Tele gestión en el sistema de riego por goteo del huerto agrícola

1. TELEGESTION EN EL SISTEMA
DE RIEGO POR GOTEO DEL
HUERTO AGRICOLA – UNALM,
UTILIZANDO REDES DE
SENSORES INALAMBRICOS VIA
RADIOFRECUENCIA
Alumno: Anthony Alfredo Arango Mitma
Docente: MgSc. Karem Belen Meza Capcha

2. PROBLEMA DE INVESTIGACION
PROBLEMA GENERAL
El rápido crecimiento poblacional a nivel mundial y la escasez del agua puede afectar la producción de
alimentos y el desarrollo de la economía, esto será un gran reto en las próximas décadas (Gao et al. 2018).
A pesar de la abundancia de agua en el planeta, alrededor de 4 mil millones de personas en el mundo se
enfrentan una grave escases periódica (Mekonnen & Hoekstra, 2016). Además, se conoce que la
agricultura consume el 70% del agua dulce disponible del mundo y se predice que este consumo ira en
aumento (Pramanik et al. 2022 ; FAO, 2017). En la costa peruana la evapotranspiración máxima
reportada es de 5,34 mm/dia que equivale a 53,4 m3 de agua al dia por cada hectárea en el valle de
Chicama (García et al., 2019). Por tal razón, se debe gestionar adecuadamente el recurso hídrico para
preservar las fuentes de agua, minimizar el consumo y evaluar alternativas que brinden maximizar los
rendimientos del cultivo (Mendes et al. 2019).
PROBLEMA DE INVESTIGACION

3. PROBLEMA DE INVESTIGACION
• PROBLEMA ESPECIFICO
Por tal razón se debe incentivar a los agricultores en el uso de las nuevas tecnologías de aplicación de riego
tecnificado para el uso eficiente del agua, además se hace cada vez más importante la necesidad de
desarrollar prácticas de buena gestión del recurso hídrico aplicando redes de sensores inalámbricos,
promoviendo así la conservación de los recursos hídricos y que el agricultor se enfoque más en el cultivo
(Tao et al., 2021; Kho et al., 2022; Ingale & Kasat, 2012; Azúa-Barrón et al., 2017). Sin embargo, el costo
de adquisición de los equipos y sensores de mercado para automatizar es alto, por esta razón se hará uso de
equipos de bajo costo de la plataforma de Arduino y se dejará información relevante para que se replique el
prototipo debido que no existe mucha información para diseñar los sistemas de redes de sensores
inalámbricos vía radiofrecuencia (Castro C. et al., 2016).

4. ANTECEDENTES

5. ANTECEDENTES

6. ANTECEDENTES

7. ANTECEDENTES

8. señal recibida (RSSI) por numero de nodos
señal recibida (RSSI) por distancia entre nodos Rendiemiento distintas distancias
Perdida de paquetes y error entre nodos

9. Para el riego de las áreas agrícolas se requieren de grandes cantidades de agua, en el mes más crítico se contó con una
evapotranspiración máxima de 5,34 mm/día que equivale a 53,4 m3 de agua al día por cada hectárea de cultivo
(García et al., 2019). La programación de riego es indispensable y se debe conocer cómo, cuánto y cuando se debe
regar (Tapia et al. 2003). Sin embargo, la aplicación del agua es más eficiente con el uso de las redes de sensores
inalámbricos que permite mejorar las prácticas de riego programando la descarga del agua para la zona y cultivo
determinado, de esta forma se promovemos la conservación del agua (Bodunde et al. 2019) (Kushwaha et al. 2016).
Además, el monitoreo constante del sistema a través de sensores de humedad de suelo, presión hidráulica del sistema
y caudal de consumo son valores fundamentales para un correcto manejo, esta red de sensores conectados a un
sistema inalámbrico envía la información mediante radiofrecuencia para su analisis en tiempo real y post-riego (Kho
et al. 2022).
JUSTIFICACION

10. Objetivo principal
 Telecontrolar un sistema de riego por goteo del
huerto agrícola, utilizando redes de sensores
inalámbricos.
Objetivos específicos
 Seleccionar y programar la red de automatización e
implementar en un sistema de riego por goteo del
huerto agrícola – UNALM
 Calibrar y validar los sensores de amperaje, nivel de
agua, caudal, humedad de suelo y presión hidráulica.
 Realizar la fusión de los protocolos de comunicación
y el código de programación para conectar la interfaz
del aplicativo con el sistema de riego por goteo.
 Evaluar parámetros de perdida de paquetes de datos y
alcance de envio de información entre laos nodos de
sensores inalámbricos.

11. • La automatización telecontrolada vía radiofrecuencia permitirá el manejo de las válvulas
hidráulicas con solenoide en campo, monitorear los valores de sensores de presión hidráulica en
la tubería matriz y en la subunidad de riego, caudal en la tubería matriz, sensores de amperaje en
uno de los polos del cableado trifásico a la salida de la electrobomba, nivel de reservorio para
conocer el volumen de agua disponible y humedad de suelo en las subunidades. La información
recopilada y el control se realizará desde un aplicativo móvil.
PLANTEAMIENTO DE LA HIPOTESIS

12. MATERIALES Y METODOS

13. Equipos
 Sistema de riego por goteo tecnificado - UNALM
 Balanza (Electromanía, Lima, Perú) Panel solar Monocristalino
15W 12V (Electromanía, Lima, Perú)
 Batería Seca 12V 18AH (Electromanía, Lima, Perú)
 Regulador de carga solar PWM - 5A 12V (Electromanía, Lima,
Perú)
 Regulador de voltaje (Electromanía, Lima, Perú)
 Módulo Xbee 3 (Naylamp, Trujillo, Perú)
 Antena 2.4Ghz RPSMA (Naylamp, Trujillo, Perú)
 Adaptador Xbee USB (Naylamp, Trujillo, Perú)
 Regulador Xbee (Naylamp, Trujillo, Perú)
MATERIALES

14.  Regulador Xbee (Naylamp, Trujillo, Perú)
 Tarjeta Xbee (Naylamp, Trujillo, Perú)
 Datalogger (Naylamp, Trujillo, Perú)
 Placa Arduino Mega 2560 (Electromanía, Lima, Perú)
 Ethernet Shield 5100 (Electromanía, Lima, Perú)
 Sensor de humedad SOILWATCH 10(Electromanía, Lima, Perú)
 Sensor ultrasónico JSN-SRT04T (Electromanía, Lima, Perú)
 Sensor de flujo FS400 Efecto Hall (Electromanía, Lima, Perú)
 Shield Datalogger
 Válvula solenoide
 Sensor de presión HK 3022
 Cables
 Cámara fotográfica
 Laptop
EQUIPOS

15. METODOLOGIA

16. METODOLOGIA
Radiofrecuencia
Wi-Fi

17. Reconocimiento y
evaluación de
necesidades del
sistema de riego
Selección de
microcontroladores,
sensores, actuadores y
adaptadores
Creación de los
códigos de
programación del
sensor, actuadores y
microcontrolador
Instalación de los
sensores, actuadores y
microcontroladores
Instalación de los
nodos de sensores y
actuadores con su
sistema fotovoltaico
en campo
Etapa 1: Seleccionar y programar la red de automatización e implementar
en un sistema de riego por goteo del huerto agrícola
METODOLOGIA

18. Etapa 2: Calibrar y validar los sensores de amperaje, nivel de agua, caudal,
humedad de suelo y presión hidráulica
Calibración de
los sensores
Validación de
los sensores
METODOLOGIA

19. Etapa 3: Realizar la fusión de los protocolos de comunicación y el código de
programación para conectar la interfaz del aplicativo con el sistema de riego por goteo.
Desarrollo de los protocolos
de comunicación vía
radiofrecuencia y wifi
Integración de códigos de
programación en los
microcontroladores
Elaboración de la interfaz para
controlar monitorear y
almacenar información del
sistema automatización
conectado vía radiofrecuencia
con la plaza ZigBee
METODOLOGIA

20. Etapa 4: Evaluar parámetros de perdida de paquetes de datos y alcance
de envió de información entre los nodos de sensores inalámbricos
Evaluar el indicado
de señal recibida
(RSSI) por numero
de nodos
Evaluar el indicador
de señal recibida
(RSSI) por distancia
entre nodos
Evaluar rendimiento
con distintos
números de nodos
Evaluar el
rendiemiento
distintas distancias
Perdida de paquetes
y distancia entre
nodos
METODOLOGIA

21. CRONOGRAMA

22. PRESUPUESTO

23. PRESUPUESTO

24. Ampatzidis, Yiannis, Luigi de Bellis, and Andrea Luvisi. 2017. “IPathology: Robotic Applications and Management of
Plants and Plant Diseases.” Sustainability (Switzerland) 9(6).
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