Implementação de sistema de monitoramento de variáveis atmosféricas com estação meteorológica e sensores de umidade do solo por meio de tecnologia LoRa e do protocolo LoRaWAN

• Processo: 25/04417-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Jayme Garcia Arnal Barbedo
• Beneficiário: Otávio Biadola Nery
• Instituição Sede: Embrapa Agricultura Digital. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/01308-3 - Estimando o rendimento do trigo utilizando modelagem de cultivos: assimilação de dados in-situ, AP.R
• Assunto(s): Internet das coisas Meteorologia Solos Trigo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Internet das Coisas | Meteorologia | solo | Trigo | Monitoramento de varáveis atmosféricas

Resumo

Recentemente vem crescendo cada vez mais o emprego de novas tecnologias visandoproporcionar o aumento da produção agrícola, sem descuidar da qualidade dos alimentos edo uso sustentável dos recursos naturais. Nesse sentido, muitas pesquisas e projetos têmsido realizados com a utilização de conceitos de Internet das Coisas voltados para aagricultura de precisão.Dentro deste contexto, este trabalho apresenta uma solução para o monitoramento dasvariáveis umidade do solo, temperatura ambiente e umidade relativa, com os dados sendotransmitidos em tempo real utilizando o protocolo LoRaWAN TM , sendo os dadosdisponibilizados em plataforma de IoT (Internet of Things) e armazenados em banco dedados.A proposta considera a integração de estação meteorológica a sistema de monitoramentode plantação de trigo. Para que o objetivo seja alcançado deve-se especificar e selecionarestação meteorológica, entender o funcionamento do equipamento, desenvolver projetopara monitoramento das variáveis produzidas pela estação meteorológica e integração complataformas de IoT, incluindo o Smart Campus, bem como a solução a ser implantada juntocom a equipe da Embrapa Trigo em lavoura na cidade de São Miguel Arcanjo (SP). Alémdisso, o projeto propõe a criação, calibração e integracão à mesma solução de sensores deumidade de solo (em três graus de profundidade) além da medição da temperatura e nívelde bateria, bem como outras variáveis a serem definidas como relevantes para a lavoura dotrigo.Com a introdução da conectividade na agricultura, espera-se que a coleta de dados emtempo real e o acesso a esses dados de forma remota, possam contribuir para aassertividade e agilidade na tomada de decisões pelo produtor rural, resultando em melhoreficiência, produtividade, redução de custos e sustentabilidade.O trabalho está alinhado com o projeto FAPESP 2024/01308-3 e utilizará os materiais eequipamentos disponibilizados.Os objetivos do projeto são:¿ Avaliar soluções para sensoriamento remoto aplicado na agricultura de precisão.¿ Desenvolver um sistema para monitoramento e análise de dados coletados por meiode sensores aplicados na agricultura de precisão, especificamente na cultura dotrigo.¿ Monitoramento de sinais medidos em tempo real em sensores de umidade do solo,com medições em diferentes níveis de profundidade, além de sensores atmosféricose sensores específicos para a cultura em questão, para com base nessas informaçõescontribuir para permitir o controle automático da vazão no sistema de irrigação econtrole da dosagem de nutrientes e fertilizantes.Os sensores para monitoramento da umidade do solo em diferentes níveis deprofundidade serão desenvolvidos e calibrados e seus dados serão validados. Esse é umaspecto inovador, pois há pouquíssimas referências sobre o desenvolvimento de sensorescapacitivos para diferentes profundidades; as medições em diferentes profundidadespermitem a avaliação das características de umidade adequadas para diferentes fases decrescimento da cultura além de permitir verificar as características heterogêneas do solo emdiferentes regiões da plantação, dependente da altitude e da presença de elevações. Essesaspectos serão avaliados especificamente para a cultura do trigo.O sistema com conectividade e compartilhamento de dados em rede com emprego detecnologia LoRa TM e do protocolo LoRaWAN TM será implementado em São Miguel Arcanjo(SP) permitindo monitoramento a distâncias consideráveis ¿¿e com reduzido consumo deenergia. Os dados coletados serão armazenados em tempo real em um banco de dados,permitindo o registro histórico dos dados e seu acesso remoto. As antenas inteligentes(gateways) utilizadas no projeto receberão os dados enviados pelos sensores e os enviarãona forma de pacotes de dados para um servidor de dados.