Low-cost modular wireless system for monitoring environmental variables in greenhouses: A support to the small-scale farmer
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Universidad Distrital Francisco José de Caldas
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Monroy-García, Oscar Yesid; Rolón-Quintero, Daniel Camilo; Sepúlveda-Mora, Sergio Basilio (s. f.). Low-cost modular wireless system for monitoring environmental variables in greenhouses: A support to the small-scale farmer. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. https://hdl.handle.net/11349/16898
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Resumen
Descripción
Farmers in Norte de Santander department supervise the microclimate in greenhouses by an intuitive estimation based on their long time experience. This method is inadequate and subjective, and it has a negative impact on the development and performance of the crops; limiting the quality and production. Therefore, this agricultural procedure requires the development and implementation of efficient technology aiming to the improvement of the production. For small-scale farmers is difficult to acquire supervision systems due to their low income and the relative high cost of this kind of technology; then, farmers prefer to prescind from the advantages of using monitoring systems in greenhouses. This paper presents the design and development of a low-cost modular system that allows the supervision of environmental variables within a greenhouse. The proposed system uses ZigBee protocol and a Wireless Sensor Network to collect data of humidity, temperature and luminosity; these variables are stored in a database and the system shows a real time plot and allows to generate reports. The Packet Reception Rate obtained in the experimental setup was between 70 % and 100 %. Besides, the proposed system has a reduction in cost of about 87 % with respect to commercial systems with similar features.
La supervisión del microclima en invernaderos de la región de Norte de Santander se realiza por parte de los agricultores mediante una estimación intuitiva basada en su actividad empírica adquirida durante los años. Un método que es completamente inadecuado y subjetivo, lo que repercute de manera negativa en el desarrollo y rendimiento de los cultivos, limitando su calidad y producción. Por tal razón, este método de agricultura exige el desarrollo y la implementación de tecnologías eficaces que ayuden al mejoramiento de la producción. Teniendo en cuenta los bajos ingresos y bajas inversiones de capital de los pequeños agricultores, el acceso a estos sistemas de supervisión representa un alto costo de inversión y desarrollo, por lo que en muchos casos optan por prescindir de las ventajas que estas tecnologías puedan ofrecerles. Por lo tanto, en este artículo se presenta el diseño y la implementación de un sistema modular de bajo costo que permite la supervisión de variables ambientales en un invernadero. El sistema funciona con el protocolo ZigBee y emplea una red inalámbrica de sensores para recolectar información acerca de la humedad, la temperatura y la luminosidad, la almacena en una base de datos y permite su visualización gráfica en tiempo real y en reportes históricos. El sistema desarrollado tiene la capacidad de transmitir la información medida con un porcentaje de paquetes recibidos entre el 70 % y el 100 %. Además, los nodos alcanzan una reducción de costos mayor al 80 % respecto a nodos comerciales similares.
La supervisión del microclima en invernaderos de la región de Norte de Santander se realiza por parte de los agricultores mediante una estimación intuitiva basada en su actividad empírica adquirida durante los años. Un método que es completamente inadecuado y subjetivo, lo que repercute de manera negativa en el desarrollo y rendimiento de los cultivos, limitando su calidad y producción. Por tal razón, este método de agricultura exige el desarrollo y la implementación de tecnologías eficaces que ayuden al mejoramiento de la producción. Teniendo en cuenta los bajos ingresos y bajas inversiones de capital de los pequeños agricultores, el acceso a estos sistemas de supervisión representa un alto costo de inversión y desarrollo, por lo que en muchos casos optan por prescindir de las ventajas que estas tecnologías puedan ofrecerles. Por lo tanto, en este artículo se presenta el diseño y la implementación de un sistema modular de bajo costo que permite la supervisión de variables ambientales en un invernadero. El sistema funciona con el protocolo ZigBee y emplea una red inalámbrica de sensores para recolectar información acerca de la humedad, la temperatura y la luminosidad, la almacena en una base de datos y permite su visualización gráfica en tiempo real y en reportes históricos. El sistema desarrollado tiene la capacidad de transmitir la información medida con un porcentaje de paquetes recibidos entre el 70 % y el 100 %. Además, los nodos alcanzan una reducción de costos mayor al 80 % respecto a nodos comerciales similares.