Implementación de un sistema de automatización y monitorización del riego en áreas rurales desprovistas de cobertura móvil

Abstract

[ES] El proyecto propuesto se enfoca en la automatización y supervisión de un sistema de riego utilizando comunicación IoT. Se llevará a cabo en un área de cultivo donde no hay cobertura móvil ni redes disponibles ubicada aproximadamente a un kilómetro de la zona donde existe cobertura. La idea central es controlar el funcionamiento de una o varias electroválvulas utilizando varios microcontroladores como una placa Beagle Bone Black y múltiples ESP32. La Beagle Bone Black establecerá una comunicación LAN de corto alcance con los ESP32 distribuidos por la finca, los cuales estarán conectados a diversos sensores (como sensores de humedad y temperatura) y a las electroválvulas. La Beagle Bone Black contendrá el programa principal para abrir y cerrar las electroválvulas. Estas se activarán según la información recibida de los sensores o mediante un accionamiento manual. Para esto último, se consideran dos opciones: incorporar una pantalla OLED y una botonera a la Beagle Bone Black para operar manualmente las válvulas o programar horarios de riego para que la Beagle Bone Black active automáticamente el sistema en los momentos predeterminados. Otra opción es realizar estas acciones a través de una aplicación Bluetooth, accesible desde un teléfono móvil cuando esté cerca de la placa. Además, se desea tener la capacidad de controlar el sistema de riego y recibir información de la Beagle Bone Black a distancia. Para lograr esto, se emplearán módulos de comunicación inalámbrica LoRa, específicamente el módulo RYLR998, que permite comunicaciones punto a punto a distancias de más de 7 km. Se conectaría un módulo a la Beagle Bone Black y otro a un ESP32 ubicado en la zona con cobertura, configurado como estación conectada al router local. Se planea crear un servidor web en este ESP32 para que se pueda configurar el sistema de riego, abrir las válvulas manualmente, ver lecturas de los sensores, etc., todo desde un dispositivo móvil. Para proteger y organizar los componentes, se utilizará la impresión 3D para el encapsulado de los mismos.

[EN] The proposed project focuses on the automation and monitoring of an irrigation system using IoT communication. It will be carried out in a cultivation area where there is no mobile coverage and no available networks located approximately one kilometre away from the area where coverage is available. The central idea is to control the operation of one or more solenoid valves using several microcontrollers such as a Beagle Bone Black board and multiple ESP32s. The Beagle Bone Black will establish a short-range LAN communication with the ESP32s distributed around the farm, which will be connected to various sensors (such as humidity and temperature sensors) and to the solenoid valves. The Beagle Bone Black will contain the main program to open and close the solenoid valves. The solenoid valves will be activated according to the information received from the sensors or by manual actuation. For the latter, two options are considered: to incorporate an OLED display and button panel into the Beagle Bone Black to manually operate the valves or to program watering schedules so that the Beagle Bone Black automatically activates the system at predetermined times. Another option is to perform these actions via a Bluetooth application, accessible from a mobile phone when in close proximity to the panel. In addition, it is desired to have the ability to control the irrigation system and receive information from the Beagle Bone Black remotely. To achieve this, LoRa wireless communication modules will be used, specifically the RYLR998 module, which allows point-to-point communications over distances of more than 7 km. One module would be connected to the Beagle Bone Black and another to an ESP32 located in the coverage area, configured as a station connected to the local router. It is planned to create a web server on this ESP32 so that the irrigation system can be configured, valves can be opened manually, sensor readings can be viewed, etc., all from a mobile device. To protect and organise the components, 3D printing will be used to encapsulate them.