Prototype Iot solution with lora technology in agricultural crop monitoring

Esta monografía consiste en el desarrollo teórico-práctico de un prototipo de solución IoT para el monitoreo de cultivos agrícolas, implementando una de las nuevas tecnologías en el sector IoT “LoRa”, quien cuenta con un bajo consumo de energía y larga distancia (mayor a 8Km en línea de vista) entre el dispositivo transmisor y el dispositivo receptor, con el fin de conocer las variables físicas que afectan directamente al proceso de un cultivo a través de un aplicativo web. La adquisición de datos provenientes de los sensores (temperatura, humedad, radiación y Ph) tienen comunicación directa con el sistema arduino + LoRa shield, a esto se le determina como “NODO”; el nodo envía los datos a través de comunicación LoRa hacia el respectivo Gateway (concentrador). El Gateway envía los datos de cada nodo (tres nodos) a un servidor público llamado “thingspeak”, este servidor cuenta con un “id” y “canal id” para determinar que nodo está enviando la información. La información que se encuentra en cada canal se enlaza a través de un “API key” el cual permite realizar la implementación en el programa Visual Studio de un Web Service. Se diseña una Base de Datos relacional en SQL server, donde se almacenan los datos de forma ordenada para su posterior procesamiento, por medio de procedimientos almacenados en SQL server se realiza el respectivo tratamiento de la información que se va a graficar en el aplicativo web (Estadísticas, alertas, datos de sensores para cada nodo). El aplicativo web posee una interface agradable al usuario permitiendo visualizar la información de los sensores de cada nodo, estadísticas en tiempo real y alertas cuando las medidas no están dentro de los parámetros que se pueden establecer mediante el mismo aplicativo. Se presenta así un desarrollo por capítulos que incluye cada una de las herramientas utilizadas para llegar al cumplimiento de los objetivos del proyecto planteados, los cuales se dan a conocer en el Capítulo 1 que presenta la introducción general del mismo y sus alcances. En el Capítulo 2 se da a conocer el marco teórico que implica cada recurso utilizado como referencia del desarrollo. El Capítulo 3 muestra el proceso metodológico de elaboración del proyecto. El Capítulo 4 muestra los resultados y análisis obtenidos; y finalmente el Capítulo 5 brinda las conclusiones definitivas encontradas.This paper consists in the theoretical-practical development of a prototype IoT solution for the monitoring of agricultural crops, implementing a new technology in the IoT sector "LoRa", the account with low energy consumption and long distance 8Km in line of sight ) between the transmitting device and the receiver of the device, in order to know the physical variables that directly enter the process of a culture through a website. The acquisition of data from the sensors (temperature, humidity, radiation and Ph) have direct communication with the arduino system + LoRa shield, a this is determined as "NODE"; the node sends the data through LoRa communication to the respective Gateway (hub). The Gateway sends the data of each node to a public server called "thingspeak", this server has an "id" and "channel id" to determine which node is sending the information. The information found in each channel is connected through an "API key" that allows the implementation in the Visual Studio program of a Web Service. A relational database is designed in SQL Server, where the data is stored in an orderly manner for further processing, by means of stored procedures in SQL Server the respective processing of the information that is graphed in the web application is performed (Statistics, alerts, sensor data for each node). The web application has a suitable interface for the user that allows to visualize the information of the sensors of each node, real-time statistics and alerts when the measurements are not within the parameters that can be established by the same application. Then, is presented the development chapters including each of the tools used to reach the fulfillment of the objectives of the project raised, which are disclosed in Chapter 1, that presents the general introduction of the project and its scope. Chapter 2 is disclosed which involves the theoretical framework used as a reference each resource development. Chapter 3 shows the methodological process of developing the project. Chapter 4 shows the results obtained; and finally Chapter 5 provides the definitive conclusions found