Seguridad de datos y control de precisión: aplicación de precisión de riego inteligente utilizando tecnología LoRa y puerta de enlace LoRaWAN

Las características de aplicación de los módulos LoRa en tecnología de riego inteligente se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:

Bajo consumo de energía: los módulos LoRa se caracterizan por un consumo de energía extremadamente bajo, lo que permite que los dispositivos funcionen durante períodos prolongados con batería. Esto reduce la molestia de los reemplazos frecuentes de la batería y mejora la vida útil y la confiabilidad del sistema.

Capacidad antiinterferencias: la tecnología LoRa tiene excelentes capacidades antiinterferencias, lo que garantiza una calidad de comunicación estable incluso en entornos con múltiples señales de radio.

Transmisión a larga distancia: utilizando transmisión de baja frecuencia, tecnología de espectro extendido y receptores de alta sensibilidad, los módulos LoRa pueden lograr comunicación inalámbrica a distancias que van desde varios kilómetros hasta más de diez kilómetros.

Red autoorganizada MESH  :  los módulos LoRa pueden establecer conexiones de comunicación a través de redes autoorganizadas, eliminando la necesidad de infraestructura compleja y cableado de red.

Riego de precisión: los módulos LoRa ofrecen una transmisión de datos estable y precisa, lo que permite la entrega en tiempo real de información como la humedad del suelo y las condiciones climáticas.

Alta penetración: la tecnología LoRa cuenta con una fuerte penetración y estabilidad de la señal, lo que garantiza una transmisión de señal confiable incluso en entornos complejos.

Compatibilidad con múltiples nodos: los módulos LoRa admiten aplicaciones con múltiples nodos. Una única puerta de enlace LoRa puede conectar múltiples nodos de sensores, formando un sistema de red completo para una supervisión y gestión exhaustivas y multipunto.

Seguridad de los datos: los módulos LoRa brindan alta seguridad de los datos, empleando tecnología de encriptación para proteger los datos durante la transmisión, evitando el robo o la manipulación de datos y garantizando la confidencialidad e integridad de los datos agrícolas.

Amplia cobertura: la tecnología LoRa puede lograr una amplia cobertura, que normalmente oscila entre varios kilómetros y más de diez kilómetros, sin repetidores.

Compatibilidad del módulo: los módulos LoRa son compatibles con varios tipos de sensores y dispositivos de control, lo que ofrece un alto nivel de integración del sistema y facilita una cooperación perfecta entre diferentes dispositivos.

¿Cómo logran los módulos LoRa un riego de precisión en un riego inteligente ?

Monitoreo remoto: utilizando módulos LoRa, el sistema de riego puede lograr monitoreo y control remotos. Los usuarios pueden acceder a datos ambientales en tiempo real, como la humedad y la temperatura del suelo, a distancia y controlar de forma remota el equipo de riego, lo que permite un riego de precisión.

Análisis de datos: después de que la plataforma en la nube recibe los datos de los sensores, analiza y procesa la información para comprender rápidamente las condiciones de humedad del suelo, proporcionando una base científica para las decisiones de riego.

Control remoto de equipos: los módulos LoRa transmiten comandos a varios nodos de riego a través de comunicación inalámbrica de baja potencia y larga distancia, controlando los interruptores de válvulas, los tiempos de riego y las cantidades de riego. 

Riego programado: el programa de riego se puede preestablecer y el módulo LoRa se puede utilizar para controlar el equipo de riego para regar en el mejor momento.

Mecanismo de retroalimentación: una vez completado el riego, el sistema vuelve a monitorear las condiciones del suelo y envía los datos al sistema de control central.

Funciones del LoRaWAN Gateway LG1301-PF en Sistemas de Riego Inteligentes

Características de la puerta de enlace LG1301-PF

LG1301-PF es la puerta de enlace LoRaWAN . Puede funcionar con cualquier nodo LoRaWAN que cumpla con el protocolo estándar LoRaWAN V1.0.

La puerta de enlace utiliza la plataforma Linux como host. Consiste principalmente en un concentrador, un módulo GPS, WIFI y Ethernet. El módulo GPS envía tramas NMEA que contienen datos de coordenadas geográficas y de tiempo al host. El módulo GPS también envía un pulso al sx1301 por segundo.

La puerta de enlace recibe los datos de RF de los nodos y los envía al servidor. También recibe datos del servidor y los transmite a los nodos. La puerta de enlace se conecta al servidor a través de Ethernet o WiFi.

Compatibilidad con el protocolo LoRaWAN : se adapta al protocolo LoRaWAN, lo que permite que el dispositivo se comunique con redes LoRaWAN estándar para la transmisión y gestión remota de datos. 

Interfaz UART: Proporciona una interfaz UART para un conveniente intercambio de datos e integración con otros dispositivos o sensores. 

Cifrado AES128: utiliza el algoritmo de cifrado AES128 para garantizar la seguridad y privacidad de la transmisión de datos. 

Comunicación simultánea de 8 canales: admite hasta 8 canales de comunicación simultáneamente 

Parámetros configurables: los usuarios pueden configurar de manera flexible varios parámetros según las necesidades específicas de la aplicación.

Soporte del sistema de posicionamiento global: la funcionalidad GPS permite un posicionamiento y seguimiento precisos del dispositivo.

Transmisión remota: admite la transmisión remota de datos, lo que permite la transferencia y administración de datos en tiempo real entre el dispositivo y la nube a través de una conexión a Internet.

Soporte de banda de frecuencia: Cubre múltiples bandas de frecuencia (como EU433M, EU868M, KR920M, AS923M, CN780M, CN470M, US915M, AS915M, etc.). 

Al utilizar dispositivos de puerta de enlace NiceRF LoRa, se pueden conectar equipos de sensores en el campo de riego (como sensores de temperatura, sensores de humedad, sensores de luz, sensores de CO2, etc.) en tiempo real. Estos sensores recopilan datos en tiempo real y los cargan periódicamente a la plataforma en la nube o a la computadora host local a través de módulos LoRa. Esta configuración permite el monitoreo remoto, alarmas de fallas, administración de equipos y proporciona soporte de datos científicos y confiables para ajustar las estrategias de riego.

Función de monitoreo de datos: el equipo sensor monitorea datos como la temperatura del aire, la humedad del aire, los niveles de CO2, la intensidad de la luz, la humedad del suelo y la temperatura del suelo. Estos datos se transmiten a través de la puerta de enlace LoRa a la plataforma en la nube, lo que permite a los usuarios analizar y procesar la información cómodamente.

Control y ajuste remotos: la puerta de enlace LoRa se puede conectar al equipo de riego, lo que permite el control remoto del sistema de riego. Al enviar comandos desde la plataforma en la nube a la puerta de enlace LoRa, los usuarios pueden ajustar el equipo de riego, como iniciar o detener el equipo de forma remota o ajustar los parámetros de riego. Esto permite un riego inteligente basado en la retroalimentación de los sensores de humedad del suelo, lo que proporciona una gestión precisa del agua, reduce el desperdicio y mejora la eficiencia del riego. 

Alarmas y advertencias de anomalías: la puerta de enlace LoRa puede monitorear condiciones anormales en el entorno de las tierras agrícolas y enviar mensajes de alarma a los usuarios a través de la plataforma en la nube. Por ejemplo, si los niveles de humedad del suelo son demasiado bajos o demasiado altos, la puerta de enlace LoRa puede emitir rápidamente una alerta para recordar a los agricultores que tomen las medidas de riego adecuadas.

Optimización de la eficiencia energética: la puerta de enlace está diseñada con funciones de bajo consumo de energía. Al optimizar la gestión de energía y la frecuencia de transmisión de datos, se extiende efectivamente el tiempo de funcionamiento del equipo, se reducen los costos de energía y se mejora la sostenibilidad del sistema.