Diseño de un sistema de control gerencial de plantas avícolas utilizando redes de sensores inalámbricos con tecnología Open Hardware / Design of a management control system for poultry plants using wireless sensor networks with Open Hardware technology
Resumen
Se presenta el diseño del control automatizado de una planta avícola utilizando tecnología Open Hardware Arduino y cómo fue implementado en la Planta Académica Avícola de la Facultad de Ciencias Pecuarias de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador, además, de qué manera se acopla una tarjeta microcontroladora a otra diseñada para la conexión de los sensores y actuadores. Los sensores se seleccionaron en base a las características técnicas del proceso de crianza de pollos de engorde, utilizados para medir temperatura, humedad, intensidad de luz, amoníaco, monóxido de carbono y gases inflamables. Según el presente estudio, este módulo debe colocarse a una altura entre 0,80 y 1,5 m. y fuera de influencia directa de calefactores o ventiladores, de esta forma, se optimiza el envío de mediciones de manera inalámbrica, utilizando protocolo ZigBee a un computador que, mediante software desarrollado, las compara con parámetros considerados normales. También se desarrolló una aplicación web e implementó, para el monitoreo y control desde cualquier lugar. Utilizando este sistema se obtuvo una tasa de mortalidad de 0,2% y promedios de ganancia de peso superiores a 2600 g., lo que justifica el proyecto y es una opción a considerar por las avícolas, debido al ahorro de recursos obtenido. ABSTRACTThe design of the automated control of a poultry plant using Open Hardware Arduino technology and how it was implemented in the Poultry Academic Plant of the Faculty of Animal Sciences of the Polytechnic School of Chimborazo, Ecuador is presented. Microcontroller to another designed for the connection of sensors and actuators is also illustrated. The sensors were selected based on the technical characteristics of broilers breeding process, used to measure temperature, humidity, light intensity, ammonia, carbon monoxide and flammable gases. According to the present study, this module should be placed at a height between 0.80 and 1.5 m. and out of direct influence of heaters or fans, this way; it is optimized to send measurements wirelessly, using ZigBee protocol to a computer that, using developed software, compares them with parameters considered normal. It was also developed a web application and implemented, for monitoring and control from anywhere. Using this system, a mortality rate of 0.2% and weight gain averages above 2600 g were obtained, which justifies the project and is an option to be considered by poultry, due to the savings of resources obtained.Descargas
Citas
Abbasi, A. Z. (febrero de 2014). A review of wireless sensors and networks' applications in agriculture. Computer Standards & Interfaces, 36(2), 263–270. doi:10.1016/j.csi.2011.03.004
Akkaya, K., & Younis, M. (2005). A survey on routing protocols for wireless sensor networks. Ad Hoc Networks, 3(3), 325–349. doi:http://dx.doi. org/10.1016/j.adhoc.2003.09.010
Akyildiz, I. F., & Can Vuran, M. (2010). Wireless Sensor Networks. Chichester: Wiley.
Archila, D., & Santamaría, F. (2013). Estado del Arte de las Redes de Sensores Inalámbricos. Revista digital TIA, 2(1), 4 - 14.
Arduino. (2016). What is Arduino? Recuperado el 09 de marzo de 2015, de https://www.arduino.cc/en/ Guide/Introduction
Aviagen. (2013). Manual de manejo del pollo de carne ROSS. Escocia.
Ballesteros, B., & Chaparro, S. (2008). Captura, monitoreo y análisis de datos transmitidos a través de WSN. Bucaramanga: Universidad Nacional de Santander.
Barragán-Martínez, X., & Guevara-Viejó, F. (2016). El gobierno electrónico en Ecuador. Revista Ciencia UNEMI, 9(19), 110 - 127. Obtenido de http://ojs. unemi.edu.ec/index.php/cienciaunemi/article/ view/333/289
Bonilla, D. (2011). Utilización de Xilanasa + Fitasa y SFF como enzimas exógenas con reducción de energía y fósforo en dietas para pollos de engorde. Riobamba: Tesis de Gado para optar por el título de Ingeneiro en Zootecnia, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.
Date, C. (2001). Introducción a los Sistemas de Bases de Datos. Juárez: Prentice Hall. Díaz-Córdova, J., Coba-Molina, E., & Bombón-Mayorga, A. (2016). Facturación electrónica versus facturación. Revista Ciencia UNEMI, 9(18), 63 - 72. Obtenido de http://ojs.unemi.edu.ec/index.php/cienciaunemi/ article/view/305/267
El Emary, I. M., & Ramakrishnan, S. (2013). Wireless Sensor Networks: From Theory to Applications. Boca Ratón: CRC Press.
Enríquez Herrador, R. (2009). Arduino Guía del Usuario.
Free Software Foundation. (s.f.). FSF. Recuperado el 09 de 03 de 2015, de http://www.gnu.org/philosophy/ free-sw.es.html
García Breijo, E. (2009). Compilador C CSS y simulador Proteus para microcontroladores PIC. Barcelona: Marcombo, Ediciones Técnicas.
Gaura, E., Girod, L., Busey, J., Allen, M., & Challen, G. (2010). Wireless Sensor Networks. Londres: Springer.
González , I., González, J., & Gómez-Arribas, F. (2003). Hardware libre: clasificación y desarrollo de hardware reconfigurable en entornos GNU.
Kniberg, H. (2007). Scrum y XP desde las trincheras. Estados Unidos: C4Media.
Labiod, H., Hossam, A., & Santis, C. (2014). Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee and Wimax. Dordretch: Springer.
Licencia Pública GNU. (s.f.). GNU. Recuperado el 09 de 03 de 2015
McRoberts, M. (2010). BeginningArduino. New York: Springer.
Open Source Hardware Association. (2012). OSHWA. Recuperado el 09 de 03 de 2015
Open Source Hardware Association. (2012). OSHWA. Recuperado el 09 de 03 de 2015, de http://www. oshwa.org/research/brief-history-of-open-sourcehardware-organizations-and-definitions/
Pérea, F. (2015). Arduino, Essentials. Birmingham: Packt Publishing.
Pineño, O. (2014). ArduiPod Box: A low-cost and open-source Skinner box using an iPod Touch and an Arduino microcontroller. Behavior Research Methods, 46, 196–205. doi:10.3758/s13428-013- 0367-5
Rojas, L. (2009). Utilización de 3 niveles 400, 500 y 600 g/tn. de complejo enzimático en dietas con el 3,5% menos de la relación energía proteína en la alimentación de pollos broiler. Riobamba: Tesis de Gado para optar por el título de Ingeneiro en Zootecnia, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.
Schwartz, M. (2014). Arduino Networking. Birmingham: Packt Publishing.
Scrum. (s.f.). Scrum.org. Recuperado el 03 de 12 de 2015, de https://www.scrum.org/
Silvia, J. (2015). Evaluación de un simbiótico nativo formulado a base de jugo de caña, yogurt natural y suero de leche en la alimentación de pollos broiler. Riobamba.
Suqui, X. (2013). Evaluación de los efectos productivos al implementar un coccidiostato natural Zingiber Officinale (Jengibre) en la producción de pollos broiler. Riobamba: Tesis de Gado para optar por el título de Ingeneiro en Zootecnia, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.
Universidad de Alicante. (s.f.). Servicio de Informática de la Universidad de Alicante. Recuperado el 13 de 03 de 2015, de http://si.ua.es/es/documentacion/ asp-net-mvc-3/1-dia/modelo-vista-controladormvc.html
Wang, C., Jiang, T., & Zhang, Q. (2014). Zigbee Networks Protocols and Applications. Boca Ratón: CRC Press.
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