Diseño y simulación del control de riego de cultivos a través de redes de sensores inalámbricos

Abstract

El agua dulce es en esencia el motor que da vida, por tanto debemos ahorrarla al máximo. En estos tiempos que se habla de cambio climático, el agua es el recurso natural que más en peligro se encuentra, incluso teorías políticas dicen que el agua seria el motor de futuras guerras. Así de importante es este recurso. La agricultura es una de las actividades humanas por excelencia, de ella proviene todo los alimentos que consumimos. Pero para poder mantener la producción de alimentos, debemos destinar el agua dulce apta para consumo humano, para las plantaciones y esta es una de las actividades que más agua consume. Por lo anterior se hace necesario la búsqueda de métodos y técnicas que de alguna manera ayuden en el uso dosificado del agua que requieren las plantaciones. Para ayudar en la búsqueda de dicha técnica para que los cultivos usen lo más óptimo posible el agua, empezamos por buscar en la literatura los temas que tiene que ver con los mecanismos para controlar la irrigación en los cultivos. Para ello se seleccionó un grupo de escritos para revisar cuales métodos y técnicas emplearon o propusieron para mejorar y controlar la irrigación. Todos ellos, proponen arquitecturas de dispositivos desplegados en el campo para medir y actuar en la irrigación de cultivos. Se emplearon redes de sensores inalámbricas, como estrategia de medición y control de la irrigación. Basado en esa primera idea, en este proyecto, se planteó la implementación de una arquitectura simple, con nodos sensores de humedad del suelo con características técnicas muy sencillas, de bajo costo y consumo energético bajo, con protocolos de comunicación estandarizado como ZigBee para ser desplegada en un área de prueba, y en ese primer acercamiento, observar el comportamiento de los nodos y las mediciones realizadas por estos. Una vez recolectada la información se diseñó el modelo matemático de control que se desarrolló en simulación y se pudo mirar el comportamiento del mismo bajo dos escenarios, con condiciones contrarias al normal en el cultivo, por ejemplo, un escenario se presentó una perturbación indicándole al control que hubo más aguade lo normal en el cultivo, y el otro escenario fue lo contrario, que hubo evaporación o sequedad más de lo normal en el cultivo. En todos los escenarios, la simulación 12del control mostró el comportamiento deseado para mantener el valor de referencia de humedad del suelo.