valores fóra dos rangos configurados. Finalmente, intégranse e proban todos os compoñentes sobre distintos escenarios para validar o funcionamento do sistema

[Abstract] The objective of this project is the design and implementation of a monitoring soil prototype using IoT technology, providing the user important information for making improvement decisions. For this, measurable parameters have been defined associated to quality and productivity soil control. One of the main difficulties is the deployment of sensors in wide and remote soil areas. To address this problem, a set of sensors with support for LoRa technology is chosen. Furthermore, we use devices based on Raspberry Pi with WiFi connectivity for the implementation of sensor nodes located in places with access to a more common communication network. The last is the case of the device that monitors the fill level of the fertilizer tanks. The system is also supported by a cloud computing and IoT platform, specifically Amazon Web Services (AWS). This platform is used for the integration of data from the sensors, for the persistent storage and analysis of sensor data and for the notification of events and alerts via email in case of detecting values outside the configured ranges. Finally, all the components are integrated and tested across different scenarios to validate the whole system.