Diseño e implementación de un sistema para el control y monitoreo de un cultivo acuopónico a pequeña escala basado en IOT
La metodología de producir de forma local es una de las herramientas más importantes en la actualidad para la generación de alimentos, dada las condiciones climáticas y el mal uso del suelo. Así, los cultivos hidropónicos se convierten en una solución, cuando este sistema se transforma para incluir...
- Autores:
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Valencia Castillo, Jhon Edinson
- Tipo de recurso:
- Tesis
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
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La metodología de producir de forma local es una de las herramientas más importantes en la actualidad para la generación de alimentos, dada las condiciones climáticas y el mal uso del suelo. Así, los cultivos hidropónicos se convierten en una solución, cuando este sistema se transforma para incluir el cultivo de peces en estanques que se benefician de la hidroponía, convirtiéndose en acuopónico. Se valoró esta metodología usando artefactos para establecer la necesidad de recirculación, midiendo mediante sensores las variables de temperatura, humedad y nivel del agua, generando datos por medio de monitoreo electrónico y la toma remota de estos con comunicación inalámbrica de manera unidireccional que permiten generar alertas para controlar la circulación y la temperatura, en un sistema que incluye la producción de tomates y peces en una misma estructura, permitiendo comprobar el funcionamiento del modelo. El resultado fue la validación de un prototipo que permite la integración de peces con cultivo de hortalizas, monitoreado remotamente con sensores, y la transmisión de datos a un sistema de información mediante el Internet de las cosas. |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessLópez Hecheverry, Ana MaríaValencia Castillo, Jhon Edinson2022-04-02T17:35:37Z2022-04-02T17:35:37Z2021https://hdl.handle.net/11059/13992Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeLa metodología de producir de forma local es una de las herramientas más importantes en la actualidad para la generación de alimentos, dada las condiciones climáticas y el mal uso del suelo. Así, los cultivos hidropónicos se convierten en una solución, cuando este sistema se transforma para incluir el cultivo de peces en estanques que se benefician de la hidroponía, convirtiéndose en acuopónico. Se valoró esta metodología usando artefactos para establecer la necesidad de recirculación, midiendo mediante sensores las variables de temperatura, humedad y nivel del agua, generando datos por medio de monitoreo electrónico y la toma remota de estos con comunicación inalámbrica de manera unidireccional que permiten generar alertas para controlar la circulación y la temperatura, en un sistema que incluye la producción de tomates y peces en una misma estructura, permitiendo comprobar el funcionamiento del modelo. El resultado fue la validación de un prototipo que permite la integración de peces con cultivo de hortalizas, monitoreado remotamente con sensores, y la transmisión de datos a un sistema de información mediante el Internet de las cosas.The methodology of producing locally is one of the most important tools today for the generation of food, given the climatic conditions and the poor use of the soil. Thus, hydroponic crops become a solution, when this system is transformed to include the culture of fish in ponds that benefit from hydroponics, becoming aquaponic. This methodology was evaluated using artifacts to establish the need for recirculation, measuring by means of sensors the variables of temperature, humidity and water level, generating data through electronic monitoring and remote taking of these with wireless communication in a unidirectional way that allows to generate alerts to control the circulation and temperature, in a system that includes the production of tomatoes and fish in the same structure, allowing to check the operation of the model. The result was the validation of a prototype that allows the integration of fish with vegetable cultivation, remotely monitored with sensors, and the transmission of data to an information system through the Internet of things.TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. 1 1. DEFINICIÓN DE LA PROPUESTA…………………………………… 2 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………… 2 2. JUSTIFICACIÓN………………………………………………………… 4 3. OBJETIVOS……………………………………………………………… 5 3.1. OBJETIVO GENERAL………………………………………………….. 5 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS…………………………………………… 5 4. MARCO DE ANTECEDENTES………………………………………… 6 5. DESARROLLO…………………………………………………… 8 5.1. DISEÑO…………………………………………………………........... 8 5.2. DIAGRAMA DE BLOQUES…………………………………………… 10 5.3. MÓDULO ADQUISICION DE DATOS………………………………… 11 5.3.1. MÓDULO ACUICULTURA E HIDROPONIA………………………….. 12 5.3.1.1. SENSOR DE NIVEL………………………………………………….. 12 5.3.1.2. SENSOR DE TEMPERATURA………………………………………. 13 5.3.1.3. SENSOR DE TEMPERATURA Y HUMEDAD……………………….. 14 5.3.2. MICROCONTROLADOR………………………………………………….. 15 5.3.2.1. TARJETA ESP8266 WIFI……………………………………………… 15 5.4. MÓDULO WEB……………………………………………………………. 15 5.4.1. HTML…………………………………………………………………. 15 5.4.2. JAVASCRIPT…………………………………………………………………. 16 6. DESARROLLO EXPERIMENTAL………..……………………………………….17 6.1. IMPLEMENTACION…………………………………………………………… ...18 7. CONCLUSIONES…………………………...………………………………………26 6. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………27EspecializaciónEspecialista en Redes de Datos33 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraEspecialización en Redes de DatosFacultad de IngenieríasPereira000 - Ciencias de la computación, información y obras generales::006 - Métodos especiales de computación000 - Ciencias de la computación, información y obras generales::004 - Procesamiento de datos Ciencia de los computadoresInternet of thingsAcuaponíaPracticas de cultivoCultivo acuáponicoMedición remota de variablesInternet de las cosasSensorDiseño e implementación de un sistema para el control y monitoreo de un cultivo acuopónico a pequeña escala basado en IOTTrabajo de grado - Especializacióninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_46echttp://purl.org/coar/resource_type/c_8042Textinfo:eu-repo/semantics/workingPaperMinistry of Agriculture, Forestry and Fisheries, “Agricultural working population and number of key agricultural workers”, (http://www.maff.go.jp/j/tokei/sihyo/data/08.html), 2015-02-01 referedHugo Valin, Ronald D. Sands, Dominique van der Mensbrugghe, Gerard C. Nelson, Helal Ahammad, Elodie Blanc, Benjamin Bodirsky, Shinichiro Fujimori, Tomoko Hasegawa, Petr Havlik, Edwina Heyhoe, Page Kyle, Daniel Mason-D'Croz, Sergey Paltsev, Susanne Rolinski, Andrzej Tabeau, Hans van Meij, Martin von Lampe and Dirk Willenbockel.The future of food demand: understanding differences in global economic models,10 DEC 2013C. Diaz Vargas and M. Carmen Willems, “Línea De Base Del Sector Café En El Perú,” Línea Base Del Sect. Café En El Perú, p. 58, 2017C. Somerville, “Small-scale aquaponic food production Integrated fish and plants, ”Rome, Food and agriculture organization of the united nations”,2014, page. 84,86A. Colagrosso, «Instalación y manejo de sistemas de cultivo acuapónicos a pequeña escala,» Bogota, 2014.Boonam, Nathaphon, “Optimal Plant Growth in Smart Farm Hydroponics System using the Integration of Wireless Sensor Networks into Internet of Things,” Thailand, ASTES, 2017, vol. 2 : no.3AL-HAFEDH, Y., S.; ALAM, A., BELTAGI, M., S. Food Produc-tion and Water 28 Conservation in a Recirculating Aquaponic System in Saudi Arabia at Different Ratios of Fish Feed to Plants. En: Journal of the world aquaculture society. Vol. 39, No. 4 (2008); p510-520.RAKOCY, J. E.; J. A. HARGREAVES. Integration of vegetable hydroponics with fish culture: a review. En:Techniques of modern aquaculture. American Society of Agricultural En-gineers, St. Joseph, Missouri, USA. Vol 1 (1993); p112–136.ADLER, P. R.; HARPER, J. K; WADE, E. M.; TAKEDA, F.; SUM-MERFELT, S.T. Economic analysis of an aquaponic system for the integrated production of rainbow trout and plants. En: International Journal of Recirculating Aquaculture. Vol. 1 (2000); p15–34.VAN GORDER, S. Small- Scale aquaculture aquaponics: the new and the nostalgic. En: Aquaponics Journal. Vol. 7, No. 3 (2003); p14-17.Axayacatl, O. (2017, Octubre 9). La acuaponía como sistema de producción: concepto, origen, ventajas y desventajas. Retrieved from Blog Agricultura: https://blogagricultura.com/acuaponia-sistema-produccion/#Ventajas_de_acuaponiaM.F.Saaid, A.Sanuddin y M. Ali, «Automated pH controller system for hydroponic cultivation,» IEEE, nº 15523293, 12 April 2015.D. S. Domingues, H. W. Takahashi y C. A. Camara, «Automated system developed to control pH and concentration of nutrientsolution evaluated in hydroponic lettuce production,» Computers and electronic agriculture, pp. 53-61, Junio 2012.Bäuml B., Krishnasamy K y Nair J, «Hydroponic system for the treatment of anaerobic liquid,» PubMed, 2012.J. Haissam y B. Delaide, «12. Plant and fish production performance, nutrient 29 mass balances, energy and water use of the PAFF Box, a small-scale aquaponic system,» sciencedirect, 2015.Metcalf y Eddy. “Ingeniería de aguas residuales: tratamiento, vertido y reutilización”. 3 Ed. Mc Graw Hill. 1996. Vol.1. 752 pSomerville, C., Cohen, M., Pantanella, E., Stankus, A. & Lovatelli, A. 2014.Small scale aquaponic food production. Integrated fish and plant farming.FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper No. 589. Rome, FAO. 262 ppFAO, «Organizacion de las Naciones Unidas para la alimentacion y la agricultura,» 19 agosto 2015. [En línea]. Available: http://www.fao.org/zhc/detail-events/es/c/325888/.Permautosuficiencia.blogspot, «Hidroponia y Acuaponia,» [En línea]. Available: http://permautosuficiencia.blogspot.com/2016/12/hidroponia-y-acuaponia-como cultivar.html.Microsoft, «Windows Dev Center,» 27 08 2017. [En línea]. Available: https://docs.microsoft.com/en-us/windows/iotcore/learn-about hardware/pinmappings/pinmappingsrpiUNAM, «Efecto Seebeck y Peltier,» [En línea]. Available: https://www.feriadelasciencias.unam.mx/anteriores/feria21/feria382_01_efecto_seebec_ y_peltier.pdfJorge Sanchez. JavaScript. [En linea]. Disponible en: <http://www.jorgesanchez.net/web/javascript.pdf>Pau, «Nautical News Today,» 2019. [En línea]. Available: https://www.nauticalnewstoday.com/acuaponia-alimentaria-sostenible/.Edgar Aguirre. 2018. [En línea]. Available: https://www.researchgate.net/publication/327357794_Desarrollo_de_un_sistema_de_m onitoreo_para_acuaponia_en_hogares_basado_en_IOPublicationORIGINALTRABAJO DE GRADO.pdfTRABAJO DE GRADO.pdfapplication/pdf1385791https://dspace7-utp.metabuscador.org/bitstreams/9748b7d0-f3bc-477a-8551-1c3f5565ced1/download0820c7360451aa4c04ca4999057f43b0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814828https://dspace7-utp.metabuscador.org/bitstreams/3775e1c0-4231-46bd-bc10-958ecb0251bf/download2f9959eaf5b71fae44bbf9ec84150c7aMD52TEXTTRABAJO DE GRADO.pdf.txtTRABAJO DE GRADO.pdf.txtExtracted texttext/plain55290https://dspace7-utp.metabuscador.org/bitstreams/1bc1e142-4fd3-4183-b6e0-30da00c95eec/download76e24f78df61ac09389accfe4b35c177MD53THUMBNAILTRABAJO DE GRADO.pdf.jpgTRABAJO DE GRADO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6352https://dspace7-utp.metabuscador.org/bitstreams/c049cf21-0ab1-4313-a39c-6534504c8860/downloadb290c3d3faeacfbbd7382f5f7a5bd696MD5411059/13992oai:dspace7-utp.metabuscador.org:11059/139922024-09-05 17:07:57.782https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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