En este sentido, para verificar la optimización de la gestión del agua, se realizó una comparación de un sistema de riego IoT y un sistema de riego manual tradicional. En el Capítulo IV se verifican los resultados obtenidos de la aplicación de los sistemas de Internet de las Cosas con la comparación de un sistema de riego tradicional sin criterios de optimización.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
- Descripción del problema
- Formulación del problema
- Problema General
- Problemas Específicos
- Justificación e importancia
- Justificación
- Importancia
- Objetivos
- Objetivo General
- Objetivos específicos
- Hipótesis
- Hipótesis general
- Hipótesis especificas
Cómo optimizar el uso del sistema IoT en la agricultura de la región Tacna. La implementación del sistema Internet de las cosas es eficaz para optimizar la gestión del agua en la agricultura.
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de estudio
- Antecedentes internacionales
Wireless Sensor and Actuator System for Smart Irrigation on the Cloud”, presentado en el II Foro Internacional IEEE Internet of Things, celebrado en la ciudad de Milán, Italia; Concluimos que el desarrollo de un sistema de riego inteligente puede beneficiarse enormemente del conocimiento de la dinámica del suelo y el agua. Además, se sumó el monitoreo de la humedad del suelo para evaluar las necesidades hídricas del cultivo para su adecuado y saludable desarrollo, y también se evaluó la posibilidad de optimización.
Bases Teóricas
- Internet de las Cosas
- Gestión del agua en la agricultura
Vs=La cantidad de agua almacenada en la zona radicular (m3) Vf= Agua entregada al campo o finca (m3). La eficiencia del almacenamiento de agua evalúa el almacenamiento de agua en la zona de las raíces después del riego en relación con los requisitos de agua antes del riego.
Definiciones de términos
- Máquina a máquina (M2M)
- Computación en la nube (Cloud computing)
- Microcontrolador
- Sensor
- Actuador
- Energía sostenible
- Control de procesos
Un actuador es el mecanismo mediante el cual un sistema de control actúa sobre un entorno. El sistema operativo puede ser simple (un sistema electrónico o mecánico fijo), basado en software (por ejemplo, sistema operativo de robot, controlador de impresora), humano o cualquier otra entrada.
MARCO METODOLÓGICO
- Tipo y diseño de la investigación
- Población y/o muestra de estudio
- Población
- Muestra
- Operacionalización de variables
- Definición de las variables
- Técnicas e instrumentos para la recolección de datos
- Técnicas
- Instrumentos
- Procesamiento y análisis de datos
Podemos decir por tanto que utilizaremos la tecnología para optimizar el proceso de riego de los cultivos en la agricultura. Para automatizar el proceso con un dispositivo inteligente, monitorear la cosecha desde una aplicación web y centralizar diferentes dispositivos conectados entre sí a través de un servidor remoto alojado en la nube. Nivel El nivel de gestión del agua en la agricultura en la región Tacna.
¿Cómo calificaría el nivel de gestión del agua en la agricultura en la región Tacna?
RESULTADOS
Variable independiente: Sistema de Internet de las cosas
- Uso
- Conocimiento
- Utilidad
Este indicador está vinculado a una pregunta de la encuesta realizada para determinar el conocimiento sobre un sistema de Internet de las cosas. Este indicador está asociado a una pregunta de la encuesta realizada para determinar la utilidad de un sistema de Internet de las Cosas. Sabiendo esto, piensas que la integración del Internet de las Cosas en nuestras vidas es útil.
Interpretación: Como se ve en la figura, respecto a la utilidad de integrar el Internet de las Cosas a nuestras vidas, se puede observar que el 100% de los encontrados, reconocen la importancia de implementar un sistema de Internet de las Cosas. nuestras vidas.
Variable dependiente: Gestión de agua en la agricultura
- Nivel
- Esfuerzo
- Gasto
Interpretación: Como se ve en la figura, el 50% considera que existe un nivel medio de gestión del agua, en cuanto a la gestión del agua en la agricultura, el 36% cree que el nivel es bajo, mientras que una pequeña minoría cree que es alto. Este indicador tiene una pregunta adjunta en la encuesta realizada para determinar si hay algún esfuerzo para optimizar la gestión del agua. Por lo tanto, podemos constatar que los agricultores afirman que existe un bajo esfuerzo en la gestión del agua.
Este indicador tiene una pregunta asociada en la encuesta realizada sobre el gasto realizado en gestión del agua en la agricultura.
Análisis de resultados de las encuestas
Interpretación: Se observa en la figura, respecto al gasto que se realiza en gestión del agua, que el 60% piensa que gasta mucho para pagar el agua, el 20% piensa que es medio, así como personas que piensan que es de bajo costo. para la gestión del agua. Por tanto, podemos confirmar que existe una cantidad elevada en los gatos que están hechos para el manejo del agua.
Características del sistema de riego por goteo
Resultado obtenido del sistema de riego por goteo sin optimización
- Eficiencia del transporte del agua
Como podemos ver en la Figura 9, la cantidad de agua utilizada se calculó a partir del tiempo efectivo de riego, sabiendo que el caudal es de 350 l/min. A continuación se determinó la eficiencia del transporte de agua, es decir, qué tan eficiente es el sistema de tuberías para el riego. 9,8% = es la pérdida de presión de entrada de agua debido a curvaturas en el sistema de tuberías.
Características del Sistema de Internet de las Cosas, Damla
En la figura 11 observamos la cantidad de agua utilizada para riego, dado que teníamos la misma bomba de agua, es decir una bomba de 350 l/min.
Sistema de regadío tradicional y regadío con Damla
Podemos afirmar que con el sistema de Internet de las Cosas, Damla, tenemos un menor tiempo de riego, lo que se corresponde con un mayor ahorro de agua. En la Figura 13, vemos un promedio del volumen de agua diario entre ambos sistemas. Podemos ver que con Damla conseguimos un ahorro de agua en función del tiempo de riego.
Si atendemos a los datos calculados para la media de horas de riego diarias, podemos decir que Damla ahorra 17.849 litros de agua diarios.
Contraste de hipótesis
Es decir, Damla es un 21,25% más efectivo que el tradicional sistema de goteo controlado con controladores de tiempo. Dado que nuestro valor p es menor que el nivel de significancia establecido, rechazamos la hipótesis nula y aceptamos la hipótesis alternativa. Puedo decir que se han encontrado diferencias significativas entre ambos sistemas y podemos validar que Damla es un sistema de Internet de las Cosas que optimiza la gestión del agua en la agricultura.
Costo beneficio
- Inversión Inicial para funcionamiento tecnológico
- Cuantificación económica según la mediana de riego efectivo
- Cuantificación económica de los datos registrados por mes
- Viabilidad del proyecto
Como vemos en el cuadro anterior, los costos económicos de Damla son inferiores a los del sistema de riego tradicional en S/7.84 soles diarios. En la siguiente tabla vemos la cantidad de agua en M3 consumida durante los diferentes meses y su equivalencia en soles peruanos. Como se ve en la Tabla 23, el ahorro económico total estuvo determinado por los beneficios del sistema Damla.
Como se muestra en la Tabla 25, el ahorro en beneficios se reduce significativamente si tienes una membresía única de S/.45 para dos dispositivos Damla.
DISCUSIÓN
DAMLA, SISTEMA DE INTERNET DE LAS COSAS
Damla, sistema de Internet de las Cosas para optimizar la gestión del agua en la agricultura. Internet de las Cosas se caracteriza por proporcionar una infraestructura que puede capturar, almacenar y procesar grandes cantidades de datos provenientes del sensor. La mayoría de las plataformas de IoT utilizan protocolos tradicionales basados en HTTP o MQTT para enviar datos desde un dispositivo a la nube.
En este caso, las plataformas de IoT reciben solicitudes como un servidor web y almacenan la información en una base de datos.
DISEÑO Y ENSAMBLADO DE DISPOSITIVO DAMLA
Para desarrollar la lógica de lectura de datos se tuvieron en cuenta tecnologías que tienen una visión más actual para la Industria 4.0 y el IoT Industrial. La lógica de operación física fue programada para funcionar en el microcontrolador como vemos en la figura anterior. La información de los sensores Damla se envía a nuestro servidor en la nube, de allí se envía a los actuadores Damla, los cuales activan las válvulas en la zona a regar y luego activan la bomba de agua.
En la figura 23 se puede ver el dispositivo Damla Controller a la izquierda y el dispositivo Damla Sensor a la derecha.
ÁREA DEL CULTIVO
Castra, quien me facilitó el acceso y control de una de las diversas áreas de procesamiento que poseen. El diámetro de la tubería de succión es de 2'', la tubería ingresa a la sala de control donde se ubican las bombas y queda aislada y protegida de terceros. Las áreas de plantación ya han sido modernizadas, el riego es por goteo, la eficiencia del riego con este método es de hasta el 95%.
Aspiración 350 l/min según lo recomendado por la empresa que lo instaló, que funciona de manera óptima.
INSTALACIÓN
Para realizar las pruebas, el dispositivo se instaló a aproximadamente 50 metros de la sala de control. Que el dispositivo Damla Sensors esté bien protegido y sea robusto frente a interferencias ambientales. Cuando el dispositivo se coloca en el suelo, se cubre con la misma arena que desenterramos.
Para posicionar el dispositivo, primero asegúrese de que el dispositivo no esté dañado y ajuste correctamente el tornillo que sujeta el cable blanco.
MANUAL DE USUARIO
La humedad del suelo se encuentra en la sección Descripción general punto 4. La humedad del suelo se mide a través del dispositivo Damla Sensor, el cual tiene un rango de trabajo de 0 a 100. La humedad del aire ambiente se encuentra en el punto 5 en la sección Descripción general. El dióxido de carbono o CO2 en el medio ambiente se encuentra en el punto 6 del apartado Descripción general.
El nivel de radiación UV ambiental se encuentra en el punto 7 de la sección Descripción general.
COSTO DE INVESTIGACIÓN
DATASHEETS DE SENSORES Y MICROCONTROLADOR
El sensor DHT22 le permite controlar la temperatura y la humedad relativa de forma precisa y sencilla a bajo coste. Integra un sensor de humedad capacitivo y un termistor para medir el aire ambiente, y muestra los datos a través de una señal digital en el pin de datos (no tiene salida analógica). Este sensor de humedad del suelo es capaz de medir el nivel de humedad del suelo donde se inserta, mediante detección capacitiva, en lugar de la detección resistiva que utilizan otros sensores.
Este sensor de radiación ultravioleta es capaz de detectar la radiación UV solar mediante un sencillo chip UVM-30A.
