Sistema de agricultura inteligente para Smart Rural basado en tecnología emergente

Abstract

In recent years, due to the evolution and capacities of the information and communications technologies (ICT), trends such as Big Data, Cloud Computing, or Internet of Things (IoT) have appeared, allowing the interconnection of all kinds of devices and sensors. The application of the IoT to improve the quality of life in cities is what is encompassed in the Smart Cities concept. In this way, the need to incorporate these technologies such as IoT to the rural environment (Smart Rural) has also arisen, in order to improve its productivity and processes. The following work will focus on remote or isolated rural environments, where the fact of not existing coverage for classic connectivity is a handicap to overcome. Starting out from this premise, the different existing technologies based on the IoT and satellite communication with 5G networks will be analyzed to solve the mentioned problem of coverage. Along these lines, a flexible and scalable system will be developed, which will allow the incorporation of different rural areas, for the collection of their data by means of IoT sensors in a terrestrial segment, the communication of this data through a space/satellite segment, and its reception and storage in the cloud services offered by Amazon (AWS). Scripts for the automatic deployment of the scalable infrastructure in the cloud will also be developed. Having adressed these diverse and emerging technologies, conclusions and costs will be drawn from the developed intelligent agriculture system, and future lines of improvement will also be proposed.

En los últimos años, gracias a la evolución en las capacidades y tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC), han aparecido tendencias como Big Data, computación en la nube (cloud), o Internet of Things (IoT), para la interconexión de dispositivos y sensores de todo tipo. La aplicación del IoT a la mejora de la calidad de vida en las ciudades es lo que se engloba en el concepto Smart Cities. De esta manera ha surgido de igual forma la necesidad de incorporar estas tecnologías como el IoT al entorno rural (Smart Rural), para la mejora de la productividad y los procesos. El presente trabajo se centrará en entornos rurales remotos o aislados, donde se tiene el hándicap de no existir cobertura para conectividad clásica. Partiendo de esta premisa, se analizarán las diferentes tecnologías existentes basadas en el IoT y la comunicación por satélite con redes 5G para la solución del problema de la cobertura. En esta línea, se desarrollará un sistema flexible y escalable, que permita incorporar distintas zonas rurales, para la recogida de sus datos mediante sensores IoT en un segmento terrestre, la comunicación de estos datos mediante un segmento espacial/satelital, y su recepción y almacenamiento en los servicios en la nube ofrecidos por Amazon (AWS). Se desarrollarán además scripts para el despliegue automático de la infraestructura escalable en la nube. Habiendo tratado estas tecnologías diversas y emergentes, se extraerán conclusiones y costes del sistema de agricultura inteligente desarrollado, y se propondrán además líneas futuras de mejora.

En els últims anys, gràcies a l'evolució en les capacitats i tecnologies de la informació i les comunicacions (TIC), han aparegut tendències com Big Data, computació en el núvol (cloud), o Internet of Things (IoT), per a la interconnexió de dispositius i sensors de tota mena. L'aplicació del IoT a la millora de la qualitat de vida a les ciutats és el que s'engloba en el concepte Smart Cities. D'aquesta manera ha sorgit d'igual forma la necessitat d'incorporar aquestes tecnologies com el IoT a l'entorn rural (Smart Rural), per a la millora de la productivitat i els processos. El present treball se centrarà en entorns rurals remots o aïllats, on es té el hàndicap de no existir cobertura per a connectivitat clàssica. Partint d'aquesta premissa, s'analitzaran les diferents tecnologies existents basades en el IoT i la comunicació per satèl·lit amb xarxes 5G per a la solució del problema de la cobertura. En aquesta línia, es desenvoluparà un sistema flexible i escalable, que permeti incorporar diferents zones rurals, per a la recollida de les seves dades mitjançant sensors IoT en un segment terrestre, la comunicació d'aquestes dades mitjançant un segment espacial/satel·litari, i la seva recepció i emmagatzematge en els serveis en el núvol oferts per Amazon (AWS). Es desenvoluparan a més scripts per al desplegament automàtic de la infraestructura escalable en el núvol. Havent tractat aquestes tecnologies diverses i emergents, s'extrauran conclusions i costos del sistema d'agricultura intel·ligent desenvolupat, i es proposaran a més línies futures de millora.