Tecnologia LoRa para otimização do manejo da irrigação em morangueiro
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| Autor Principal: | |
|---|---|
| Data de Publicación: | 2025 |
| Formato: | Doctoral thesis |
| Idioma: | por |
| Fonte: | Repositório Institucional da UPF |
| Download full: | https://repositorio.upf.br/handle/123456789/9606 |
Summary: | The accelerated growth of the Internet of Things (IoT) market has driven the development of new technologies in the areas of microelectronics, wireless communication, and microprocessors. However, limited internet connectivity in rural areas and the high cost of traditional irrigation monitoring systems restrict producers' access to these technologies. Thus, we sought to develop a low-cost, low-energy smart irrigation system using LoRa technology, capable of measuring and sending data on agrometeorological and substrate variables efficiently, improving irrigation management, production, and quality of strawberry fruits. SHT20, SKU SEN0193 V2.0, and DS18b20 sensors were calibrated and tested under real-world conditions, with data stored in InfluxDB and visualized via Grafana. The hardware, consisting of Arduino Pro Mini with LoRa transceivers, sensors, and servo-controlled valves, was used for irrigation management. Finally, an experiment was conducted in a randomized block design with four replications in a factorial scheme, evaluating four irrigation levels and six biostimulants. The system made it possible to measure and transmit accurate air temperature and humidity data using the SHT20 sensor, provided that the sensor was protected against direct solar radiation and wind. The DS18b20 sensor showed excellent accuracy in measuring substrate temperature, while the SKU V2.0 capacitive sensor was efficient in measuring substrate moisture. However, it was necessary to individually calibrate the sensors for greater reliability in irrigation management. Less deficient irrigation levels, with a volume greater than 239 mL of water per plant per day, provided greater fruit production and a better total soluble solids/titratable acidity (TSS/TTA) ratio. LoRa technology, together with InfluxDB and Grafana, proved to be efficient for monitoring the microclimate in the strawberry greenhouse, allowing realtime monitoring, assisting in irrigation management and automation. |
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LoRa technology, together with InfluxDB and Grafana, proved to be efficient for monitoring the microclimate in the strawberry greenhouse, allowing realtime monitoring, assisting in irrigation management and automation.CAPESO crescimento acelerado do mercado de Internet das Coisas (IoT) têm impulsionado o desenvolvimento de novas tecnologias nas áreas de microeletrônica, comunicação sem fio e microprocessadores. No entanto, a limitação da conectividade à internet no meio rural e o alto custo dos sistemas tradicionais de monitoramento de irrigação restringem o acesso dos produtores à essas tecnologias. Assim, buscou-se desenvolver um sistema de irrigação inteligente de baixo custo e consumo de energia, utilizando a tecnologia LoRa, capaz de medir e enviar dados de variáveis agrometeorológicas e do substrato de forma eficiente, melhorando o manejo da irrigação, a produção e a qualidade dos frutos de morango. Os sensores SHT20, SKU SEN0193 V2.0 e DS18b20 foram calibrados e testados, com dados armazenados no InfluxDB e visualizados via Grafana. O hardware composto por Arduino Pro Mini com transceptores LoRa, sensores, e válvulas controladas por servos motores, foram utilizados para o gerenciamento da irrigação. Por fim, um experimento foi conduzido em blocos ao acaso, com quatro repetições em esquema fatorial, sendo avaliados quatro níveis de irrigação e seis bioestimulantes. O sistema possibilitou medir e transmitir dados precisos de temperatura e umidade do ar a partir do uso do sensor SHT20, desde que utilizada uma proteção do sensor contra a incidência direta de radiação solar e do vento. O sensor DS18b20 mostrou ótima acurácia na medição da temperatura do substrato, enquanto o sensor capacitivo SKU V2.0 foi eficiente para a medição da umidade do substrato. No entanto, verificou-se a necessidade de calibração individual dos sensores para maior confiabilidade no manejo da irrigação. Níveis de irrigação menos deficitários, com volume superior a 239 mL de água por planta por dia, proporcionaram maior produção de frutos e com melhor relação sólidos solúveis totais/acidez titulável (SST/ATT). A tecnologia LoRa, juntamente com InfluxDB e Grafana, mostraram-se eficientes para o monitoramento do microclima na estufa de morangos, permitindo o monitoramento em tempo real, auxiliando no manejo e automatização da irrigação.Universidade de Passo FundoBrasilUPFPrograma de Pós-Graduação em AgronomiaEscola de Ciências Agrárias, Inovação e NegóciosBortoluzzi, Mateus PossebonChiomento, José Luís TrevizanDal Magro, Samuel Zottis2025-11-25T17:14:23Z20252025-04-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfDAL MAGRO, Samuel Zottis. Tecnologia LoRa para otimização do manejo da irrigação em morangueiro. 2025. 89 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade de Passo Fundo, 2025.https://repositorio.upf.br/handle/123456789/9606porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UPFinstname:Universidade de Passo Fundo (UPF)instacron:UPF2025-12-30T20:24:23Zoai:repositorio.upf.br:123456789/9606Repositório InstitucionalPRIhttp://repositorio.upf.br/oai/requestjucelei@upf.br||biblio@upf.bropendoar:16102025-12-30T20:24:23Repositório Institucional da UPF - Universidade de Passo Fundo (UPF) |
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