Diseño y control domótico de un sistema de riego automático para un huerto urbano en el hogar

Abstract

Para conseguir un adecuado aprovechamiento del agua al realizar el riego en un huerto, se deben analizar tanto las necesidades del propio cultivo, como determinadas condiciones meteorológicas y ambientales que pueden provocar la pérdida de agua por excesiva evaporación de la misma. Estas magnitudes pueden ser medidas mediante el uso de sensores específicos. Actualmente se dispone de poco tiempo libre, por lo que, es importante poder automatizar el mayor número de tareas posibles mediante sistemas inteligentes. Por todo ello, se ha diseñado y realizado un sistema compuesto por: una serie de sensores que registran magnitudes ambientales, un sistema de control que analiza los datos adquiridos por los sensores y determina la activación/des-activación automática del riego, una interfaz de comunicaciones que permita la conexión inalámbrica, una página Web para su interacción con el usuario y la integración en un sistema domótico general de la vivienda. Puesto que se trata de un sistema doméstico, se ha priorizado: el empleo de elementos open source, de bajo coste, fácil adquisición, que posibiliten su interacción y compatibilidad y que sean escalables. Como resultado se ha obtenido un prototipo en el que el usuario puede, o bien gestionar el riego de forma manual, o bien especificar las condiciones de humedad del suelo que determinarán de forma automática la activación/des-activación del riego teniendo en cuenta además los parámetros ambientales recogidos por los sensores. Las pruebas y simulaciones realizadas demuestran el adecuado funcionamiento del prototipo y de las funcionalidades que se habían propuesto.

Per a aconseguir un adequat aprofitament de l'aigua en el reg d'un hort, s'han d'analitzar tant les necessitats del propi cultiu, com determinades condicions meteorològiques i ambientals que poden provocar la pèrdua d'aigua per excessiva evaporació d'aquesta. Aquestes magnituds poden ser mesures mitjançant l'ús de sensors específics. Actualment es disposa de poc temps lliure, per la qual cosa, és important poder automatitzar el major nombre de tasques possibles mitjançant sistemes intel·ligents. Per tot això, s'ha dissenyat i realitzat un sistema compost per: una sèrie de sensors que registren magnituds ambientals, un sistema de control que analitza les dades adquirides pels sensors i determina l'activació/desactivació automàtica del reg, una interfície de comunicacions que permeti la connexió sense fil, una pàgina Web per a la seva interacció amb l'usuari i la integració en un sistema domòtic general de l'habitatge. Ja que es tracta d'un sistema domèstic, s'ha prioritzat: l'ús d'elements opensource, de baix cost, fàcil adquisició, que possibilitin la seva interacció i compatibilitat i que siguin escalables. Com a resultat s'ha obtingut un prototip en el qual l'usuari pot, o bé gestionar el reg de forma manual, o bé especificar les condicions d'humitat del sòl que determinaran de forma automàtica l'activació/desactivació del reg tenint en compte a més els paràmetres ambientals recollits pels sensors. Les proves i simulacions realitzades demostren l'adequat funcionament del prototip i de les funcionalitats que s'havien proposat.

To achieve an adequate use of water for irrigating in an urban gardering, we have to check the needs of the crop and the meteorological and environmental conditions that could cause water loss due to excessive evaporation. These magnitudes can be measured by the use of specific sensors. Currently we have little free time, so it is important to be able to automate as many tasks as possible using intelligent systems. Therefore, we have designed and realized a system composed of: a series of sensors that record environmental magnitudes, a control system that analyzes the data acquired by the sensors and determines the automatic activation/deactivation of the irrigation, a communications interface that allow the wireless connection, a Web page for its interaction with the user and the integration in a general home automation system. Since it is a domestic system we have prioritized: the use of "open source" elements, low cost, easy acquisition, which allow their interaction and compatibility and which are scalable. As a result, a prototype has been obtained in which the user can either manage the irrigation manually, or specify the soil moisture conditions that will automatically determine the activation/deactivation of the irrigation, taking into account also the environmental parameters collected by the sensors. The tests and simulations carried out demonstrate the proper functioning of the prototype and the functionalities that had been proposed.