Monitorização de variáveis em culturas agrícolas

Abstract

O incremento da procura de produtos alimentares leva as produções agrícolas a aumentarem a sua dimensão, para conseguirem satisfazer as necessidades da população. De há uns anos a esta parte, o setor alimentar tem-se transformado radicalmente, tornando-se altamente tecnológico. A aposta em tecnologia fez com que houvesse maior produtividade e qualidade de produto, a um preço substancialmente mais baixo. Ainda assim, existe um importante potencial de melhoria face a fatores prejudiciais para as culturas, tais como pragas, défices de nutrientes, níveis desadequados de humidade e clima. Atualmente, existem duas grandes técnicas de cultivo, sendo elas a tradicional e a hidropónica. Esta última, pelo facto de se realizar em ambientes controlados (estufas), tem como principais vantagens a redução significativa de pragas, bem como de problemas climáticos. Esta dissertação descreve o desenvolvimento de um sistema de monitorização de variáveis para fins agrícolas. O sistema desenvolvido pode ser usado para monitorizar o solo (culturas em solo), ou soluções nutritivas (culturas hidropónicas). O sistema é composto por uma Wireless Sensor Network (WSN) com nós sensores e um nó central. O nó sensor é dotado de três sensores: temperatura, humidade e condutividade. Estes dados, devidamente lidos e processados, são enviados sem fios para o nó central. O nó central deverá estar ligado a um computador onde uma aplicação gráfica estará em execução. Esta aplicação será responsável por processar, guardar e mostrar a informação dos nós ligados em rede. Cada nó sensor pode ser visualizado quanto ao seu estado (ativo, inativo). Podem também ser identificados erros relacionados com os sensores e, por último, pode obter-se uma análise gráfica da evolução de cada uma das variáveis (temperatura, humidade e condutividade). Pretende-se dar continuidade ao desenvolvimento deste protótipo para o tornar num produto comercializado a breve prazo.

The increase in demand for food products derives agricultural production to increase their size, in order to satisfy the needs of the population. Since a few years ago, the food industry has changed radically, becoming high-tech. The use of technology in agriculture leads to enhanced productivity and product quality, at a substantially lower price. Yet, there is a significant potential for improvement in what regards harmful factors to crops, such as pests, nutrient deficiencies, inadequate levels of humidity and weather. Currently, there are two major farming techniques: the traditional and hydroponics. The last one, being used in controlled environments (greenhouses), has some advantages such as the significant reduction of pests or weather effects. This dissertation describes the development of a monitoring system of variables for agricultural purposes. The system developed can be used to monitor the soil (soil cultures), or nutrient solutions (hydroponic cultures). The system uses a Wireless Sensor Network (WSN), composed by sensor nodes and by a coordinator node. The sensor node is composed by three sensors: temperature, humidity and conductivity. These data, properly read and processed, are sent wirelessly to the coordinator node. The coordinator node should be connected to a computer where a graphical application will be running. This application will be responsible for processing, storing and display the information of the nodes connected in a network. The status of each sensor node can be consulted. Errors related with sensors can be identified and a graphical analysis of the evolution of each of the variables (temperature, humidity and conductivity) is possible. The development of the prototype is expected to continue into a marketed product in the near future.