Monitoreo de cultivos bajo invernadero utilizando tecnologías 4.0

Abstract

Implementar las herramientas de la “agricultura inteligente” en Colombia, sobre todo en el dominio de los pequeños agricultores, encuentra serias dificultades. Aunque estos representan un 70,8 % del total de unidades de producción agropecuaria (upa), según la Encuesta Nacional Agropecuaria (dane, 2019), solo el 2,4 % de ellos cuenta con una conexión a internet y con el “internet de las cosas” (o IoT según sus siglas en inglés) es posible el monitoreo de variables y mejoras de las estrategias de producción agrícola. Dado lo anterior, este trabajo explora el uso de herramientas tecnológicas 4.0 en zonas rurales, donde se utilizó una plataforma IoT de acceso libre y tecnologías LoRa y LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), con referencia de arquitectura LoRaFarM (LoRaWAN-based Smart Farming Modular IoT Architecture) y también se emplearon sensores en dos invernaderos de producción de hortalizas en el municipio de San Cristóbal. Así, la plataforma permitió a los agricultores la visualización en el panel de control de lecturas de temperatura, humedad relativa del aire, espectros de luz (visible, infrarrojo y ultravioleta) y voltaje de alimentación de los nodos de sensores. La transmisión de datos se configuró a aproximadamente 3 km hasta una puerta de enlace a internet y se logró el almacenamiento de datos hasta por 5 GB. Se concluye que es posible enlazar a agricultores a un nodo de internet, mejorando la cobertura de la asistencia técnica y se propone aumentar las distancias de monitoreo y cubrir un número mayor de agricultores en futuros trabajos.

Alternate abstract:

Implementing "Smart Agriculture" tools in Colombia, especially in the domain of small farmers, encounters serious difficulties. Although they represent 70,8 % of the total Agricultural Production Units (UPA), according to the National Agricultural Survey (2019), only 2,4 % of the farmers have an internet connection. It is possible to monitor variables and improve agricultural production strategies using “Internet of Things” (IoT). Therefore, this work explores using 4.0 technological tools in rural areas. Based on the LoRaFarM architecture (LoRaWAN-based Smart Farming Modular IoT Architecture), it is used an open-access IoT platform, LoRa, and LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) technologies. That way, nodes are installed in two vegetable production greenhouses in San Cristobal's town. Then, the platform allowed farmers to visualize on a control panel reading of temperature, relative humidity, light spectrum (visible, infrared, and ultraviolet), and the power supply voltage of the sensor nodes. With 5 GB of free data storage, data transmission was configured to approximately 3 km to an internet gateway. In conclusion, it is possible to link farmers to an internet node, improving technical assistance coverage. It is also possible to increase monitoring distances and cover more farmers for future work.