Sistema de monitorización ambiente y automatización de sistema de riego basado en IoT

Abstract

[Resumen] Este Trabajo Final de Grado se ha fraccionado en dos elementos, el primero consiste en la automatización y monitorización de un sistema de riego, todo esto controlado por un IoT que se encarga de activar las electroválvulas necesarias en cada momento según las condiciones ambientales programadas, mostrar de manera visual la realización de un riego o la pérdida de conexión de la estación y comunicar de forma periódica la temperatura y humedad de la estación que controla. El otro elemento se trata de una aplicación web que permite la creación de riegos de manera directa o programada y ver unas estadísticas desglosadas sobre el estado final de los riegos realizados. Además de las funcionalidades comentadas sobre la realización del riego, el usuario podrá cancelar un riego programado que considere innecesario, llevar un registro y control de los riegos que se han realizado, cancelado o no cumplieron sus condiciones para llevarse a cabo en un intervalo de tiempo determinado y podrá descargar los históricos en formato XLSX para tener otra vista de ellos, almacenarlos en local o imprimirlos. Entre estos dos elementos existe una comunicación mediante el protocolo de transporte MQTT en el que se presenta como elemento intermedio el broker Apache ActiveMQ el cual proporcionará comunicación asíncrona actuando como middleware de comunicación. Esta solución ha sido concebida para una explotación agraria donde se quiera automatizar el sistema de riego el cual se esté realizando a mano y de manera uniforme lo cual no sea óptimo ni personalizado para cada zona de la explotación. Además centralizando este desarrollo se ahorraría costes en cuanto a mano de obra debido a que no se deberá tener la necesidad de dejar de realizar otras tareas prioritarias para llevar a cabo una acción tan frecuente y fundamental como es el riego en el sector agrario. Asimismo, se ha desarrollado con componentes de bajo coste dando una solución competitiva en precio poniendo gran énfasis en que sea escalable y mantenible dependiendo de la dimensión de la zona agraria en el futuro y las posibles actualizaciones sobre el programa de control.

[Abstract] Final degree project can be divided into two distinct parts, the first one consists of the automation and monitoring of an irrigation system, all this controlled by a IoT that is in charge of activating the necessary electrovalves at every moment according to the programmed environmental conditions, showing in a visual way the execution of an irrigation or the loss of connection of the station and communicating periodically the temperature and humidity of the station that it controls. The other element is a web application that allows the creation of irrigations directly or programmed and to view detailed statistics on the final status of the irrigations carried out. In addition to the functionalities mentioned above, the user can cancel a programmed irrigation that he considers unnecessary, keep a record and control of the irrigations that have been carried out, cancelled or did not fulfill their conditions to be carried out in a determined interval of time and can download the historical data in XLSX format to have another view of them, store them locally or print them. Between these two elements there is a communication through the transport protocol MQTT in which the intermediate element is the Apache ActiveMQ broker which provides asynchronous communication acting as communication middleware. This solution has been conceived for a farm where you want to automate the irrigation system which is being done by hand and uniformly which is not optimal or customized for each area of the farm. In addition, centralizing this development would save costs in terms of labor because it should not have the need to stop performing other priority tasks to carry out an action as frequent and fundamental as irrigation in the agricultural sector. It has also been developed with low cost components giving a competitive solution in price with great emphasis on being scalable and maintainable depending on the size of the agricultural area in the future and possible updates on the control program. 2