Aplicación del Internet de las cosas a través de una red de sensores inalámbricos en un cultivo de café para monitorear y controlar sus variables ambientales

Palabras clave: Agricultura, Internet de las cosas, cultivos de café, red de sensores inalámbricos, módulo Xbee, redes de comunicación

Resumen

En este artículo se presenta la aplicación del Internet de las cosas (IoT), como herramienta tecnológica para el desarrollo de una red inalámbrica de sensores, con el objetivo de monitorear y controlar una serie de variables ambientales que inciden en el cultivo del café y su calidad final. Se procedió al diseño lógico y físico de la red y sus dispositivos, se configuró la red de sensores en un terreno determinado y se procedió a recolectar la información de ciertas variables ambientales, para ser comparadas con una serie de parámetros ya establecidos, que permitirán al caficultor observar el comportamiento de dichas variables a través del tiempo y establecer la generación de alertas o advertencias cuando estas medidas se encuentran por fuera de los rangos establecidos. Una vez desarrollado el estudio se pudo determinar que el manejo del cultivo del café es bastante complejo, debido a la gran cantidad de variedades que se encuentran, el terreno y las variables de tipo ambiental que afectan el proceso de producción y la calidad final del grano. Además, se determinó que el desarrollo e implementación de redes inalámbricas de sensores es posible hoy en día por factores como la reducción de los costos de los dispositivos y el uso de software de código abierto, evitándose valores de licenciamiento adicionales. Finalmente, con base en los parámetros analizados, se pudo establecer que uno de los principales problemas en los cultivos de café es la humedad intensa, que en la práctica puede llegar a afectar el rendimiento de los sensores y sus mediciones.

Biografía del autor/a

William Ruíz-Martínez*, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior, Colombia

Specialist in Project Managing, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior - CUN, Bogotá-Colombia, William_ruizmar@cun.edu.co

Yesid Díaz-Gutiérrez, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior, Colombia

MSc in Software Engineering, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior - CUN, Bogotá-Colombia, yesid_diaz@cun.edu.co

Roberto Ferro-Escobar, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior, Colombia

PhD. Systems Engineering, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior - CUN, Bogotá-Colombia, roberto_ferro@cun.edu.co

Luis Pallares, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior, Colombia

Systems Engineering, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior - CUN, Bogotá-Colombia, luis_Pallares@cun.edu.co

Referencias bibliográficas

W. Rios, “Monitoreo de cultivos con redes de sensores Xbee Aarduino y dispositivos de medición de suelos”, Tesis pregrado, Facultad de ingenieria electrica, electrónica, física y de Sistemas, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, 2015. [En línea] Disponible en:

http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/5712/0052P659.pdf;jsessionid=A198EFED6A413AC9FDCF2319ACB25AF9?sequence=1

R. Bongiovanni, E. C. Mantovani, S. Best, and A. Roel, Agricultura de precision: Integrando conocimientos para una agricultura moderna y sustentable. Montevideo: Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA), 2006.

R. F. Martínez et al., Redes inalámbricas de sensores: Teoría y aplicación práctica, 1ed, Spain: Universidad de La Rioja, servicio de publicaciones, 2009.

K. S. Sadegian, “Fertilidad del suelo y nutrición del café en Colombia : Guía práctica” Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, Colombia, N° 32, 2008. [En línea] Disponible en:

http://biblioteca.cenicafe.org/bitstream/10778/587/1/032.pdf

F. A. Urbano-Molano, “Redes de Sensores Inalambricos Aplicadas a Optimización en Agricultura de Precision para Cultivos de Café en Colombia”, J. Cienc. e Ing, vol. 5, no. I, pp. 46–52, Aug. 2013.

J. G. F. Perez, “Internet de las cosas,” Perspectiv@s, vol. 10, no. 11, pp. 45–49, 2015. http://revistas.uigv.edu.pe/index.php/perspectiva/article/view/187

S. M. Gonzalez, “Entendiendo el Internet de las cosas,” Investig. TEC, vol. I, no. 24, pp. 22–23, Sep. 2015.

J. Botero Valencia, L. Castaño Londoño, and D. Marquez Viloria, “Trends in the Internet of Things,” TecnoLógicas, vol. 22, no. 44, pp.1–2, Jan. 2019. https://doi.org/10.22430/22565337.1241

Servicio Nacional de aprendizanje (SENA), “Hacia una caficultura sostenible,” 2014.

[En línea] Disponible en:

http://periodico.sena.edu.co/inclusion-social/noticia.php?t=hacia-una-caficultura-sostenible&i=213

C. L. Ramirez, “Diseño de una arquitectura para redes de sensores con soporte para aplicaciones de detección de eventos”, (Tesis Doctoral), Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, 2012.

[En línea] Disponible en:

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/15152/tesisUPV3764.pdf

P. Muñoz, J. Buitrago, A. Arboleda, O. Cortes, A. Sánchez, and C. Zapata, “Sistema de instrumentación y monitoreo para el invernadero la Aldana de la universidad del Quindío”. Sci. Tech., vol. 3, no. 49, pp. 220–225, Dec. 2011.

L. E. Palomino y G. Da Silva, « Solar radiation monitoring using electronic embedded system Raspberry Pi database connection MySQL, Ubidots and TCS-230 sensor,» in 2015 CHILEAN Conference on Electrical, Electronics Engineering, Information and Communication Technologies (CHILECON), 2015, pp. 473-479. https://doi.org/10.1109/Chilecon.2015.7400420

National instruments, “Guía Práctica para Conectar LabVIEW al Internet Industrial de las Cosas,” 2019. http://www.ni.com/es-co/innovations/white-papers/17/a-practical-guide-for-connecting-labview-to-the-industrial-iot.html%20.html

J. P. Dignani, “Analisis del protocolo ZigBee,” Trabajo de Pregrado, Facultad de Informatica -Universidad de la Plata, 2011. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/18349

D. V. Valdivieso, “Diseño de una red de sensores inalámbrica para agricultura de precisión,” Trabajo de Pregrado, Facultad de ciencias e ingeniería, Universidad Católica del Peru, Lima, 2009. [En línea] Disponible en:

http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/20.500.12404/266

“Sase Simposio Argentino de Sistemas Embebidos,” Sase 2011. [En Linea]. Disponible en:

http://www.sase.com.ar/#Que-son-los-sistemas-embebidos

Xbee.cl, “Xbee Gateway ZigBee,” 2018.

[En línea] Disponible en: https://xbee.cl/xbee-gateway-zigbee/

J. M. Moreno and D. R. Fernández, “Informe técnico: Protocolo ZigBee (IEEE 802.15.4),” 2007. [En Linea]. Disponible en: https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/1109/7/Informe_ZigBee.pdf

ISA Setting the standard for Automation, “ZigBee short on power by design,” May-2004. [En línea] Disponible en: https://ww2.isa.org/standards-and-publications/isa-publications/intech-magazine/2004/may/networking-and-communications-zigbee-short-on-power-by-design/.

D. G. Reina, “Diseño de redes moviles AD HOC en aplicaciones de transporte sobre entornos NS-2,”, Tesis de Maestría, Universidad de Sevilla, Sevilla, 2010. [En Linea]. Disonible en:

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/70218/

A. Roel and R. E. Plant, “Spatiotemporal Analysis of Rice Yield Variability in Two California Fields”, Agron. J., vol. 96, no. 1, pp. 77–90, Jan. 2004. https://doi.org/10.2134/agronj2004.0077

Colmakers, “Lucy 4 -The new super powerful mechatronic computer.” 2018. [En Linea]. Disponible en: https://www.colmakers.com

Colmakers, «Manual de usuario Lucy3,» Colmakers, Ibague, 2017. [En línea]. Disponible en: https://www.colmakers.com

Colmakers, «Manual de usuario -TEGR sensor para medicion de suelos, » Colmakers, Ibague, 2018.

Colmakers, «Manual de usuario -TEHU sensor de humedad y temperatura,» Colmakers, Ibague, 2018.

Ubidot, “Ubidots API,” Ubidots API (v1.6), 2018. [En línea] Disponible en:

https://ubidots.com/docs/sw/

L. A. L. Salazar and S. S. Khalajabadi, “Producción de café (Coffea arabica L.) en función de las propiedades del suelo, en dos localidades de Quindío, Colombia,” Rev. Investig. Agrar. y Ambient., vol. 7, no. I, pp.71–82, Jan. 2016. https://doi.org/10.22490/21456453.1547

Café de colombia, “Una bonita Historia,” 2010. [En Linea]. Disponible en: http://www.cafedecolombia.com/particulares/es/el_cafe_de_colombia/una_bonita_historia/. [Ultimo Acceso: 23 06 2019].

J. L. Havlin, S. L. Tisdale, W. L. Nelson, and J. D. Beaton, Soil Fertility and Fertilizers, An introduction to nutrient, 7th ed., New Jersey: Pearson, 2004.

Cómo citar
[1]
W. Ruíz Martínez, Y. Díaz-Gutiérrez, R. Ferro-Escobar, y L. Pallares, «Aplicación del Internet de las cosas a través de una red de sensores inalámbricos en un cultivo de café para monitorear y controlar sus variables ambientales», TecnoL., vol. 22, n.º 46, pp. 155–170, sep. 2019.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Publicado
2019-09-20
Sección
Artículos de investigación

Métricas