EMPRESA DE HORTICULTURA
Esse
caso hipotético tem como referência uma região
agrícola em que seus sistemas de irrigação e de monitoramento de
lavouras estão fora dos padrões tecnológicos atuais, ou ainda, seus
hardwares são antigos com os softwares ultrapassados, com uma geração de
dados inadequados, inclusive, problemas com funcionários não treinados,
com dificuldades no desempenho do trabalho. Além dos fatos não
convencionais, que apresentam alto custo de implantação e utilização
tanto para o proprietário como para o meio ambiente. Dessa
forma, será necessário otimizar o processo, controle e manejo de
irrigação, com geração de relatórios, identificação e alerta de pragas.
Assim sendo, esse projeto visa o desenvolvimento de um sistema flexível e
automatizado, com maior segurança e de baixo custo.
Para solucionar os problemas relacionados no caso hipotético da Empresa de Horticultura, foi proposto um Sistema de Irrigação Automatizado.
Para tanto, faz-se necessário decompor o desenvolvimento deste projeto em duas grandes áreas: hardware e software:
A primeira área consiste em um circuito dedicado (sistema embarcado) capaz de verificar periodicamente variáveis ambientais e enviá-las (usando tecnologia de redes sem fio) a uma central remota, que contém um software (segundo momento do projeto) o qual armazena as informações em um banco de dados e decide a necessidade (baseado em complexas análises de irrigações) de acionar a irrigação, bem como sua duração.
Os comandos são executados no hardware, o qual terá aplicações adicionais como, por exemplo, acionar outros sistemas independentes do sistema principal de irrigação.
Já o software pode ser instalado em computadores pessoais, bem como, em dispositivos móveis, tendo em vista sua popularidade e mobilidade. Também faz parte deste trabalho, ministrar cursos aos agricultores da região para apresentação do sistema e troca de conhecimentos, bem como, a realização de contatos com empresas agrícolas locais para possível implantação e testes deste projeto.
HARDWARE
Uma forma encontrada para integração de uma plataforma de hardware segura, prática e livre, foi por meio da utilização do Arduino. A plataforma consiste em uma placa de circuitos com entradas e saídas para um micro controlador, o mesmo é constituído de um microprocessador, memória e periféricos de entrada/saída e pode ser programado para funções específicas.
Um servidor fará a comunicação entre o Arduino e o dispositivo utilizado pelo usuário por meio de conexão sem fio. O Arduino será programado para enviar os dados relativos a umidade do solo, e o software final para acessa-los (por meio da internet) e interpretá-los, de forma que o usuário tenha controle sobre o local de irrigação.A função do Arduino no sistema será coletar as informações lidas pelo sensor presente no solo (umidade, temperatura e etc.), e envia-las para um servidor.
O Meio de envio das informações coletadas será por uma conexão sem fio com o servidor, que estará localizado em um ponto ao alcance do sinal emitido. Essa conexão será possibilitada por meio do módulo (conexão sem fio), conectada ao Arduino.
SOFTWARE
O
software do micro controlador é responsável por fazer o
controle de irrigação e conectado ao próprio Arduino, através do
sistema do wi-fi estará conectado em um servidor. Esse software obedece
uma sintaxe do padrão arduino.
Os
softwares do computador pessoal e dos dispositivos móveis
compartilham da mesma função, permitindo que o usuário
mantenha-se informado sobre a situação da irrigação.
A
programação será baseada na linguagem Java, e terá uma interface
gráfica desenvolvida em XML (eXtensible Markup Language), opção mais
simples de desenvolvimento. Com a confecção do circuito de
sensores de umidade, o Arduino recebe as informações sobre o
nível de umidade presente no solo e envia, através do sistema
de wi-fi, para o servidor que está conectado à internet. Com
isso o usuário pode executar, em um computador pessoal ou
dispositivo móvel, o aplicativo que irá buscar todas as informações
referentes à situação do campo de irrigação e poder programar um horário
de funcionamento para a bomba d’água. Ver abaixo a ilustração de cada etapa a fim de atender as melhorias executadas no processo de produção da horticultura.
No software o cliente terá acesso a gráficos informando os níveis de umidade durante o dia quanto ao modo de irrigação. Nessa situação o dispositivo interpretará que o solo necessitará de água, então será feita a irrigação automaticamente. O software enviará também um alerta ao usuário em caso de necessidade, e ele terá a opção de escolher se que iniciar a irrigação ou não.
A Empresa de Horticultura teve sucesso utilizando-se do apoio em utilizar o sistema de informação, pois foi possível expor uma alternativa para um sistema de irrigação, uma vez que a maioria dos sistemas é controlada manualmente e quase sempre desperdiça uma grande quantidade de água desnecessária ou até mesmo prejudicial para o campo.
O sistema automatizado evita necessidade do agricultor de ligar e desligar a bomba d’água
manualmente e também o gasto excessivo de água, mantendo a umidade do solo adequada as
suas necessidades.
Dispositivo de entrada:
RTC - Real Time Clock para controle do tempo.
Sensor de umidade do solo utiliza imersão em ouro que protege o níquel da oxidação.
Lisímetro - sensores para monitorar a lixiviação, ou seja, a perda de nutrientes do solo por excesso de água. Recomendado para avaliação da eficiência da adubação e controle de material contaminante no solo.
Sensor de chuva;
Monitor TouchScreen;
- Dispositivo de saída
Monitor TouchScreen;
Válvulas Solenóides;
- Armazenamento
SD;
- Processamento
Microcontrolador Atmel;
Referências
QUEIROZ, T.M de, BOTERL, T.A., FRIZZONE, J.A. Desenvolvimento de software e hardware para
irrigação
ARDUINO. Disponível em:< http://www.arduino.cc/>. 06 de Junho de 2013.GAVIDIA, J.J.V. Programação funcional usando Java. 1997.
http://braseq.blogspot.com.br/2011/08/sustentabilidade-na-producao-agricola.html
http://www.decagon.com.br/products/sensors/soil-moisture-sensors/
