Diseño e implementación de un sistema de medición para generar mapas de rendimiento en un cultivo de tomate utilizando un vehículo terrestre no tripulado

La investigación desarrollada presenta el diseño, construcción y pruebas de funcionamiento de un sistema de monitoreo inalámbrico enfocado en la agricultura de precisión encargado de recolectar información de variables agroambientales utilizando un vehículo terrestre no tripulado. El proyecto cuenta con enforque cualitativo y cuantitativo a través de un diseño experimental con alcance exploratorio y descriptivo. Los resultados presentan un prototipo con la capacidad de cumplir las funciones requeridas en la investigación, creando un sistema que utiliza el protocolo de comunicación LoRaWAN para la transmisión de la información a una interfaz gráfica encargada de generar los mapas y almacenar los datos. Finalmente, el sistema construido se adapta a cultivos en zonas abiertas o cerradas de tipo invernadero y a pesar de estar diseñado para tomate, el agricultor puede implementar el sistema en cualquier otro tipo de siembra similar, haciendo de éste un prototipo de gran utilidad para el sector agrícola.INTRODUCCIÓN 18 1. Planteamiento del problema 20 2. Justificación 21 2.1. Impacto esperado 22 2.2. Beneficios tecnológicos 22 2.3. Beneficios económicos 23 2.4. Beneficios sociales 23 2.5. Beneficios institucionales 23 3. Alcance 25 3.1. Tipo de proyecto 25 3.2. Resultados esperados 25 4. Limitaciones y delimitaciones 26 4.1. Limitaciones 26 4.2. Delimitaciones 26 5. Objetivos 28 5.1. Objetivo general 28 5.2. Objetivos específicos 28 6. Marco referencial 29 6.1. Antecedentes 29 6.2. Marco teórico 30 6.2.1. Agricultura de precisión 30 6.2.2. Vehículo terrestre no tripulado 31 6.2.3. Humedad relativa del aire y suelo 31 6.2.4. Temperatura 32 6.2.5. Radiación solar 33 6.2.6. Sistema de información geográfica 35 6.2.7. Sistema embebido 36 6.2.8. Ingeniería de software 36 6.3. Marco legal 37 7. Diseño metodológico 39 8. Cronograma de actividades 44 9. Presupuesto 45 9.1. Gasto global 45 9.2. Gastos de personal 45 9.3. Gastos de equipos 46 9.4. Gastos de materiales 46 10. Resultados 47 10.1. Sistema de instrumentación electrónica para la medición de factores ambientales y climáticos en un cultivo de tomate 47 10.1.1. Matriz de selección para establecer los componentes necesarios para el desarrollo del sistema de medición 47 10.1.2. Diseño preliminar general del sistema de medición 61 10.1.3. Software del sistema de medición 64 10.1.4. Pruebas de funcionamiento del sistema de medición 71 10.2. Construcción del UGV para el desplazamiento entre las zanjas de un cultivo de tomate basado en técnicas de automatización 72 10.2.1. Técnicas y metodologías empleadas en la construcción de UGV’s 72 10.2.2. Componentes físicos para la construcción del UGV 76 10.2.3. Diseño de la estructura física y el esquemático electrónico del UGV 82 10.2.4. Software para el desplazamiento del UGV 84 10.2.5. Pruebas de funcionamiento del UGV 86 10.3. Generación de mapas de intensidad 88 10.3.1. Base de datos para el almacenamiento de las mediciones tomadas por el SEMANT 88 10.3.2. Interfaz gráfica para visualizar las mediciones y generar los mapas de intensidad del cultivo 89 10.4. Evaluación del desempeño del SEMANT considerando factores de interés como la autonomía, tiempo de recorrido, precisión del recorrido y cantidad de datos tomados 94 10.4.1. Autonomía del SEMANT 95 10.4.2. Tiempo de recorrido del SEMANT en el cultivo de tomate 95 10.4.3. Tecnología para el transporte y almacenamiento de los datos medidos 96 10.5. Divulgación de los resultados obtenidos con la aplicación del SEMANT 97 10.5.1. Artículo publicado en revista científica 97 10.5.2. Participación en eventos de carácter científico y/o académico 98 10.5.3. Socialización de los resultados del proyecto con la comunidad académica de la Universidad Francisco de Paula Santander 101 CONCLUSIONES 102 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 104 ANEXOS 113PregradoIngeniero(a) Electrónico(a