AGRICULTURA DIGITAL 72 • El segundo grupo lo forman los nodos de comunicación, también llamados 'Dataloggers'. Estos dispositivos tienen la función de controlar los sensores, alimentarlos energéticamente y enviar los datos obtenidos a la plataforma. Los nodos son por lo tanto un elemento clave y tienen que adaptarse a las circunstancias adversas que presentan las explotaciones agrícolas. Puesto que se suelen instalar en lugares remotos, los nodos deben ser autosuficientes energéticamente y compatibles con varios sistemas de comunicación (GSM, SigFox, LoraWan...), que garanticen el envío de datos en casi cualquier zona. Para ser autosuficientes, los nodos disponen de una batería de Li-Ion de 2600mAh y 3.7V que se recarga a través de un panel solar de 250 mA, lo que garantiza su funcionamiento durante toda su vida útil sin necesidad demantenimiento. Otra característica indispensable es que son compatible con una gran variedad de sensores comerciales, de forma que el agricultor puede elegir el sensor que mejor se adapte a su finca, cultivo o necesidades. • En el último grupo se encuentra el servidor, que va a ser el encargado de almacenar los datos capturados por los sensores y calcular las distintas estrategias de riego. Para hacerlo funcionar se necesita un ordenador, y en este trabajo se ha optado por utilizar un miniordenador llamado Raspberry Pi, de bajo coste y consumo energético reducido. PLATAFORMA CON INTERNET DE LAS COSAS (IOT) Como se observa en la siguiente Figura 2, la plataforma desarrollada se puede dividir en tres partes fundamentales que se conectan entre si a través de una API (Interfaz de programación de aplicaciones): • En la primera capa se encuentran los dispositivos de toma de datos, formados por las sondas de humedad que están conectadas a los nodos de comunicación. Estos dispositivos utilizan la tecnología de comunicación LPWAN (Low Power Wide Area Networks) para envían los datos de humedad de suelo, obtenidos por las sondas, a la segunda capa de la plataforma. • La segunda capa es la correspondiente al servidor, donde se encuentra toda la lógica de la aplicación. Se ha utilizado el framework de Django (https://docs. djangoproject.com/), de desarrollo web y de código abierto, programado en Python, que sigue un patrón de diseño conocido como Modelo-Vista-Controlador (MVC). Este servidor tiene tres funciones principales. Por un lado, se conecta de forma automática con la API de la AEMET (Agencia Estatal de Meteorología) y la página web de elTiempo.es para obtener las previsiones climáticas en la explotación. En segundo lugar, se encarga de almacenar en una base de datos, en este caso es MySQL, todos los datos que obtienen los sensores, las variables climáticas de la explotación, las características del sistema de riego, los parámetros agronómicos de cada sector de riego (localización, tipo de suelo, características del cultivo, etc.), los parámetros definidos por el usuario (estrategia de riego, riego diario máximo) y los datos climáticos. Por último, es el encargado de ejecutar el algoritmo que calcula las dosis de riego. Este algoritmo utiliza los datos almacenados en la base de datos para obtener, de forma automática, el tiempo que el sistema de riego tiene que estar funcionando para aplicar el agua que el cultivo necesita. Cuando el usuario accede a la pagina web indirectamente se está conectando con este servidor, el cual está programado para responder a cada petición que el usuario le demanda. • La última capa es la aplicación web, que contiene la interfaz gráfica de la aplicación. Esta capa es la encargada de interactuar con el usuario. En ella se muestran los valores de los sensores y el calculo de la programación de riego de forma gráfica. Además, en la aplicación web el usuario puede editar la configuración de las estrategias de riego y las características de su explotación de forma muy simple e intuitiva. Para su desarrollo se ha utilizado la librería ReactJS. PROGRAMACIÓN DEL RIEGO En la aplicación se puede escoger entre dos tipos de estrategias: • Reponer al 100% las necesidades de agua • Riego deficitario controlado (RDC). La Figura 3 muestra un esquema del cálculo de la programación del riego en función de la estrategia escogida. La programación de riego por defecto utiliza la estrategia de reponer 100% las necesidades hídricas y calcula el Figura 2. Arquitectura del sistema IoT. Fuente: elaboración propia.
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