Application platform for agricultural processes in rural IoT operations and control of captive airships

• Grant number: 18/25840-5
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: February 01, 2019
• End date: April 30, 2020
• Field of knowledge: Interdisciplinary Subjects
• Principal Investigator: Ismael Jorge Costa Neto
• Grantee: Guilherme Eric da Silva
• CNAE: Cultivo de cana-de-açúcar ; Criação de bovinos ; Atividades de apoio à produção florestal
• Associated research grant: 17/07852-3 - Application platform for agricultural processes in rural IoT operations and control of captive airships, AP.PIPE

Abstract

Potência rural com vantagens comparativas em solo, água e clima, o Brasil possui uma considerável e crescente área agrícola, atingindo 71 milhões de hectares em 2016 com previsão de expansão para 75 milhões em 2017 (IBGE, 2016). Ainda, a pecuária contabilizou 29 milhões de bovinos abatidos em 2016 (IBGE, 2016). Esses valores ajudam a entender o motivo de 23% do PIB nacional ser fruto do agronegócio, significando que R$ 1,1 trilhão das riquezas produzidas no país vieram da agricultura e da pecuária. A Internet das Coisas (IoT - Internet of Things) têm se popularizado como uma tecnologia muito presente na agroindústria, possibilitando a colocação de sensores ao longo da lavoura e no rebanho, além de controlar máquinas agrícolas remotamente. Essa evolução tecnológica gera aumento na produtividade, qualidade e agilidade dos processos agropecuários. A crescente chegada da conectividade ao campo tem possibilitado o mapeamento em tempo real dos equipamentos envolvidos na colheita, análise de solo e safra via imagens, além do monitoramento da saúde do rebanho. Porém, a infraestrutura de conectividade ainda é limitada e, por isso, torna-se um gargalo para as operações que dependem direta ou indiretamente da Internet, como a transmissão dos dados dos sensores para bancos de dados e acesso de aplicativos a essas informações. As conexões 3G rural chegam a apenas dois em cada dez produtores rurais brasileiros. Em contrapartida, Mateus Barros, líder comercial da Climate Corporation na América do Sul, relata que nos EUA, todos os equipamentos rurais operam online, mas que no Brasil a Climate teve que se adaptar e deixar o operacional off-line, pois a oferta de conexão no campo brasileiro é escassa (BARROS, 2017). "A aplicação química, por exemplo, é distribuída por talhões. Cada dia, um recebe a aplicação. Mas no caminho começa uma chuva repentina. Se o produtor não estiver conectado, ele não consegue ver a informação [transmitida por sensores de campo] e cancelar ou redirecionar a operação para outra área", diz Mariana Vasconcelos, sócia da Agrosmart, uma das agtechs em atuação no país. "Ter informações online é a diferença no tempo de resposta a uma situação" (BARROS, 2017) Os aeróstatos cativos desenvolvidos pela ALTAVE são uma possível solução para voar com rádios LPWA para finalidades em IoT embarcados, criando uma plataforma de aplicativos que poderão utilizar os dados gerados pelos sensores em solo. Hoje a ALTAVE possui um sistema em desenvolvimento que recebe os dados de sensores do balão e controla o movimento e os sistemas de segurança de voo. Esse sistema, chamado de HMS (Health Monitoring System), serve de base para o desenvolvimento do projeto em questão. A plataforma de aplicativos consiste na coleta e transmissão dos dados dos rádios IoT juntamente com os parâmetros de voo do balão cativo. Essas informações são enviadas para a Internet/Nuvem e descarregadas em um servidor. O servidor do banco de dados será feito de forma a possibilitar o acesso por aplicativos desenvolvido por terceiros, como empresas especializadas na análise de dados agropecuários, além de permitir o acesso de dados pelo próprio departamento de gerenciamento e desenvolvimento de software da ALTAVE. Dessa forma, a plataforma de aplicativos não restringe o seu uso aos aeróstatos desenvolvidos pela ALTAVE e aos desenvolvedores de aplicativos que tiverem permissão da ALTAVE para acessarem os dados.