Desarrollo de un sistema de medición multipunto en línea para el estudio de los efectos climáticos sobre los cultivos de arroz en la meseta de Ibagué

Colombia está experimentado actualmente cambios climáticos muy importantes, generando una serie de desafíos que deben ser afrontados apropiadamente. La producción agrícola del Tolima no es ajena a esta situación, pues hace algunos años éste fenómeno climático ha tenido repercusiones sobre los cultiv...

Full description

Autores:: López Gaona, Jeisson Andrey

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2022

Institución:: Universidad de Ibagué

Repositorio:: Repositorio Universidad de Ibagué

Idioma:: spa

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E., (2013), Efectos del cambio climático en el rendimiento de tres cultivos mediante el uso del modelo Aquacrop, evaluación del riesgo agroclimático por sectores, fondo financiero de proyectos de desarrollo – FONADE e Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM. Banco Interamericano de Desarrollo – BID. Perera, K. C., Western, A. W., Nawarathna, B., & George, B. (2014). Forecasting daily reference evapotranspiration for Australia using numerical weather prediction outputs. Agricultural and Forest Meteorology, 194, 50-63. Martínez, V. D. V., García, F. G. F., Cervantes, G. G., Medina, M. D. J. F., & Casillas, H. A. M. (2015). Desarrollo y validación de una estación meteorológica automatizada de bajo costo dirigida a agricultura. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 6(6), 1253-1264. Mitra, S., & De Sarkar, A. (2014, February). Energy aware fault tolerant framework in Wireless Sensor Network. 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Cortolima - Ingeominas (2006), Evaluación Hidrogeológica del Abanico de Ibagué, disponible en página web: www.cortolima.gov.co S.L. C/ Capitán Haya, Infoagro Systems, El cultivo del arroz Guillermo, M. G., Delia, B. G. A., Ariel, R. C. J., & José, G. G. (2008). Uso de estaciones meteorológicas en la agricultura. Smith, N. G., & Dukes, J. S. (2013). Plant respiration and photosynthesis in global‐ scale models: incorporating acclimation to temperature and CO2. Global change biology, 19(1), 45-63. Izaurralde, R. C., Rosenberg, N. J., Brown, R. A., & Thomson, A. M. (2003). Integrated assessment of Hadley Center (HadCM2) climate-change impacts on agricultural productivity and irrigation water supply in the conterminous United States: Part II. Regional agricultural production in 2030 and 2095. Agricultural and Forest Meteorology, 117(1), 97-122. Cock, J., Yoshida, S., & Forno, D. A. (1976). Laboratory manual for physiological studies of rice. Int. Rice Res. Inst... Green, P. M. (2014). A wireless sensor network for in-crop sensing. Maqbool, S., & Chandra, N. (2013, September). Real Time Wireless Monitoring and Control of Water Systems Using Zigbee 802.15. 4. In Computational Intelligence and Communication Networks (CICN), 2013 5th International Conference on (pp. 150-155). IEEE. Blanchard, A., Golden, J., Morgan, R., Cai, J., Fumagalli, A., & Maloberti, F. (2003, July). Mega- Mesh sensor network design. In Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2003. IGARSS'03. Proceedings. 2003 IEEE International (Vol. 1, pp. 536-538). IEEE. Siuli Roy, A. D., & Bandyopadhyay, S. (2008, May). Agro-sense: Precision agriculture using sensor-based wireless mesh networks. In Innovations in NGN: Future Network and Services, 2008. K-INGN 2008. First ITU-T Kaleidoscope Academic Conference (pp. 383-388). IEEE.
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Gracias al interés colectivo de los grupos de investigación D+TEC y GMAE de la Universidad de Ibagué y los cultivadores de arroz de la región, surge como propuesta a estas necesidades el diseño e implementación de un sistema de medición localizado sobre los cultivos de arroz, que cuente con la capacidad de detectar micro-climas dentro del cultivo y que permita realizar el registro y monitoreo de sus variables más relevantes en su rendimiento como lo pueden ser: La temperatura y humedad del suelo, del aire, y el brillo solar.Colombia is currently experiencing very significant climate changes, generating a series of challenges that must be addressed appropriately. The agricultural production of Tolima is not unaware of this situation, since some years ago this climatic phenomenon has had repercussions on agricultural crops such as rice. As a response to this situation, this development project seeks to make a contribution to the technification of agricultural practices, creating precision farming tools that will make it possible to know the specific needs of rice crops for optimum performance. Thanks to the collective interest of the research groups D+TEC and GMAE of the University of Ibagué and the rice growers of the region, the design and implementation of a measurement system located on the rice crops, which has the capacity to detect microclimates within the crop and that allows the recording and monitoring of its most relevant variables in its performance, such as The temperature and humidity of the soil, air, and sunshine.PregradoIngeniero ElectrónicoResumen.....VI Lista de figuras.....X Lista de tablas.....XI Introducción.....13 1. Motivación y Justificación.....15 1.1 Marco de referencia.....20 1.2 Marco Teórico.....22 1.2.1 El sitio de Estudio.....22 1.2.2 El cultivo de Arroz y su Relación con el ambiente.....22 1.2.3 Instrumentación Remota.....24 1.2.4 IOT – Internet de las cosas.....24 1.2.5 Agricultura de Precisión.....26 1.3 Objetivos.....28 1.3.1 Objetivo General.....28 1.3.2 Objetivos Específicos.....28 1.4 Metodología.....29 2. Desarrollo del Proyecto.....30 2.1 Sistema de Medición – Sensores.....32 2.1.1 Dispositivos de Referencia.....32 2.1.2 Sensor de Temperatura y Humedad relativa del Aire.....33 2.1.3 Sensor de Intensidad UV.....36 2.1.4 Sensor de Intensidad de Luz, UV e Infrarrojo - Flora.....37 2.1.5 Sensor de Temperatura DS18B20.....38 2.1.6 Sensor de Temperatura PT100-3.....40 2.1.7 Sensor de Humedad del suelo 200SS.....41 2.1.8 Sensor de Temperatura LM35.....42 2.1.9 Modulo GPS GP-20u7.....43 2.2 Sistema de Control.....44 2.3 Sistema de Transmisión.....45 2.4 Sistema de Alimentación.....48 2.5 Diseño Modulo AgroSensor.....50 2.6 Diseño Modulo AgroSensor – Nodo Colector.....58 2.6.1 Sistema de control – AgroSensor Colector.....58 2.6.2 Sistema de recepción – AgroSensor Colector.....60 2.6.3 Conexión a internet – AgroSensor Colector.....60 2.6.4 Sistema de alimentación – AgroSensor Colector.....61 3. Resultados.....62 3.1 Resultados – Desarrollo Módulo AgroSensor.....63 3.2 Resultados – Desarrollo Módulo AgroSensor Colector.....66 3.3 Resultados – Plataforma virtual (ThingSpeak).....67 3.4 Resultados – Instalación del AgroSensor en campo.....71 4. Conclusiones.....74 5. Trabajo Futuro.....75 Referencias.....76 Webgrafía.....7979 páginasapplication/pdfLópez Gaona, J. A. (2022). Desarrollo de un sistema de medición multipunto en línea para el estudio de los efectos climáticos sobre los cultivos de arroz en la meseta de Ibagué. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4895https://hdl.handle.net/20.500.12313/4895spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería Electrónica“Cambios climáticos afectan el cultivo de Arroz en el Mundo”, Proceedings of the National Academy of Sciences’ (PNAS)Fernández M. (2013). Efectos del cambio climático en el rendimiento de tres cultivos mediante el uso del Modelo AquaCrop, Fondo Financiero de Proyectos de Desarrollo – FONADE, Instituto de Hidrología, Meteorología Y Estudios Ambientales – IDEAM. Banco Interamericano de Desarrollo - BID.Cortés C., Bernal J, Díaz E., Méndez J. (2013)."Uso del modelo aquacrop para estimar rendimientos para el cultivo de arroz en los departamentos de Tolima y Meta", Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación FAO, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Colombia.Steduto, P., Hisao, T. C., Raes, D., & Fereres, E. (2009). AquaCrop—the FAO crop model to simulate yield response to water: I. Concepts and underlying principles. Agronomy Journal, 101(3), 426-437.DANE. (2013). Encuesta Nacional de Arroz Mecanizado II Semestre 2013. Boletín de Prensa DANE.Barona, E. (2010). Importancia de la semilla de arroz. Revista Arroz.FAOSTAT. (2013). Statistics database. Disponible en página web: www.faostat.fao.orgFEDEARROZ (2002). SAC: Sociedad de Agricultores de Colombia. Ministerio de Medio Ambiente, GUIA AMBIENTAL DEL ARROZ.FAO (2014). Volumen XVII, Edición No1, Seguimiento del mercado de arroz de la FAOFEDEARROZ (2014). Estadísticas en importaciones, disponible en página web: www.fedearroz.com.coLi, X. H., Cheng, X., Yan, K., & Gong, P. (2010). A monitoring system for vegetable greenhouses based on a wireless sensor network. Sensors, 10(10), 8963-8980.Lloret, J., Garcia, M., Bri, D., & Sendra, S. (2009). A wireless sensor network deployment for rural and forest fire detection and verification. Sensors, 9(11), 8722- 8747.Gutierrez, J., Villa-Medina, J. F., Nieto-Garibay, A., & Porta-Gándara, M. Á. (2014). Automated irrigation system using a wireless sensor network and GPRS module. Instrumentation and Measurement, IEEE Transactions on, 63(1), 166-176.Kim, Y., Evans, R. G., & Iversen, W. M. (2008). 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Generation of Spectral– Temporal Response Surfaces by Combining Multispectral Satellite and Hyperspectral UAV Imagery for Precision Agriculture Applications.Cortolima - Ingeominas (2006), Evaluación Hidrogeológica del Abanico de Ibagué, disponible en página web: www.cortolima.gov.coS.L. C/ Capitán Haya, Infoagro Systems, El cultivo del arrozGuillermo, M. G., Delia, B. G. A., Ariel, R. C. J., & José, G. G. (2008). Uso de estaciones meteorológicas en la agricultura.Smith, N. G., & Dukes, J. S. (2013). Plant respiration and photosynthesis in global‐ scale models: incorporating acclimation to temperature and CO2. Global change biology, 19(1), 45-63.Izaurralde, R. C., Rosenberg, N. J., Brown, R. A., & Thomson, A. M. (2003). Integrated assessment of Hadley Center (HadCM2) climate-change impacts on agricultural productivity and irrigation water supply in the conterminous United States: Part II. Regional agricultural production in 2030 and 2095. 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First ITU-T Kaleidoscope Academic Conference (pp. 383-388). IEEE.info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Sistema de medición multipunto en línea para el estudio de los efectos climáticos - Desarrollo sobre los cultivos de arroz en la meseta de IbaguéDesarrollo sobre los cultivos de arroz en la meseta de Ibagué - Sistema de medición multipunto en línea para el estudio de los efectos climáticosAgricultura de precisiónInstrumentaciónInternet of thingsPrecision agricultureInstrumentationInternet of thingsDesarrollo de un sistema de medición multipunto en línea para el estudio de los efectos climáticos sobre los cultivos de arroz en la meseta de IbaguéTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionPublicationORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf5197895https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/3a59af04-d90c-4ae4-ad85-cb47e10d026c/download03cbca44b04812baef2bbdf2ae905f89MD51Anexos.zipAnexos.zipapplication/zip147445545https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/736892c1-ac1d-4c91-926b-5fd83aedd6b4/download2e1076abc14da41ec8a34b2940ae80c9MD52Formato de autorización (8).pdfFormato de autorización (8).pdfapplication/pdf2252952https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/dd094f62-8a2c-4c71-8510-f77d56d40a03/downloaddff8bcfa275a8f169b60737cae9a5cf9MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8134https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/ef16758e-4f16-4bc9-a792-358ebdee0be2/download2fa3e590786b9c0f3ceba1b9656b7ac3MD54TEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain103362https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/83649898-5f27-4b87-b791-05422b687a8d/download193919f6638970172fac3c6f9e4852daMD59Formato de autorización (8).pdf.txtFormato de autorización (8).pdf.txtExtracted texttext/plain27https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/bd09257c-a91e-413e-9d45-294dabeed336/download9765db4892e857e3dbc0ecfd6b96404eMD511THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12961https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/9feea32c-48e2-4289-bcaf-fecf70194fe4/download36c49ebd6ec46cb4384965b55b8f0c83MD510Formato de autorización (8).pdf.jpgFormato de autorización (8).pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg24446https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/3818ba99-e9c0-4f43-8310-8f7b061d47dd/downloade40d86a07b123c5770a0de361e1aabd4MD51220.500.12313/4895oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/48952025-08-13 01:05:02.363https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/https://repositorio.unibague.edu.coRepositorio Institucional Universidad de Ibaguébdigital@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyBBdHRyaWJ1dGlvbi1Ob25Db21tZXJjaWFsLU5vRGVyaXZhdGl2ZXMgNC4wIEludGVybmF0aW9uYWwgTGljZW5zZQ0KaHR0cHM6Ly9jcmVhdGl2ZWNvbW1vbnMub3JnL2xpY2Vuc2VzL2J5LW5jLW5kLzQuMC8=

Desarrollo de un sistema de medición multipunto en línea para el estudio de los efectos climáticos sobre los cultivos de arroz en la meseta de Ibagué

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