Monitorização e controlo remoto de sistemas de rega agrícola

Abstract

Hoje em dia, no sudoeste alentejano, onde a agricultura é uma atividade em expansão, sentem-se de uma forma cada vez mais frequente os efeitos das alterações climáticas. O aumento da temperatura média e a escassez de precipitação na primavera provocam uma redução das reservas de água disponíveis para rega no período estival. De acordo com as diretivas portuguesas, e com o intuito de tornar a agricultura uma atividade viável a longo prazo, é objetivo desta dissertação criar um sistema que aumente a e ciência dos processos de irrigação, com especial enfoque na agricultura do sudoeste alentejano. A maioria dos sistemas de monitorização e controlo de rega hoje em dia comercializados não estão otimizados para alguns dos desa os da agricultura moderna. Em muitos casos os terrenos cultivados não pertencem ao agricultor que os explora (são arrendados), o que limita a instalação de equipamentos de rega. Por outro lado as soluções convencionais exigem muita mão de obra, ou necessitam de fontes energéticas externas, sejam elas combustíveis fósseis ou energia, elétrica da rede de distribuição, ou a troca periódica de pilhas. Estes fatores aumentam os custos com manutenção, criam entraves à utilização dos terrenos cultivados que podem mesmo deixar de ser viáveis. O presente trabalho documenta o desenvolvimento de um sistema de monitoriza ção e controlo de rega, com capacidade para fornecer informação sobre os valores de temperatura e humidade do solo e do ar, ser portátil, de fácil instalação, auto-su ciente energeticamente e capaz de atuar válvulas de rega remotamente. Para alcançar este objetivo foram criados módulos que utilizam um NodeMCU como microcontrolador e comunicam através de Wi-Fi. Estes módulos recarregam as baterias com recurso a painéis solares, e são as unidades remotas do sistema. Para gerir o sistema foi criada uma aplicação que através da internet recebe os dados recolhidos nos terrenos e envia comandos para o início e m dos ciclos de rega. Por m foi desenvolvida uma interface para o utilizador que é servida através de um browser via página web para que seja possível interagir com o sistema em qualquer dispositivo, xo ou móvel, que tenha acesso à internet.

Nowadays, in the southwest of Alentejo, where agriculture is an activity in expansion, the e ects of climate change are often felt.The increase of the average temperature and the scarcity of rain in the spring cause a reduction of the water available for irrigation in the summer. According to the Portuguese directives, and in order to make agriculture a viable activity in the long term, this dissertation aims to create a system that increases the e ciency of irrigation systems, with a special focus on Southwest Alentejo agriculture. Most of today's irrigation systems on the market are not optimized for some of the challenges of modern agriculture. In many cases the cultivated land does not belong to the farmer who exploits them (they are rented), which limits the installation of irrigation equipment. On the other hand, conventional solutions either require great amout of labor, or they need external energy sources. External energy may be derived from fossil fuels, or electricity wich can be drwan from the distribution network, or by periodic exchanging of batteries. These factors increase maintenance costs, create barriers to the use of the land and potentially making it not viable for production. The present paper documents the development of a system to monitor and control irrigation. This system must be capable of monitoring the temperature and humidity of the soil and air, it must be portable, easy to install in the eld, energetically self-su cient and be able to operate irrigation valves remotely. To achieve this goal, were developed modules that use a NodeMCU as a microcontroller and to communicate through a Wi-Fi network. These modules recharge the batteries using solar panels, and are the remote terminal units of the system. To manage the system an application was created that receives data from the land through the internet and sends commands to start and end irrigation cycles. Finally, a user interface was developed, which is presented through a web page on a browser so that the user can interact with the system on any xed or mobile device that has access to the internet.