UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES UNIANDES
FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES CARRERA DE SISTEMAS
PROYECTO DE INVESTIGACION PREVIO A LA OBTENCION DEL TITULO DE INGENIERO EN SISTEMAS E INFORMATICA
TEMA:
IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA DEL AGUA Y ALIMENTACIÓN DE ALEVINES UTILIZANDO UNA
PLATAFORMA CON SOFTWARE LIBRE AUTOR(A): SANCHEZ VILLACIS VICTOR ALFONSO TUTOR(A): ING. AGUILAR CARRION MANUEL RODRIGO
PUYO-ECUADOR
DEDICATORIA
A Dios por ser quien supo guiarme por el camino del bien para permitirme estar hoy aquí; a mi madre por su apoyo, consejos, comprensión, amor así como, cada uno de los valores inculcados, mis principios, mi carácter, mi empeño, mi perseverancia, mi coraje para conseguir mis objetivos y ser la madre incondicional que día a día es un ejemplo a seguir me ha ayudado a ser el hombre que hoy soy, a mis suegros por ayudarme y brindarme su cariño, a mi esposa Vale por ser la persona que amo y quien ha sido una fortaleza quien me brindó su amor, su cariño, su estímulo y su apoyo constante. Su cariño, comprensión y paciente espera para que pudiera terminar el grado son evidencia de su gran amor y sobre todo a luz de mis ojos a mi hija Anny Victoria quien es el impulso que día a día me da para ser constante y no desvanecer en los momentos difíciles y ser mi motor de arranque quien me motivó siempre. Gracias a todos que de una u otra manera hicieron posible que hoy este aquí.
AGRADECIMIENTO
Reitero mi agradecimiento a mi Universidad Regional Autónoma de los Andes, en la que día a día mi deseo de superación se hacía realidad desde el momento en que me abrió sus puertas, al realizarme hoy como profesional para un futuro fructífero. En general a todos los docentes que con sus conocimientos contribuyeron a mi formación y en forma puntual a mi tutor el Ing. Rodrigo Aguilar por el apoyo brindado para el desarrollo de esta investigación, permitiéndome adquirir experiencia profesional. Al apoyo incondicional de mi hija, esposa, padres, suegros y familia que estuvieron en cada momento en mi formación.
RESUMEN
La finca ACTUALISA, ubicada en la Provincia de Pastaza, Cantón Mera se especializa en la producción de alevines; se ha detectado altos índices de mortalidad de los alevines, siendo la causa principal los procesos manuales en el manejo de los peces. Por esta razón el presente trabajo investigativo pretendió solucionar la problemática existente a través de la automatización de procesos en la crianza y alimentación de los alevines, en función de una plataforma de software libre que controle la temperatura y la alimentación de una forma secuenciada y ordenada.
Para el desarrollo de la presente propuesta se investigó sobre los cuidados que necesitan los peces en crecimiento, se determinó la calidad de agua que necesitan, se estableció la temperatura ideal que necesitan los peces para crecer adecuadamente y finalmente, se correlacionó dicha información con la plataforma de software libre que garantice la realización de estos procesos de una forma oportuna y técnica. En este sentido, se realizó la automatización del proceso de manejo de alevines con software libre denominado SACTA que fue programado para hacer el manejo técnico de las condiciones requeridas para la crianza de alevines como temperatura, alimentación e higiene de las condiciones del agua.
ÍNDICE GENERAL Tabla de contenido
APROBACION DEL ASESOR DEL TRABAJO DE TITULACION ... ……… DECLARACION DE AUTENTICIDAD ... CERTIFICACIÓN DEL LECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ... DERECHOS DE AUTOR ... DEDICATORIA ... AGRADECIMIENTO ... RESUMEN ... ABSTRACT ...
INTRODUCCION...1
CAPITULO I MARCO TEÓRICO ...7
1.1 Origen y evolución de los sistemas de información piscicultura ...7
1.2 Análisis de las distintas posiciones teóricas a cerca de los Sistemas de información ...22
1.3 Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones teóricas sobre el objeto de investigación ...22
1.4 Conclusiones parciales del capítulo ...23
CAPITULO II MARCO METODOLÓGICO Y PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA ...24
2.1 Caracterización de la empresa Acuatilsa ...24
2.2 Descripción del procedimiento metodológico para el desarrollo de la investigación ...26
2.3 Propuesta del investigador: implementación de un sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre...29
2.4 Conclusiones parciales del capítulo ...37
CAPITULO III VALIDACION Y EVALUACION DE RESULTADOS DE LA APLICACION DE LA PROPUESTA ...38
3.1 Implementación de un sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre ...38
Vista rápida ...74
3.2 Análisis de los resultados finales de la investigación...79
3.2.1 Evaluación de la aplicación ...80
3.2.2 Validación de la aplicación...80
3.3 Conclusiones parciales del capitulo...81
CONCLUSIONES GENERALES ...82
RECOMENDACIONES ...83
BIBLIOGRAFIA ...84
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Modelo de capas ... 10
Figura 2 Placa Arduino Leonardo ... 14
Figura 3 Comunicación al sensor de temperatura con Arduino ... 14
Figura 4 Portón alimentador ... 15
Figura 5 Bomba de agua ... 15
Figura 6 Termostato ... 16
Figura 7 Estanque de Alevines ... 25
Figura 8 Vista Aérea del proyecto ... 25
Figura 9 Análisis sobre el registro de alimento ... 29
Figura 10 Análisis sobre el registro que utiliza ... 30
Figura 11 Análisis de instrumentos ambientales ... 31
Figura 12 Resultados de los factores que se deben controlar ... 32
Figura 13 Disposición de inversión en una automatización ... 33
Figura 14 La etapa en la que el productor automatizaría ... 34
Figura 15 Esquema del funcionamiento del sistema propuesto... 35
Figura 16 Diseño arquitectónico de la aplicación ... 54
Figura 17 Modelo conceptual –base de datos (SACTA) ... 55
Figura 18 Modelo lógico –base de datos (SACTA) ... 57
Figura 19 Modelo fisico –base de datos (SACTA) ... 57
Figura 20 Caso de Uso – ingreso al sistema (SACTA) ... 62
Figura 21 Caso de Uso – zona en vivo (SACTA) ... 63
Figura 22 Autentificación usuarios (SACTA) ... 63
Figura 23 Interfaz de ingreso a los módulos (SACTA) ... 63
Figura 24 interfaz modulo piscina (SACTA) ... 64
Figura 25 Caso de Uso – zona en vivo (SACTA) ... 67
Figura 26 Caso de Uso –Peso y Talla(SACTA) ... 68
Figura 27 Interfaz de ingreso a módulo piscina (SACTA) ... 68
Figura 28 Interfaz de ingreso a módulo peso y talla (SACTA)... 69
Figura 29 Caso de Uso –Usuarios (SACTA) ... 71
Figura 30 Caso de Uso –Informes (SACTA) ... 72
Figura 31 Interfaz módulos Usuarios (SACTA) ... 72
Figura 32 Interfaz módulos informes (SACTA) ... 73
Figura 33 Caso de Uso –Vista Rápida (SACTA) ... 75
Figura 34 Caso de Uso –Datos (SACTA) ... 75
Figura 35 Interfaz módulos vista rápida (SACTA) ... 75
Figura 36 Interfaz módulos mis datos (SACTA) ... 76
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Rango de la temperatura ... 19
Tabla 2 Escala de temperaturas ... 20
Tabla 3 Escala de temperatura Templadas ... 20
Tabla 4 Variación de Temperaturas ... 20
Tabla 5 Alimento ... 21
Tabla 6 Fases de crecimiento de la tilapia... 21
Tabla 7 Edad de los peces ... 27
Tabla 8 Productores de Pastaza ... 27
Tabla 9 Suministro de alimento a los peces de la finca ... 29
Tabla 10 Lleva registro en su Empresa ... 30
Tabla 11 Utiliza instrumentos ambientales ... 31
Tabla 12 Factores ambientales ... 32
Tabla 13 Invertira en un sistema automatizado ... 33
Tabla 14 En área automatizaría ... 34
Tabla 15 Hardware mínimo ... 39
Tabla 16 Recursos de hardware ... 40
Tabla 17 Recursos software... 40
Tabla 18 Gastos que se invierten al realizar el trabajo de investigación ... 40
Tabla 19 Gastos que se invierten al realizar el trabajo de investigación ... 41
Tabla 20 Gastos que se invierten al realizar el trabajo de investigación ... 41
Tabla 21 Gastos en general que se invierten al realizar el trabajo de investigación .... 41
Tabla 22 Producto Backlog ... 45
Tabla 23 Historia de usuario ingreso al sistema ... 46
Tabla 24 Historia de usuario control zona en vivo ... 46
Tabla 25 Historia de usuario tipo piscina ... 46
Tabla 26 Historia de usuario Peso y Talla ... 47
Tabla 27 Historia de usuario Crear Usuarios ... 48
Tabla 28 Historia de usuario Gestionar Usuarios ... 48
Tabla 29 Historia de usuario Vista Rápida ... 49
Tabla 30 Historia de usuario Datos Personales ... 50
Tabla 31 Requerimiento no funcional Interfaz del sistema ... 50
Tabla 32 Requerimiento no funcional mantenimiento ... 51
Tabla 33 Requerimiento no funcional Desempeño ... 51
Tabla 34 Requerimiento no funcional Desempeño ... 52
Tabla 35 Requerimiento no funcional confiabilidad continúa del sistema ... 52
Tabla 36 Requerimiento no funcional confiabilidad continúa del sistema ... 53
Tabla 37 Modelo conceptual –base de datos (SACTA) ... 58
Tabla 38 Tabla piscina –base de datos (SACTA) ... 58
Tabla 39 Tabla horario alimentación –base de datos (SACTA) ... 58
Tabla 40 Tabla horario limpieza –base de datos (SACTA) ... 59
Tabla 41 Tabla sesión –base de datos (SACTA) ... 59
Tabla 42 Tabla temperatura –base de datos (SACTA)... 59
Tabla 43 Tabla usuario –base de datos (SACTA) ... 60
Tabla 44 Tabla usuario información –base de datos (SACTA) ... 60
Tabla 45 Tabla piscina –base de datos (SACTA) ... 60
Tabla 46 Descripción del sprint 1 ... 61
Tabla 47 Caso de Uso – ingreso al sistema (SACTA) ... 61
Tabla 48 Caso de Uso – Zona en vivo(SACTA) ... 62
Tabla 50 Prueba de ingreso zona en vivo (SACTA) ... 65
Tabla 51 Descripción del Sprint 2 ... 65
Tabla 52 Caso de Uso – piscina (SACTA) ... 66
Tabla 53 Caso de Uso – peso y talla (SACTA) ... 67
Tabla 54 Prueba de ingreso al módulo piscina (SACTA) ... 69
Tabla 55 Prueba de ingreso al modulo peso y talla (SACTA) ... 69
Tabla 56 Descripción del Sprint 3 ... 70
Tabla 57 Caso de Uso –Usuarios (SACTA) ... 70
Tabla 58 Caso de Uso –Informes (SACTA) ... 71
Tabla 59 Prueba de ingreso al módulo usuarios (SACTA) ... 73
Tabla 60 Prueba de ingreso al módulo informes (SACTA) ... 73
Tabla 61 Descripción del Sprint 4 ... 74
Tabla 62 Caso de Uso –Vista Rapida (SACTA) ... 74
Tabla 63 Caso de Uso –Datos (SACTA)... 74
Tabla 64 Prueba de ingreso al módulo vista rapida (SACTA) ... 76
1 INTRODUCCION
Antecedentes de la investigación
Las investigaciones realizadas previamente con la temática de estudio han sido tomadas en cuenta como antecedentes, ya que contienen información con un nivel de relación referente a la investigación y representan una base sólida que sustenta la línea base y respalda científicamente el proyecto que se aplicará en la producción piscícola.
Ámbito Internacional
“La investigación que realizo la Universidad Austral de Chile, de la facultad de Ciencias de la Ingeniería, en un estudio titulado “ANTEPROYECTO DE UN PONTON ALIMENTADOR AUTOMATIZADO PARA LA INDUSTRIA SALMONERA”. Presenta logros significativos para cubrir alguna de las necesidades más importantes para los productores de salmón de los sistemas de alimentación automatizados, pero varia en dependencia del tipo de equipo que ocupa la empresa. A medida que la industria siga incorporando esta tecnología, no sólo el medio ambiente será beneficiado, sino que este será más factible a la hora de extender los cultivos hacia zonas donde antes habría sido prácticamente imposible, debido al elevado costo de la operación logística y a la escasez de mano de obra.
2 Ámbito nacional
“La investigación “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO DE CONTROL DE CABIO DE AGUA Y MANTENIMIENTOS DE ACUARIOS MEDIANOS Y PEQUEÑOS” de la Universidad Politécnica Nacional de Quito, Ecuador, plantea utilizar tecnología Arduino como los elementos modulares, que garantiza el bajo consumo de energía eléctrica del sistema de control “AquaSys”, esto deriva en ahorro durante su funcionamiento.
El sistema de control automático de las condiciones físico químicas de un acuario de peces tropicales “AquaSys”, basado en la tecnología Open Source tanto en hardware como en Software permite disminuir costos tanto en su implementación como en su posterior comercialización.” (Almeida Gary, 2014).
Ámbito local
En la Universidad Regional Autónoma de los Andes de la ciudad de Puyo, no existe ningún proyecto igual o similar al proyecto presentado.
Formulación del problema
En el Ecuador la acuacultura implica la captura y el cultivo de especies, así como productos de origen pesquero, además de la transformación, comercialización y servicios relacionados. Fortaleciendo el desarrollo económico; al procurar el abastecimiento de alimentos y productos de origen acuático, generar excedentes comercializables en el mercado local, nacional e internacional.
En las últimas décadas en la región amazónica se ha introducido el cultivo de tilapia como una alternativa para mejorar la economía popular, sin adecuados controles y manejo de esta especie, debido a las condiciones que requiere la misma, siendo contados productores los que han sobresalido o mantenido rendimientos productivos.
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En este contexto sobresale ACUATILSA en el Cantón de Mera como los pioneros e importantes productores de alevines, comercializando y distribuyendo en la Amazonia.
La acuacultura en el ámbito agropecuario es una de las actividades que, a nivel productivo, ha tenido un mayor crecimiento económico a nivel nacional por ser una alternativa de producción que brinda resultados a mediano plazo.
Para el planeamiento de un cultivo de cualquier organismo acuático es necesario tener en cuenta el volumen adecuado de agua a emplear para la infraestructura inicial a utilizar y futuros planes de expansión.
Se necesitará un suministro de agua suficiente para llenar el estanque y tenerlo lleno durante el tiempo cultivo, compensando las pérdidas por evaporación e infiltración.
Para conservar vivos los alevines, controlando los niveles sanitarios en su desarrollo, es necesaria un agua de buena calidad, la producción de un estanque varía según las condiciones químicas del agua.
La calidad del agua implica la interrelación de parámetros que son fundamentales como: temperatura, transparencia, turbidez, oxígeno disuelto, (alcalinidad, dureza), amonio, plancton.
La temperatura del agua afecta directamente al desarrollo y el estado sanitario de las tilapias, pudiéndose presentar enfermedades por cambios bruscos de temperatura, así como la pérdida de peso, disminuyendo la conversión alimenticia, provocando pérdidas de balanceado con afectación directa a la economía.
El éxito del crecimiento de tilapias depende mucho del manejo del alimento, las horas en que son suministradas en cantidades adecuadas según su etapa de crecimiento
4
El manejo de la calidad del agua, alimento y temperatura del agua son fundamentales en el control directamente al comportamiento del personal de campo, en horario, distribución de alimento suministrado; siendo susceptible de errores que afectan directamente a la producción.
Problema científico
¿Cómo mejorar la producción piscícola de la finca ACUATILSA?
Objeto de investigación y campo de acción
Objeto de la investigación
Programación de sistemas de información
Campo de acción
Sistema automatizado de alimentación y control de temperatura del agua en la crianza de alevines.
Identificación de la línea de investigación
Desarrollo de software y programación de sistemas
Objetivos
Objetivo General
5 Objetivos específicos
Sustentar teóricamente el proceso de construcción del sistema automatizado para el control de la temperatura del agua y alimentación de peces utilizando Arduino y software libre.
Determinar los requerimientos necesarios para el desarrollo de software.
Desarrollar las distintas etapas del Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre.
Idea a defender
Con la instalación del sistema automatizado para el control de temperatura y alimentación en los estanques de alevines mejora la producción de alevines.
Delimitación del problema INDUSTRIA: ACUATILSA
UBICACION: Pindo Mirador vía Puyo - Mera TIEMPO: Noviembre 2014-Abril 2015
Variables de la investigación
Variable independiente:
Sistema automatizado
Variable Dependiente:
6 Justificación del tema
Para el desarrollo de la investigación se propone un sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines, es decir la producción de peces es una actividad que permitirá a dicho sector mejorar su producto, fuente de ingresos para la sociedad al minimizar las perdidas por el alto índice de mortalidad y de bajar los costos de producción que existe en la finca ACUATILSA.
La importancia de automatizar un sistema de alimentación para los alevines es generar incremento en la producción de los microempresarios o grandes industrias piscícolas del sector productivo ya que actualmente la ciencia permite que existan herramientas que permiten analizar datos que son necesarios para llevar un monitoreo y control de la producción de alevines y su desarrollo.
Aporte teórico
Es la fundamentación teórica y metodológica para la automatización del sistema de control de temperatura del agua y alimentación de alevines satisfaciendo las necesidades básicas del dueño de la finca ACUATILSA permitiendo controlar el comportamiento de los alevines atraves de una plataforma de software libre.
Significación práctica
El sistema automatizado garantiza que la alimentación y la temperatura del agua de los alevines sean en la cantidad correcta y en el horario establecido para su desarrollo eficiente.
Novedad
7 CAPITULO I MARCO TEÓRICO
1.1 Origen y evolución de los sistemas de información piscicultura
“En el Ecuador, el Gobierno Nacional, considerando la importancia de la alimentación de la población, tiene como prioridad resaltar en las políticas del Buen Vivir buscar otras fuentes alternas que es sustento para la alimentación como los productos pesqueros. Como alternativa se propone desarrollar la actividad acuícola.” (Acuacultura, 2015).
Concordando con Juan Luis Cifuentes Lemus, 1997 se dice que la acuicultura es la destreza de sembrar especies animales y vegetales, abarcando a la piscicultura en el ámbito de la acuicultura basado en el cultivo de peces.
“El cultivo y crianzas de peces es llevado a cabo en distintas fases como son: la fase de producción-cría y la fase de engorde. La etapa de producción-cría de peces es importante analizar el ambiente que lo rodea para asegurar un adecuado crecimiento y salud. Para dicho propósito, debemos enfocarnos en la calidad del agua la cual está dada varias propiedades tanto físicas, así como químicas además de la interacción con los seres vivos. Un estanque con agua en buenas condiciones producirá más que otro estanque con agua de mala calidad; además, es importante tener en consideración que hay diferentes factores que afectan la fauna y flora de un estanque, pero sólo unos cuantos son posible de tener en cuenta, los cuales deben ser evaluados periódicamente” (Rodríguez Gómez, 2001)
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La etapa más difícil en el proceso de producción de tilapia es la etapa de alevín, ya que al no poseer ningún control en las condiciones ambientales la mortalidad es elevada al ser manejado de manera manual, pero desde el auge de los sistemas informáticos ha tenido un desarrollo mundial a tal punto que la mayoría de las empresas están impulsando tecnologías nuevas sin ser la excepción en el campo piscícola, por primera vez se implementara un sistema automatizado de control de temperatura del agua y alimentación de los alevines, la tendencia actual es el desarrollo de sistemas de información sobre plataforma web, ante lo cual se ha realizado la presente investigación en la finca ACUATILSA.
Definición de los sistemas de información
“Los sistemas de información son los que sirven para la toma de decisiones y permitiendo tener el control de una organización que recolectan, acopian, información de un gremio” (Laudon, 2004).
Clasificación de los Sistemas de Información.
Sistemas Transaccionales.
“Son aquellos sistemas que con su aplicación se logra ahorros significativos de mano de obra ya que lo que pretenden es automatizar áreas de una organización o empresa.” (Laudon, 2004)
Sistemas de apoyo de las decisiones
Concordando con Laudon, 2004 es el encargado de realizar un ETL, que se encarga de extraer, transformar y cargar los datos a un Datawarehouse y almacena datos.
Sistemas Estratégicos
9 alevines en la FINCA ACUATILSA.
Tecnología de la información.
“El hardware y software son dispositivos tecnológicos que podemos: almacenar e intercambiar datos entre distintos sistemas permitiendo la comunicación de los mismos.” (Cobo, 2009)
Software Libre
“El software permite a los usuarios poder copiar, pegar y modificar para poder mejorar el software haciendo el trabajo más ágil para manejarlo con libertad sin necesidad de cancelar nada.” (Free Software Foundation, 2014).
Hardware Libre
“Es aquel hardware cuyo acceso al público es gratis teniendo la posibilidad de analizarlo, modificado, distribuido e innovar nuevos diseños o partiendo del original, dicha definición se deriva del concepto de Software Libre.” (OSHWA (Open Hardware Association)).
Requisitos mínimos de Hardware
10 Arquitectura de Software
Para la elaboración de un programa se debe tomar en cuenta los requerimientos del cliente, la estructura que compone el sistema debe ser definida utilizando un diseño y evolución, antes de programar o desarrollar el software.
Programación en 3 capas
Para construir un software como producto empresarial, así como comercial, es necesario realizar varias técnicas para que el desarrollo sea ordenado asegurando que el producto final sea de calidad pudiendo continuar haciendo mejoras (Granados, J. Vargas Del Valle R. & Maltés)
Lenguaje de Programación PHP
“PHP (acrónimo de Hypertext Preprocesador) es un lenguaje de código abierto interpretado, de alto nivel, embebido en páginas HTML y ejecutado en el servidor, una de las ventajas es que el código es interpretado mas no compilado. El lenguaje utilizado es una sintaxis similar al Lenguaje C.” (Uceda).
Bases de datos
“Una base de datos se caracteriza por la recolección de datos estructurados y muy bien organizados teniendo un propósito específico y debe ser organizada con una lógica coherente, permitiendo compartir los datos por diferentes usuarios y aplicaciones existiendo seguridad y rapidez” (Anónimo, s.f.)
Figura 1 Modelo de capas Fuente: Programación por capas
11 Bases de datos sobre plataforma web
Dependen íntegramente de la confiabilidad de la red para organizar y administrar la información de forma sencilla a través de una interfaz Web, en el caso de MySQL la interface de administración es phpmyadmin, sirviéndonos para organizar la información de manera fácil, sencilla y ordenada dentro de un entorno colaborativo.
En Manejadores de Base de Datos
Se puede emplear el software libre, en este caso MySQL, integrado al servidor bajo plataforma libre antes mencionado.
Se usa con frecuencia en aplicaciones web, al ser totalmente compatible con plataformas sobre Linux y Windows, además de un software como: Apache, PHP, Perl, Python.
Las bases de datos de MySQL se caracterizan por ser muy rápidas debido a un motor no transaccional que lo lleva integrado, pero es necesario llevar un monitoreo con la finalidad de detectar y corregir posibles fallos o errores en este como de programación de acceso a las bases de datos.
MySQL tiene ganado amplio territorio al estar integrado de manera óptima con PHP, al obtener grandes logros con esta combinación, por esos antecedentes se han elegido para el Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines que propone la presente tesis.
Servicios instalados y ejecutándose necesariamente en el servidor
12 Servidor Web Apache
“Apache se usa para enviar páginas web estáticas y dinámicas en la World Wide Web. Muchas aplicaciones web están diseñadas asumiendo como ambiente de implantación a Apache, o que utilizarán características propias de este servidor web. Apache es el componente de servidor web en la popular plataforma de aplicaciones LAMP, junto a MySQL y los lenguajes de programación PHP/Perl/Python (y ahora también Ruby).” (Fundación Wikimedia, 2015)
Herramientas, servicios y servidores para desarrollo en entorno web
Al elaborar un proyecto que este orientado a desarrollarlo un software se puede utilizar muchas herramientas de acuerdo al criterio de él o los desarrolladores, la elección depende del costo del software, el tiempo que se tomen los programadores en su desarrollo, según los conocimientos sobre tal plataforma de desarrollo.
En este caso se trabajó bajo el entorno web, utilizando un software libre el mismo que se instaló: un servidor Web Apache, el lenguaje de programación PHP y el servidor de base de datos MySQL, en un servidor dedicado tanto en hardware como en software.
Red local
Un intranet es una red compuesta de equipos informáticos privados con la finalidad de compartir servicios y recursos propios dentro la misma organización o institución.
Por lo que en la finca se levantará una red local permitiendo acceder desde cualquier terminal se pueda acceder al sistema.
Herramientas CASE
13 Herramientas CASE para el desarrollo Web
En el tema de modelado del sistema usando casos de uso, la herramienta Enterprise Architect en cualquiera de sus más recientes versiones es una de las mejores alternativas y en el desarrollo de la propuesta de la tesis la usando el diseño preliminar en el planteamiento de la propuesta.
Xampp
Podemos definir xampp como una plataforma de software libre manteniendo un servidor independiente muy fácil de usar e instalar, manejándose en una base de en una base de datos loca denominado web Apache con una programación en lenguaje PHP compatible con todos los sistemas operativos Windows (Apache, 2015).
MySQL
Mysql es muy confiable administrando una base de datos llegando a realizar múltiples y rápidas consultas además mysql ofrece la ventaja de tener licencia publica permitiendo modificar el código (Cobo, Pérez, Gomes & Rocha, 2005).
UML
Lenguaje Unificado de Modelaje, es un lenguaje estándar orientado a objetos que utiliza notaciones gráficas y diagramas visuales integrales para modelar su desarrollo, permitiendo construir, visualizar los actores que intervienen.
Arduino
14 Multi-Plataforma
Para el proceso de la elaboración de la presente tesis se utilizó una plataforma arduino que puede ser utilizada en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux, teniendo un ambiente fácil y amplio para programar con una licencia software de libre y puede ser modificado según el programa utilizado.
Sensor
“Es aquel que nos permite obtener una medida formado por el conjunto, transductor, sensor de señal, obteniendo valores de medidas físicas, químicas, mecánicas con finalidad especifica.” (Areny, 2003)
El sensor utilizando es el Ds18b20, d i spositivo que permite conocer el valor de temperatura presente en un ambiente acuático, el sensor puede ser conectado a cualquier dispositivo microcontrolador; Arduino mediante un protocolo One Wire (1-wire).
Figura 2 Placa Arduino Leonardo
15 Figura 5 Bomba de agua Portón de alimentación
Es aquel que posee una tolva a la cual se le adiciona una cantidad determinada de alimento concentrado (balanceado), que se ajusta a un mecanismo electrónico basado en una programación de micro controladores según su labor que requiera el sistema como se indica en la figura 4.
Bomba de agua
Es una máquina que transforma energía, aplicándola para mantener el agua en constante movimiento como se muestra en el Figura 5. Este movimiento, normalmente es ascendente para obtener mayores niveles de oxígeno. Existen dos tipos “volumétricas” y “turbo-bombas”. Todas constan de un orificio de entrada (de aspiración) y otro de salida (de impulsión) por presión.
16 Figura 6 Termostato Termostato
Es un equipo el cual podemos controlar la temperatura de un sitio o lugar indicándonos los rangos en el que se mantiene como se puede apreciar en el Figura 6. el termostato se activará o prendera cuando este lo requiera.
Acuicultura
Concordando con Castillo, 2001 hace 60 años atrás la producción acuícola ha venido creciendo gradualmente contribuyendo mundialmente a la seguridad alimentaria, poniendo a la tilapia en segundo grupo a nivel internacional obteniendo índices muy altos de proteína, aminoácidos y con un índice muy bajo de calorías (FAO, 2002).
Datos Generales
“Las tilapias consideradas mundialmente, apoyados en el avance significativo en las técnicas de cultivo intensivo y súper intensivo siendo de gran aprobación por los piscicultores, para el óptimo crecimiento de tilapias para el consumo humano adaptándose al entorno muy fácil” (López, 2002).
17 Sistemas de Cultivo
Según Pillay (2002) existen tres principales sistemas de cultivo que son: en estanques, en jaulas flotantes sobre agua salobre o dulce y en tanques y canales, siendo los más relevantes para producir.
Infraestructura de la Producción
Estanques (IP)
Es recomendable proveer de alimento porque contiene minerales y es fundamental, para la crianza de peces, el cultivo en estanques es más sencillo y efectivo para un mayor rendimiento según estudios técnicos.
Corrales (IP)
Es aconsejable construir un corral en una parte alta de un arroyo que no esté profundo ni excederse de 1.5 de fondo ni inferior a 1m aun en estación seca, un río, un lago o un estancamiento. Hay que colocar palos largos en el fondo de forma que sobresalgan unos 50 cm del nivel del agua, además deberán estar distanciados de 1 a 2 metros dependiendo del material utilizado para cerrar los corrales.
Jaulas (IP)
Existen varias formas de construir las jaulas para esto se utilizarán materiales de bambú o tablas de madera, alambre, nylon o cualquier malla sintética. Las jaulas serán sostenidas desde la parte superior e inferior por estructuras. La forma más común de las jaulas es cuadradas, ovaladas o rectangulares y sus tamaños varían dependiendo los metros cúbicos. Se utiliza jaulas pequeñas para fácil manejo.
Tipos de Sistemas
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buenos resultados, denominados embalses formados por represas que sirven para acumular agua en los ríos, denominada por la organización FAO “Pesca generada por Acuicultura” cultivada periódicamente, y también para la pesca.
Semi-intensivo. Concordando con Rodríguez Gomez et al; 2001 en este proceso se trabaja mucho en el control del agua de especies por cosechar tengan éxito. Se toma en consideración la utilización de fertilizantes, un alimento suplementario como el balanceado con proteína entre 17 y 15% para tener una excelente producción para no manejar motores de aire. Se recomienda utilizar este nivel a productores de bajos recursos para inversiones grandes.
Intensivo. “Con relación al medio ambiente se ha hecho una modificación sustantiva, con control completo sobre el agua, especies sembradas y cosechadas; se usa una tasa de siembra mayor, el mayor control sobre la calidad de agua (ya sea a través de aireación de emergencia o con recambios diarios) y todo nutriente necesario para el crecimiento que proviene del suministro de un alimento completo. En este sistema se pueden utilizar estanques de tierra, de concreto o jaulas flotantes”. (Fundamentos de Acuacultura Continental, autores: Horacio Rodríguez Gómez, Piedad Victoria Daza, Mauricio Carrillo Ávila, Bogotá Diciembre 2001, pág. 12).
Super intensivo. “En este sistema las densidades son superiores; en estanques deben hacerse recambios diarios de agua, de hasta un 100%/hora; también se utilizan aireadores mecánicos. Los estanques son generalmente de concreto y de tipo "race-ways" para que pueda darse un mejor intercambio de agua y una mayor oxigenación. También puede darse en jaulas, en las que se superan las densidades de 600 tilapias/m3. En ambos casos el pez depende exclusivamente del alimento artificial por lo que, éste debe contener un alto porcentaje de proteína (30-40%)” (Rodríguez Gómez, Horacio; Anzola Escobar, Eduardo, 2001).
Medidas Ambientales.
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Temperatura: los valores adecuados van de 20-30 °C, soportando temperaturas mínimas de 15 °C y máximas 37- 42 °C. Existiendo el inconveniente en el crecimiento, una excelente reproducción se da en temperaturas 26-32 °C.
Oxígeno Disuelto: al no existir oxígeno en el agua disminuye la alimentación y el crecimiento, soportando aproximadamente 1 mg/como mínimo y máximo de 2 ó 3 mg/l, dependiendo el ciclo de cultivo.
pH: los valores adecuados de manejo de pH oscilan entre los 7 y 8 y un mínimo de 5, resistiendo valores alcalinizados a 11.
Luz o Luminosidad: concordando con SAAVEDRA, 2006 la radiación solar es un factor fundamental en las plantas acuáticas permitiendo a su vez la realización de la fotosíntesis dando como resultado a la productividad primaria, que son plantas verdes que se forman durante un tiempo.
Es importante tomar en cuenta con todas las medidas ambientales fisicoquímicas del agua para tener un excelente manejo en el cultivo de tilapia.
Rango de temperatura de tilapia
Tabla 1 Rango de la temperatura
Fuente: Lozano, D. y López, F. (2001)
Rango óptimo de la temperatura
Temperaturas Variación
20 Tipos de temperatura
Tabla 2Escala de temperaturas
Escalas de temperatura en aguas frías
Peces de aguas frías Temperaturas Exactas
No deben ser introducidos en estanques donde la temperatura baja de los 22ºC.
Los peces que requieren aguas tropicales (25ºC como mínimo)
Desde 2ºC hasta los 30ºC pero no en forma constante. La temperatura es de 17ºC o 18ºC y en verano por el calor ambiental soportan cómodamente hasta los 26ºC.
Fuente: Lozano, D. y López, F. (2001) Tabla 3 Escala de temperatura Templadas
Escalas de Temperatura en agua templada
Peces de aguas templadas Temperaturas Exactas
Soportan temperaturas desde los 16ºC hasta los 30ºC pero no en forma constante.
La temperatura ideal para los peces de esta clasificación es de 22ºC y en verano por el calor ambiental soportan cómodamente hasta los 26ºC.
Fuente: Huet,M.(1998) Variación de la temperatura
Tabla 4 Variación de Temperaturas
Variación de las temperaturas
21
Temperaturas entre 18ºC y 22ºC Observaremos mayor movilidad al pez de agua fría y comenzaremos a ver con bastante movilidad al pez de agua templada, nadarán mayormente en aguas medias.
Temperaturas mayores a 23ºC En temperaturas mayores a 23ºC el pez de agua fría estará muy activo, su nado será violento, las respiraciones serán cortas pero repetitivas y lo notaremos agresivo.
Fuente: 2002 Pablo J. Saubot Alimentación
Cantidad de alimento
La cantidad de alimento suministrado depende mucho al número de peces que se encuentre cultivando, en el siguiente cuadro podemos ver el suministro de alimentación:
Tabla 5 Alimento
Cantidad de alevines Cantidad en gramos
1000 alevines 1 gramo
2000 alevines 2 gramos
Por cada 1000 alevines se suministra 1 gramo de alimento
Edad de los peces en las piscinas de Acuatilsa
Tabla 6 Fases de crecimiento de la tilapia
Edad de los peces
1 mes 2 meses 6 meses
Alevines Alevines(Los alevines que no se vendieron se les cambia a la piscina de tilapias)
22
1.2 Análisis de las distintas posiciones teóricas a cerca de los Sistemas de información
Las dos posturas tomadas sobre los Sistemas de información sustentan desde su punto de vista a la integración de procesos o elementos informáticos como el todo de un sistema de información.
“Un sistema de información es un conjunto de elementos interrelacionados con el propósito de prestar atención a las demandas de información de una organización, para elevar el nivel de conocimientos que permitan un mejor apoyo a la toma de decisiones y desarrollo de acciones.” Según, (Peña, 2006).
“Conjunto de elementos que interactúan entre sí con el fin de apoyar las actividades de una empresa o negocio. Teniendo muy en cuenta el equipo computacional necesario para que el sistema de información pueda operar y 38 el recurso humano que interactúa con el Sistema de Información, el cual está formado por las personas que utilizan el sistema.” Según, Peralta (2008).
1.3 Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones teóricas sobre el objeto de investigación
En la actualidad se busca mejorar la disposición de tecnología que ayude a desarrollar tareas con mayor rapidez y que sea eficiente para la producción de alevines de calidad idóneos para la producción con el fin de garantizar a los beneficiarios, de esta manera se sincronizara las actividades para desarrollarlas en menor tiempo tanto en las instituciones públicas como privadas.
23
Es por esto que se busca automatizar la temperatura del agua y los horarios de alimentación al ser bien ineficiente mantener la temperatura estable dentro de los rangos establecidos para su crianza y la alimentación constante para mejor desarrollo buscado resolver la problemática planteada. En los últimos años se ha visto perjudicada la producción de alevines con altos índices de mortalidad ya que no existen un control sincronizado de alimentación y control de temperatura que son los factores que más inciden para su supervivencia.
Por estas razones el trabajo de investigación se realizó en la finca ACUATILSA, de la ciudad de Puyo, Provincia de Pastaza, buscando solucionar y bajar la mortalidad al tener control de los parámetros que más inciden para tener baja sobrevivencia, teniendo como antecedente las actividades que se realizan en este laboratorio tal como la toma de datos de la temperatura y horarios de alimentación que lo realiza el encargado.
Ante esto, apoyado de la respectiva investigación se plantea la intervención en el problema detectado, realizando el análisis respectivo para conocer las necesidades específicas y plantear el desarrollo Implementación de un Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines.
1.4 Conclusiones parciales del capítulo
La sustentación teórica del presente trabajo de investigación, es de suma importancia para el desarrollo de la automatización realizada en el laboratorio de producción de alevines de tilapia en la finca ACUATILSA, debido a que se detalla antecedentes sobre el objeto de estudio, sobresaliendo los conceptos más relevantes citados por distintos autores, el cual permitió detectar, conceptualizar la información que fue relevante para la elaboración del sistema de automatización.
El sistema de automatización puede realizar grandes cambios en el área piscícola garantizando a la sociedad la producción de alevines con índices bajos de mortalidad, así como costos inferiores a los manejados en la actualidad.
24
CAPITULO II MARCO METODOLÓGICO Y PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA
2.1 Caracterización de la empresa Acuatilsa
La presente tesis está orientada al sector privado, específicamente al desarrollo de la empresa Acuatilsa Implementación de un Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines
Misión
La empresa Piscícola ACUATILSA tiene como misión la producción de alevines, así como brindar productos frescos, de calidad al mejor precio y en un lugar ordenado y agradable
Visión
Para el 2020 ser en la zona la primera industria de Piscicultura, en Pastaza alcanzando ámbito nacional, liderando en la automatización de procedimientos tecnológicos de producción.
Caracterización del Sector:
La finca ACUATILSA se encuentra ubicada en la vía Puyo - Baños, Parroquia Mera, Sector Pindo Mirador en el Cantón Pastaza, Provincia de Pastaza, este proyecto piscícola tiene como objetivo brindar alevines de buen crecimiento, gran demanda comercial, rusticidad para su manejo, resistencia a enfermedades, acepta alimento concentrado y permanente disponibilidad de semilla, al mejor precio para los usuarios.
25
Acuatilsa está constituida por tres áreas: la primera es la área de producción de tilapia con 40 piscinas de tierra que serán comercializadas en un punto de venta en la cuidad de Puyo, la segunda área es la de reproducción con 20 piscinas de tierra donde se encuentran línea de reproductores de buena línea genética y la tercera área es el laboratorio de producción de alevinaje que tiene 20 tanques de plástico con un contenido de 1000 lts cada uno y 10 tanques de cemento de 1 x 4 m produciendo un total de 10000 alevines de tilapias en esta área se busca controlar las condiciones de la temperatura del agua y provisión de alimento a los alevines.
Figura 7 Estanque de Alevines
26 Caracterización del Problema
ACUATILZA, es una empresa dedicada a la producción piscícola de varias especies, nativas y exóticas, comercializa peces en diferentes edades, el crecimiento que está alcanzando, crea la necesidad de tecnificar los procesos productivos para hacerlos más eficientes, corrigiendo problemas en el suministro de alimento y control de temperatura del agua en los estanques de crianza de los alevines, teniendo un alto índice de mortalidad.
2.2 Descripción del procedimiento metodológico para el desarrollo de la investigación
Métodos
En la presente tesis se utilizamos dos tipos de métodos deductivos y los inductivos. En concordancia con Bernal (2006) mediante estos métodos nos han podido llevar a la recolección de información utilizando variables de investigación las cuales nos permitirá dar una opinión personal en este trabajo en la empresa Acuatilsa, investigación bibliográfica el cual podremos realizar una investigación y podremos incluirlo en la bibliografía
Método de apoyo Eclecticismo “Paradigma Ecléctico”
Este método nos permitirá la recolectar información relevante y necesaria para la presente tesis para obtener un concepto más apropiado el cual nos permitirá construir una teoría endémica del investigador
Además, también aplicamos el método eclecticismo en el proceso de la misma ya que brindan pautas, teorías, estilos, ideas o metodologías el cual permitirá al desarrollador adaptar un Sistema automatizado lo más real posible en donde se vaya a implantar
27 Diseño de la investigación de campo
Población
Tomando en consideración al sector piscícola que vamos a investigar de acuerdo a las necesidades encontradas por el productor durante el desarrollo, viendo la necesidad del número de productores dedicados a la venta de alevines de tilapia con una población reducida, abarcamos al 100% de los participantes en el proceso productivo para aplicar la encuesta a 30 piscicultores en la provincia de Pastaza.
Muestra
La muestra para la investigación fue tomada en base a las necesidades de los piscicultores con el que se procede a estratificar la muestra con un total de 30 productores.
Tabla 7 Edad de los peces
Tabla 8 Productores de Pastaza Edad de los peces
1 mes 2 meses 6 meses
Alevines Alevines(Los alevines que no se vendieron se les cambia a la piscina de tilapias)
Tilapias
Participantes No
Productores piscícolas de Pastaza 30
28 Técnicas
Observación directa
Esta técnica esencial en este proyecto ya que nos permitirá enfocar correctamente los procesos que se realizan durante el proyecto nos permitirá levantar los requerimientos para la automatización.
Encuesta
Con la finalidad de tener la información de las actividades que se realizan y los procesos que en base a estos conceptos para nuestro caso se aplicó un tipo de encuesta dirigida a los piscicultores de la provincia de Pastaza, Anexo No 1.
Entrevista
Con la finalidad de tener información de las actividades que se ejecutan dentro de la finca en lo que se refiere a temperatura del agua y alimentación de los alevines, mantenimiento y de acuerdo al nivel de educación del personal de campo se consideró apropiado utilizar la entrevista al (técnico, gerente) de la empresa Acuatilsa Anexo No2.
Instrumentos
La encuesta nos sirvió para tener información de los procesos que realizan los piscicultores de Pastaza, Anexo No
Las entrevistas son muy útiles para el análisis del proyecto se utilizó con la finalidad de tener información de las actividades realizadas en la finca Acuatilsa Anexo No Observación complemento del diario de campo de la entrevista permitirá con el
29
2.3 Propuesta del investigador: implementación de un sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre.
Para el planteamiento de la propuesta primero se realiza el análisis de los resultados de la encuesta ejecutadas al propietario.
Análisis e interpretación de resultados.
Tabla 9 Suministro de alimento a los peces de la finca
N O PREGUNTA ALTERNATIVA FRECUENCIA %
1
¿Lleva usted un registro del suministro, de alimento que proporciona a los peces de su finca?
SI 10 33
NO 20 67
TOTAL 30
Análisis de resultados: El mayor número de piscicultores no llevan ningún registro de las actividades que realizan en la finca.
Interpretación de resultados: conforme con la tabla 9 y la figura 9 el 33% de los que se les realizo la encuesta indicaron que si llevan el registro del suministro de alimento, mientras que un 67% no tienen ningún registró.
67% 33%
¿Lleva usted un registro del suministro, de alimento que
proporciona a los peces de su finca?
no si
Figura 9 Análisis sobre el registro de alimento
30 Tabla 10 Lleva registro en su Empresa
N O PREGNTA ALTRNAIVAT FRECUENCIA %
2 ¿El sistema de registro que utiliza en su empresa es?
Manual 8 27
Digital 2 6
NO TIENEN 20 67
Total 30
Análisis de resultados: El mayor número de piscicultores no llevan ningún registro en la finca.
Interpretación de resultados: como se puede apreciar en la tabla 10 y la figura 10 se interpreta que un 67% de los encuestados dijeron que no tiene un sistema de registro, mientras que un 27% de los encuestados lleva el registro, pero este solo es manual y un 6% lleva un registro digital.
Manual 27%
Diigital 6% No lleva
67%
¿ El sistema de registro que se utiliza en su empresa es?
Manual
Diigital
No lleva
Figura 10 Análisis sobre el registro que utiliza
31 Tabla 11 Utiliza instrumentos ambientales
N O PREGUNTA ALTERNATIVA FRECUENCIA %
3 ¿Utiliza Equipos e instrumentos para medir factores ambientales?
SI 3 33
NO 27 67
TOTAL 30
Análisis de resultados: Es necesario que los piscicultores manejen varios instrumentos para medir factores ambientales.
Interpretación de resultados: Como se puede apreciar en la tabla 11 y la figura 11 el 10% de los encuestados dijeron que si utilizan instrumentos ambientales, frente a un 90% que no manejan instrumentos ambientales.
SI 10%
NO 90%
¿Utiliza Equipos e instrumentos para medir
factores ambientales?
SI
NO
Figura 11 Análisis de instrumentos ambientales
32 Tabla 12 Factores ambientales
Análisis de resultados: es necesario que los piscicultores manejen varios instrumentos para medir factores ambientales.
Interpretación de resultados: de acuerdo con la tabla 12 y la figura 12 podemos decir que los factores que están sujetos a ser controlados con mayor frecuencia son los horarios de alimentación con 30% así como la temperatura del agua con 25%, el oxígeno en el agua con 21%, otros con el 14%, el pH con el 6% mientras que la turbidez del agua con 4%.
4%
6%
30%
25% 21%
14%
Enumere los factores que son sujetos de control
Turvides del agua
ph
Horario de alimentacion temperatura del agua
Oxigenacion del agua
Otros
33 Tabla 13 Invertira en un sistema automatizado
N O PREGUNTA ALTERNATIVA FRECUENCIA %
5
¿Estaría dispuesto a invertir en un sistema automatizado para su empresa piscícola?
SI 25 83
NO 5 17
TOTAL 30
Análisis de resultados: los piscicultores estarían de acuerdo en invertir en un sistema automatizado para su empresa el cual sea eficiente y bajo en costo.
Interpretación de resultados: de acuerdo con la tabla 13 y la figura 13 el 17% de los encuestados dijeron que no, frente a un 83% que si estarían dispuestos a invertir en un sistema automatizado.
Fuente Elaborado por el Investigador
83% 17%
¿Estaria dispuesto a invertir en un sistema automatizado para
su empresa piscicola ?
SI NO
34 Tabla 14 En área automatizaría
N O PREGUNTA ALTERNATIVA FRECUENCIA %
6 ¿En qué tarea productiva Automatizaría?
Producción 7 23
Reproducción 1 4
Alevinaje 22
Total 30
Análisis de resultados: La mayoría de la población encuestada se rige a un orden de procesos preestablecidos los cuales pretenden que sean automatizados.
Interpretación de resultados: De acuerdo con la tabla 14 y la figura 14 el 4% de los encuestados dijeron que las áreas reproductivas desean automatizar, la producción con 23% frente a un 73% que implementaría este sistema en alevinaje
Tabla 2.6 Suministro de alimento a los peces de la finca
23%
4%
73%
¿
En que tarea productiva Automatizaria?
Produccion 7
Reproduccion
Alevinaje
35 Análisis de información
Después del análisis y la encuesta realizado a los propietarios de las diferentes fincas y la entrevista al gerente de la finca Acuatilsa el cual tuvimos un aceptación y compromiso para hacer uso parcial de las instalaciones del lugar, el investigador ha visto la necesidad de implementar una automatización de Alevinaje siendo el área con mayor índice de mortalidad y mayor cuidado en esa etapa de crecimiento. Dando como solución la cual nos permitirá controlar la temperatura del agua ya que es fundamental para el crecimiento de los alevines manteniendo una temperatura estable y una alimentación en horarios establecidos mejora el índice de mortalidad de los alevines y su crecimiento en esa etapa
La automatización nos permite la medición de los principales parámetros físicos- químicos del agua (alimentación y Temperatura) de forma remota implementando un módulo de hardware dentro de un estanque cuya función es de capturar en todo momento las muestras de cada una de las mediciones y enviarlas a través de internet hacia un servidor con el objeto de visualizarlas por medio de una página web, permitiendo administrar, a la información en forma directa sin necesidad de estar frente al estanque
Al implementar un sistema automatizado nos admitiría acceder desde un usuario a la información sin importar si nos encontramos en el la finca Acuatilsa tendremos un control total del portón de alimentación, bomba de agua y ortos sensores que estarán instalados para el controlo
Figura 15 Esquema del funcionamiento del sistema propuesto
36
El prototipo a desarrollarse se utilizara una placa electrónica programable de marca Arduino se desarrolla en base a una placa electrónica programable Open Hardware y servirá de controlador ,la que se encargara de recibir las mediciones desde los sensores temperatura, los mismos que estarán en el estanque y controla una bomba de agua la cual se prendera si la temperatura del agua aumenta y a su vez si el agua se enfría se prendera el termostato para tener una temperatura adecuada del agua y un portón alimentador para la alimentación de los alevines. El Arduino es una placa que trabaja conjuntamente con shield para comunicaciones nos admitirá envira información a la base de datos que estará en un servidor
El encargado para recibir la información será un servidor centos 5.0 el cual estará instalado y levantado todos los servicios requeridos utilizando una base de datos phpmyadmin.se desarrollara una interfaz web la cual nos permite visualizar los datos recibidos de la pecera a través de un hardware construido con Arduino y los sensores utilizados
37 2.4 Conclusiones parciales del capítulo
De acuerdo a la entrevista realizada al propietario de la Finca Acuatilsa, los horarios de alimentación no se cumplen por olvido del encargado, además que se desperdicia el alimento de los peces por no saber suministrar correctamente el alimento y no se controla la temperatura para su adecuado desarrollo en cada piscina, causando pérdida económica.
Como podemos darnos cuenta en la entrevista realizada a los productores, las preguntas han sido bien estructuradas de acuerdos a las necesidades teniendo una considerable aceptacion por lo que nosotros tomamos la iniciativa de realizar la implementacion de sistema para el control de la temperatura y horarios de alimentacion en la Finca “ACUATILSA” lo cual hara que las actividades que se deben realizar sean eficacez y en menor tiempo optimizando los recursos disponibles.
La Implementación de un Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines seria precisamente el indicado para solucionar dichos problemas en la Finca Acuatilsa en la etapa de alevinaje.
Las actividades de recopilación, procesamiento, análisis e interpretación de datos, producto de la investigación, aplicando las pertinentes herramientas investigativas, requieren de un estudio profundo y con técnicas aplicadas concienzudamente para obtener resultados veraces, coherentes y que permitan palpar la realidad de la necesidad de a la automatización del control de temperatura del agua y alimentación de los alevines.
38
CAPITULO III VALIDACION Y EVALUACION DE RESULTADOS DE LA APLICACION DE LA PROPUESTA
3.1 Implementación de un sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre
Objetivos
Objetivo General
Implementar un Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre.
Objetivos específicos
Diseñar las distintas interfaces del sistema automatizado.
Implementar el código necesario para la ejecución de nuestro sistema automatizado
Implementación de un Sistema automatizado para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines utilizando una plataforma con software libre
Justificación de la propuesta
La producción piscícola de la empresa Acuatilsa se fundamenta en la crianza y reproducción de alevines en tal virtud la necesidad de mejorar la producción de alevines de la finca Acuatilsa a través de la automatización de los procesos que intervienen en su crecimiento, que se detallan a continuación.
Automatizar el control de la alimentación de alevines
Automatizar el control de temperatura del agua
39
De acuerdo a la nueva matriz productiva del país, en el cual se requiere el incremento anual de alimentos para la población, debido a esto, los piscicultores tienen la necesidad de aumentar su producción, por lo que es necesario hacer uso de la tecnología para crear un sistema de automatización para la alimentación y controlar la temperatura del agua, siendo innovador y de mucha ayuda para la comunidad e industria piscicultora de la región y el país. Tomando en cuenta las consideraciones previas, se plantea una solución basada en herramientas de tecnología de información, que permita optimizar recursos y garantizar el correcto crecimiento de los alevines generando ganancias y mayores ingresos al dueño de la finca Acuatilsa.
Estudio de factibilidad
Técnico
Se realizó una evaluación de la tecnología existente en Acuatilsa donde se realizó el sistema automático, este estudio estuvo destinado a recolectar información sobre los componentes tecnológicos que posee y la posibilidad de hacer uso de los mismos en el desarrollo e implementación del sistema propuesto. Se evaluó bajo los enfoques de Hardware y Software.
Tabla 15 Hardware mínimo
Descripción Mínimo Óptimo Cantidad
Computador PH Core i3 Core i7 1
Memoria Ram 2 GB 4 GB
Disco Duro 500 GB 1 TB
40 Tabla 16 Recursos de hardware
Descripción Mínimo Óptimo Cantidad
Servidor Hosting
Servidor Hosting
1 GB en disco
1 Base Sql Server
- 6 GB espacio en
disco y transferencia de 90 GB - Espacio web limitado al total
- Base Sql Server ilimitado
1
Recursos software
Tabla 17 Recursos software
Software Descripción
Sistema Operativo Windows server 2012
Net Framework 4.5.2
Sql Server 2008
Navegador Web compatible con HTML 5 Opera, Firefox, Chrome
Factibilidad económica
A continuación, se presenta un estudio que dio como resultado la factibilidad económica del desarrollo del software. Se determinaron los recursos para desarrollar, implementar y mantener en operación del software programado.
Costos por desarrollo
Tabla 18 Gastos que se invierten al realizar el trabajo de investigación
Recursos humanos Cantidad meses Salario mensual Salario total
Analista 1 800,00 800.00
Programador 3 800,00 2400.00
Diseñador 2 800,00 1600.00
41
Tabla 19 Gastos que se invierten al realizar el trabajo de investigación
Adquisición servicios Cantidad meses Mensual Total
Uso de Computadora 3 90,00 270.00
Servicio de Internet 3 18, 99 56.97
Dominio 3 75,00 (anual) 75.00
Total 401.97
Costos materiales
Tabla 20 Gastos que se invierten al realizar el trabajo de investigación
Materiales Costos
Materiales electrónicos 900,00
Total 900,00
Costo total del Proyecto
Tabla 21 Gastos en general que se invierten al realizar el trabajo de investigación
Total
recursos humanos 4800.00
adquisición servicios 401,97
Materiales 900,00
TOTAL 6101,97
42 Factibilidad Operativa
La factibilidad operativa depende estrictamente del personal humano disponible para el soporte y manejo del sistema.
El software no tiene restricciones al momento de crear piscinas.
El software será implantado en la finca ACUATILSA, además se impartirá la capacitación necesaria al propietario de la finca y sus técnicos para el manejo adecuado de la misma.
El mantenimiento del software se encarga el tesista cuando exista algún error inesperado en el sistema, siempre y cuando exista una negociación con el propietario de la finca Acuatilsa.
Es importante el diseño y creación de este producto porque permitirá incursionar de una forma revolucionaria al mercado y el diseño brindando grandes oportunidades de negocios en la piscicultura.
Propósito
Automatizar el proceso para el control de temperatura del agua y alimentación de alevines.
Ámbito del sistema
43 Desarrollo de la Aplicación
En la ejecución del proyecto se emplea la metodología Scrum que permite agilizar el desarrollo del software utilizando herramientas, para cubrir todo el ciclo de vida del desarrollo del sistema, mediante una serie de etapas donde se especifica los requerimientos y se modela el comportamiento del sistema utilizando el lenguaje de modelamiento unificado (UML).
Roles para el desarrollo
Los encargados en desarrollar la automatización del software son el programador de Scrum (Scrum Máster) y propietario de la finca Acuatilsa con el producto (Product Owner) los cuales son responsables de ejecución del proyecto.
Propietario del Producto (Product Owner):
El dueño de la finca Acuatilsa es el encargado de proporcionar la información o los requerimientos, necesarios para realizar la automatización del software, al facilitar la información y funcionalidades del sistema imprescindibles para su ejecución encargados de crear y mantener el Product Backlog.
Equipo desarrollador
El autor de la tesis, es el encargado de desarrollar la automatización utilizando una plataforma con software libre de acuerdo los requerimientos establecidos por el propietario del producto, en este caso seria los dueños de la finca Acuatilsa.
Scrum Master:
44 Periodos de desarrollo Scrum
Para el desarrollo de la automatización utilizando una plataforma con software libre se utilizó la siguiente metodología scrum en varios periodos.
Descripción del Proyecto (Producto Backlog)
En este periodo se realizó la identificación de los principales procesos que son fundamentales para el desarrollo de la automatización corrigiendo cualquier falencia encontrada durante este periodo.
Determinación del Sprint (Sprint Backlog):
Se identificaron 4 sprint que corresponden a los módulos que fueron identificados de acuerdo a los requerimientos del propietario de la finca Acuatilsa los mismos que serán ejecutados en el lapso de 3 semanas cada uno incorporando al final un prototipo sprint.
Ejecución del Sprint:
Luego de tomar en cuenta los requerimientos establecidos en el Sprint Backlog se concluye con cada uno de los sprints para la automatización del software.
Culminación de los Sprints:
Con la elaboración de cada una de los sprints y las pruebas realizadas con anterioridad se obtuvo el software requerido denominado SACTA (Sistema automatizado para el control de temperatura y alimentación).
Definición del Proyecto (Producto Backlog)
45 Requerimientos del cliente
El propietario de la finca Acuatilsa requiere una automatización utilizando una plataforma con software libre que permita disminuir el índice de mortalidad de la crianza de alevines:
Automatizar el proceso de alimentación de los alevines
Automatizar el proceso de control de temperatura del agua de los estanques
Este software automatizara en horarios establecidos, de pendiendo las edades, tipo de comida, porción de alimento requerido por los alevines
Automatizar el horario de limpieza de la piscina ya creada
Debe permitir agregar usuarios
Visualizar los informes generales
El sistema debe tener una zona en vivo
Priorización de requerimientos Tabla 22 Producto Backlog
Requerimiento Descripción Prioridad
R1 Ingreso al Sistema Alta
R2 Control Alta
R3 Piscina Alta
R4 Peso Talla Alta
R5 Crear usuarios Alta
R6 Gestionar informes Alta
R7 Vista rapida Alta
46 Requisitos funcionales
Tabla 23 Historia de usuario ingreso al sistema HISTORIA DE USUARIO Identificación del requerimiento: R1
Nombre Ingreso al sistema
Usuario Usuario (Administrador)
Características: Los usuarios deberán identificarse para acceder cualquier parte del sistema.
Tabla 24 Historia de usuario control zona en vivo
HISTORIA DE USUARIO Identificación del requerimiento: R2
Nombre Zona en Vivo
Usuario Administrador
Características: El sistema presentara a los usuarios una interfaz dinámica
Descripción del requerimiento: Para incrementar la interacción del usuario con el sistema, se hará uso de una barra de navegación en vivo , la cual permite ver por todos los sitios donde puede movilizarse para que no se pierda en el sistema
Tabla 25 Historia de usuario tipo piscina
HISTORIA DE USUARIO Identificación del requerimiento: R3
Nombre Tipo de Piscina
