DEFINICIÓN DE REQUISITOS DEL SISTEMA
Requisitos Power Supply
Los nodos sensores deben tener un bajo consumo energético porque están distribuido en grandes extensiones de cultivos
En zonas rurales remotas se debe usar energía solar con baterías recargables de respaldo
Los dispositivos deben tener protección contra el polvo y la humedad (IP67)
Cada sensor/actuador debe operar con menos 1.5W de potencia para asegurar la duración de la batería
Requisitos Time-Delay:
El tiempo máximo permitido para la transferencia de datos es de 1500 milisegundos.
Los sistemas críticos deben responder en menos de 1000 milisegundos (activación de riego)
La conectividad debe priorizar la baja latencia (LPWAN para sensores y LTE/5G o satelital para el gateway)
Definición de requisitos de la capa física
A) Número y tipo de nodos, sensores y actuadores
Sensores:
Sensor de humedad: 1 por cada 0.5 ha
Sensor de temperatura: 1 cada 2 ha
Sensor de pH suelo: 1 cada 1ha
Sensor de calidad de aire: 1 cada 5 ha
Actuadores:
Riego inteligente: 1 por cada 2ha
Fertilización: 1 por cada 2 ha
Control del clima: 1 por cada invernadero
B) Target Uncertainty (Incertidumbre objetivo)
Humedad del suelo: ±2% VWC
Temperatura: ±0.3 °C
Ph del suelo: ±0.1 unidades de Ph
Calidad del aire: ±5% de la lectura
C) Target accuracy and precision (precisión y exactitud objetivo) de actuadores
Riego: ±2% volumen de agua
Fertilización: ±1% en dosificación
Control de clima ±100 ms en activación
D) Processing Power (Esfuerzo computacional)
Procesamiento en local (Edge):
Filtración de datos
Agregación básica
Reconocimiento de patrones (detección temprana de eventos críticos: sequias, plagas, etc)
Edge Gateway:
4 núcleos ARM, 2GB RAM y almacenamiento de 32GB para operar sin conexión
Definición de requisitos de la capa de información
A)Usuarios finales:
Ingenieros agrónomos
Operadores de campo
Administradores de sostenibilidad y certificación (Global G.A.P.)
Gerencia de operaciones
B) Definición de número y tipos de servicios:
Monitoreo en tempo real de variables ambientales
Gestión de riego y fertilización automática
Alertas predictivas (plagas, deficiencia de nutrientes, heladas, sequias)
Dashboard de rendimiento y cumplimiento de certificaciones
Histórico de datos y reportes descargables
Acceso de una plataforma web y mobile
C) Necesidades de información integrada:
Variables en tiempo real agregadas por sector
Alertas automáticas con recomendaciones
Histórico de tendencias y comparativas por cultivo/temporada
Estado de dispositivos (sensores y actuadores)
Datos para auditorías
parcial
1
Power Supply
Cada unidad (Air Quality Station y Ventilation Controller) se alimenta con fuente de 220 V AC para sostener el microcontrolador ESP32, sensores DHT-22, sensor CO₂ MH-Z19B y micro servos.
Restricciones de time-delay
Los datos de sensores deben sincronizarse en tiempo real con la nube, garantizando baja latencia y sincronización constante para permitir alertas tempranas y toma de decisiones inmediatas.
2.
Número y tipo de nodos sensores y actuadores
Air Quality Station: 2 × DHT-22, 1 × CO₂ MH-Z19B, 1 × ESP32
Ventilation Controller: 1 × DHT-22, 4 × micro servos (SG90), 1 × ESP32
Target uncertainty (incertidumbre objetiva)
Humedad del suelo: ±2% VWC.
Temperatura ambiental: ±0.3 °C.
pH del suelo: ±0.1 unidades de pH.
Calidad del aire: ±5% de la lectura.
Target accuracy and precision (exactitud y precisión objetivo)
Sistema de riego: ±2% en volumen de agua aplicado.
Sistema de fertilización: ±1% en la dosificación de nutrientes.
Sistema de control de clima: activación de alertas en ±100 milisegundos.
Processing Power (Esfuerzo computacional)
Procesamiento en el Edge node capaz de realizar:
Recolección continua de datos.
Preprocesamiento de datos.
Ejecución de algoritmos de análisis predictivo.
Dispositivos compactos y resistentes IP67, optimizados para baja energía y operación confiable.
3.
Definición de usuarios finales
Facility Manager: configura zonas y parámetros, programa alertas y revisa analíticas.
Técnicos de campo: validan in situ estado de estaciones y ejecutan acciones correctivas.
Partner de suministro: revisa estado de filtros/componentes y programa reabastecimientos.
Partner de mantenimiento: recibe tareas, reporta y sincroniza órdenes de servicio.
Número y tipos de servicios que deben proporcionarse a cada usuario final
Facility Manager: 4 servicios (configuración de zonas, parámetros ambientales, alertas, visualización de analíticas).
App móvil (técnicos): 4 servicios (consulta de estado, histórico de lecturas, alertas activas, acciones correctivas).
Partner Supply: 2 servicios (estado de filtros, programación de reabastecimientos).
Device Maintenance: 2 servicios (asignación y reporte de órdenes).
Necesidades de información integrada para implementar cada servicio
Integración de datos de sensores (CO₂, temperatura, humedad), parámetros de configuración, límites críticos por zona, registros históricos, alertas, órdenes de servicio y datos de usuario en una plataforma única accesible vía API RESTful para soportar cada servicio de forma coherente.