Prototipo de sistema de monitorización y riego automático que mide la humedad y la temperatura para evaluar la vegetación

El Internet de las cosas es una tendencia global que permite la recopilación de la información generada por los sensores utilizados, y la almacena a través de servidores web, por el cual se realiza el posterior análisis teórico y gráfico de los datos evaluados. Actualmente, con el clima cambiante en...

Full description

Autores:
Santander González, Frank Wilmar
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2016
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/1308
Palabra clave:
Systems engineering
Software engineering
Prototype development
Mobile computing
Investigations
Analysis
Automation
Free hardware
Internet of things
Monitoring
Wireless sensor network
Open source software
Ingeniería de sistemas
Ingeniería de software
 Desarrollo de prototipos
Computación móvil
Investigaciones
Análisis
Arduino
Automatización
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Hardware libre
Internet de las cosas
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Monitorización
Red de sensores inalámbricos
Software de código abierto
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description El Internet de las cosas es una tendencia global que permite la recopilación de la información generada por los sensores utilizados, y la almacena a través de servidores web, por el cual se realiza el posterior análisis teórico y gráfico de los datos evaluados. Actualmente, con el clima cambiante en un tiempo aleatorio, es necesario evaluar las condiciones ambientales de la vegetación, ya que, al regar la planta se usan cantidades deficientes o excesivas de agua. Como solución a la problemática, se desarrolla un prototipo de sistema de monitorización y riego automático usando una tarjeta Arduino, cuyos sensores utilizados son: de humedad en el suelo, de humedad relativa y temperatura, y de iluminación, los cuales indican que se debe regar la planta y accionan el riego automático a través de una bomba de agua conectada cuando las condiciones sean poco favorables tales como altas temperaturas, alta iluminación y poca humedad en el suelo. El prototipo es desarrollado utilizando hardware de código abierto. Adicionalmente, incorpora una aplicación móvil para Android que sirve para transmitir los datos generados por el hardware, y un servidor web que almacena los datos generados en la aplicación.
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Actualmente, con el clima cambiante en un tiempo aleatorio, es necesario evaluar las condiciones ambientales de la vegetación, ya que, al regar la planta se usan cantidades deficientes o excesivas de agua. Como solución a la problemática, se desarrolla un prototipo de sistema de monitorización y riego automático usando una tarjeta Arduino, cuyos sensores utilizados son: de humedad en el suelo, de humedad relativa y temperatura, y de iluminación, los cuales indican que se debe regar la planta y accionan el riego automático a través de una bomba de agua conectada cuando las condiciones sean poco favorables tales como altas temperaturas, alta iluminación y poca humedad en el suelo. El prototipo es desarrollado utilizando hardware de código abierto. Adicionalmente, incorpora una aplicación móvil para Android que sirve para transmitir los datos generados por el hardware, y un servidor web que almacena los datos generados en la aplicación.Resumen x Abstract xi Planteamiento del problema xii 1. Objetivos 1 1.1. Objetivo general 1 1.2. Objetivos específicos 1 2. Revisión de la literatura 2 2.1. Estado del arte 2 2.2. Marco teórico y/o conceptual 1 2.2.1. Arduino 1 2.2.2. Automatización 1 2.2.3. Código QR (Quick Response Code) 1 2.2.4. Comunicación de campo cercano o NFC (Near Field Communication) 1 2.2.5. Fritzing 1 2.2.6. Hardware libre 2 2.2.6.1. Tipos principales de hardware libre 3 2.2.6.2. Estándares de conexión de módulos y sensores 4 2.2.6.2.1. I2C. 4 2.2.6.2.2. UART. 4 2.2.7. Internet de las cosas 4 2.2.8. Lux 4 2.2.9. Monitorización 5 2.2.10. Red de sensores inalámbricos 5 2.2.11. Software de código abierto 5 2.2.11.1. Tipos de software de código abierto seleccionado para diseñar y programar sketches de Arduino 5 2.2.12. WiFi 6 2.3. Marco legal 7 2.3.1. Arduino 7 2.3.1.1. Uso de la marca Arduino 7 2.3.1.2. Uso del entorno de programación de Arduino 7 2.3.1.3. Uso del hardware y del logotipo 7 2.3.2. Uso de Fritzing 8 2.3.3. Tipos de licencias usadas 8 2.3.3.1. CC-BY-SA 8 2.3.3.2. CC-BY-ND 8 2.3.3.3. GPL 8 2.3.3.4. LGPL 9 3. Cronograma de actividades 10 4. Presupuesto 11 4.1. Versión 1 de SIMORIA (SIMORIA 1P) 11 4.2. Versión 2 de SIMORIA (SIMORIA 1P2) 13 4.3. Adaptación a SIMORIA 14 5. Metodología 15 5.1. Elaboración del estado del arte 15 5.2. Diseño del sistema de monitorización y riego automático 15 5.3. Implementación del diseño realizado 16 5.4. Pruebas funcionales y análisis de datos 17 6. Avances de SIMORIA 18 6.1. Elaboración del estado del arte 18 6.1.1. Búsqueda de palabras clave 18 6.1.2. Revisión de la literatura 18 6.1.3. Organización de los recursos encontrados 18 6.2. Diseño del sistema de monitorización y riego automático 18 6.2.1. Diseño de los planos del prototipo 18 6.2.2. Análisis del hardware y la calibración de sensores 22 6.2.2.1. Sensor de humedad relativa y temperatura DHT22 22 6.2.2.2. Sensor de iluminancia TSL2591 22 6.2.2.3. Sensor de humedad en el suelo capacitivo 22 6.2.3. Ensamblaje del hardware y configuración de la conectividad 25 6.2.3.1. Paso 1 25 6.2.3.2. Paso 2 26 6.2.3.3. Paso 3 26 6.2.3.4. Paso 5 27 6.2.3.5. Paso 6 28 6.2.3.6. Paso 8 30 6.3. Implementación del diseño realizado 31 6.3.1. Selección del servidor web para almacenamiento de datos 31 6.3.1.1. Uso del servidor web seleccionado 33 6.3.2. Selección de la aplicación móvil y conexión con el servidor 36 6.3.2.1. Selección de la aplicación móvil 36 6.3.2.2. Conexión con el servidor web 38 6.3.2.3. Uso de la aplicación móvil seleccionada 40 6.4. Pruebas funcionales y análisis de los datos 43 6.4.1. Prueba funcional del sistema 43 6.4.2. Análisis de los datos obtenidos 44 7. Trabajo adicional 45 7.1. Versiones de SIMORIA 45 7.1.1. Versión 1P (SIMORIA 1P) 45 7.1.2. Versión 1P2 (SIMORIA 1P2) 45 7.1.2.1. Desarrollo de SIMORIA 1P2 45 8. Propuesta futura 53 8.1. Versión oficial de SIMORIA 53 8.2. Alimentación de SIMORIA por panel solar 54 8.3. Análisis de datos avanzado 54 9. Conclusiones 55 10. Referencias 56PregradoInternet of things is a global tendency that enables recompilation of generated information by used sensors and stored on web servers, which subsequent theoretical and graphical analysis of evaluated data is performed. Currently, with the changing weather in a random time, it is necessary to evaluate ambient conditions of vegetation, because when people are watering a plant, deficient or excessive quantities of water are used. As a solution to the problematics, a prototype of a monitoring and automatic watering system has been developed using an Arduino board, which used sensors are: moisture, relative humidity and temperature, and illumination, that indicate automatic watering when conditions are less favourable such as: high temperatures, high illumination and low moisture. The prototype is developed using open-source hardware. In addition, a mobile app for Android is incorporated, and it is useful for transmitting generated data by the hardware, and a web server that stores generated data by the app.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPrototipo de sistema de monitorización y riego automático que mide la humedad y la temperatura para evaluar la vegetaciónPrototype of automatic monitoring and irrigation system that measures humidity and temperature to evaluate vegetationIngeniero de SistemasBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería de Sistemasinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPSystems engineeringSoftware engineeringPrototype developmentMobile computingInvestigationsAnalysisAutomationFree hardwareInternet of thingsMonitoringWireless sensor networkOpen source softwareIngeniería de sistemasIngeniería de software Desarrollo de prototiposComputación móvilInvestigacionesAnálisisArduinoAutomatizaciónFritzingHardware libreInternet de las cosasLuxMonitorizaciónRed de sensores inalámbricosSoftware de código abiertoWiFiSantander González, Frank Wilmar (2016). Prototipo de sistema de monitorización y riego automático que mide la humedad y la temperatura para evaluar la vegetación. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABAdafruit. 2016. «Adafruit TSL2591 High Dynamic Range Digital Light Sensor». https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruit-tsl2591.pdf.Aosong Electronics Co. 2016. «Digital-Output Relative Humidity & Temperature Sensor/Module AM2303». https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/DHT22.pdf.Arduino LLC. 2016a. «AnalogRead». Arduino. https://www.arduino.cc/en/Reference/AnalogRead.2016b. «Arduino Community Logo». Arduino. https://www.arduino.cc/en/Trademark/CommunityLogo.2016c. «Frequently Asked Questions». Arduino. http://www.arduino.cc/en/Main/FAQ.2016d. «Trademark». 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