Sensor Agrícola LoRaWAN para Control de Humedad y Automatización del Riego

Un sistema de riego eficiente no debería depender únicamente de un horario fijo. Las explotaciones agrícolas, los invernaderos, los viñedos y los huertos necesitan datos reales del suelo para determinar cuándo regar y cuánta agua suministrar.

Un sensor de humedad del suelo LoRaWAN mide las condiciones de humedad alrededor de las raíces y transmite los datos mediante una red inalámbrica de largo alcance y bajo consumo.

Gracias a esta tecnología, es posible supervisar parcelas distribuidas sin tender cables de comunicación ni instalar una tarjeta SIM en cada sensor.

Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. desarrolla dispositivos agrícolas LoRa y LoRaWAN bajo proyectos OEM y ODM. Una solución personalizada puede integrar sensores de suelo, gateways LoRaWAN, válvulas remotas, una plataforma IoT, aplicaciones móviles y una API para sistemas externos.

¿Qué es un sensor de humedad del suelo LoRaWAN?

Un sensor de humedad del suelo LoRaWAN es un dispositivo IoT agrícola que recopila datos del suelo y los transmite de forma inalámbrica a un gateway LoRaWAN.

Dependiendo de la sonda seleccionada, el dispositivo puede medir:

• Contenido volumétrico de agua
• Temperatura del suelo
• Conductividad eléctrica
• Salinidad
• Nitrógeno, fósforo y potasio
• Temperatura y humedad ambiental
• Tensión de la batería
• Estado de funcionamiento de la sonda

El gateway recibe los paquetes LoRaWAN y los reenvía al servidor o a la plataforma IoT mediante 4G, Ethernet o Wi-Fi.

La arquitectura habitual es:

Sensor de suelo → Nodo LoRaWAN → Gateway LoRaWAN → Servidor de red → Plataforma IoT → Web, APP o API

Esta estructura permite conectar numerosos sensores a un mismo gateway. La cobertura real depende del terreno, la vegetación, la altura del gateway, el diseño de la antena, la potencia de transmisión y las regulaciones de radiofrecuencia de cada país.

Ventajas de LoRaWAN en la agricultura

Comunicación inalámbrica de largo alcance

LoRaWAN está diseñado para transmitir pequeños paquetes de datos a larga distancia. Resulta adecuado para fincas, plantaciones, pastizales, huertos y otros lugares donde los puntos de medición están muy separados.

La distancia efectiva debe verificarse mediante una prueba de cobertura. Las colinas, los árboles, los edificios, la vegetación húmeda y una ubicación inadecuada del gateway pueden reducir el alcance.

Bajo consumo de energía

Normalmente, el nodo permanece en modo de reposo. Se activa según un intervalo configurado, realiza la medición, transmite los datos y vuelve a dormir.

Este funcionamiento permite alcanzar una autonomía prolongada. También puede incorporarse carga solar para instalaciones remotas que necesiten operar durante todo el año.

Sin tarjeta SIM en cada sensor

Los sensores se comunican con un gateway LoRaWAN compartido, por lo que generalmente no necesitan una tarjeta SIM ni un plan de datos individual.

Cuando el gateway utiliza 4G como conexión de retorno, solamente el gateway necesita una tarjeta de datos. Esto simplifica la administración y reduce los gastos recurrentes de una red agrícola extensa.

Ampliación flexible del sistema

El proyecto puede comenzar con unos pocos puntos de medición y ampliarse posteriormente con nuevos sensores, gateways y zonas de riego.

En la plataforma, los dispositivos pueden organizarse por:

• Finca
• Parcela
• Cultivo
• Invernadero
• Zona de riego
• Cliente o distribuidor

Principales aplicaciones

Campos agrícolas

Los sensores instalados en puntos representativos permiten observar los cambios de humedad antes y después del riego. La plataforma puede generar una alarma cuando el valor se mantiene por debajo de un umbral configurado.

De este modo, el agricultor puede reducir las decisiones basadas exclusivamente en horarios o inspecciones visuales.

Huertos y viñedos

Los árboles y las vides pueden presentar diferentes necesidades de agua según el tipo de suelo, la pendiente, la profundidad de las raíces y la exposición solar.

Una red de sensores LoRaWAN permite comparar las condiciones de diferentes zonas y aplicar estrategias de riego más precisas.

Invernaderos

En un invernadero pueden combinarse datos de humedad del suelo, temperatura del suelo, temperatura ambiental y humedad relativa.

La información recopilada puede utilizarse para tomar decisiones manuales o activar reglas automáticas de riego.

Pastizales y fincas remotas

Muchas zonas agrícolas no disponen de electricidad ni conexión fija a Internet. Los sensores alimentados por batería o energía solar pueden trabajar junto con un gateway LoRaWAN solar para áreas remotas.

Parques y zonas verdes

Los sensores inalámbricos también pueden instalarse en parques, jardines, campos deportivos, zonas verdes municipales y áreas ajardinadas junto a carreteras.

El sistema ayuda a detectar sectores demasiado secos, exceso de riego o posibles fallos en la red de distribución de agua.

Integración con una válvula de agua LoRaWAN

El sensor proporciona información sobre el suelo, mientras que una válvula de agua inteligente LoRaWAN ejecuta la acción de control.

Cuando ambos dispositivos están conectados a la misma plataforma, el proceso puede funcionar de la siguiente manera:

1. El sensor detecta un nivel bajo de humedad.
2. La plataforma verifica que el valor permanezca por debajo del límite configurado.
3. Se envía una orden de apertura a la válvula correspondiente.
4. El riego comienza durante un periodo definido.
5. La válvula se cierra automáticamente.
6. El sensor vuelve a medir las condiciones del suelo.
7. La plataforma registra el proceso completo.

Para aumentar la seguridad, la automatización también debería considerar las precipitaciones, la presión del agua, el caudal, el estado de la válvula y la comunicación de los dispositivos.

No es recomendable activar inmediatamente el riego basándose en una sola lectura anormal.

Tipos de sondas compatibles

Cada cultivo y tipo de suelo puede requerir una tecnología diferente. La selección de la sonda no debería realizarse únicamente según su precio.

Las opciones de integración pueden incluir:

• Sonda capacitiva de humedad
• Sonda FDR
• Sonda TDR
• Sensor combinado de humedad y temperatura
• Sensor de humedad, temperatura y conductividad eléctrica
• Sonda de supervisión a varias profundidades
• Sensor agrícola RS485 Modbus
• Sonda con salida analógica
• Sensor ambiental compatible con SDI-12

El rango de medición, la precisión y el método de calibración dependerán de la composición del suelo, la salinidad, la profundidad de instalación y los requisitos del proyecto.

Especificaciones personalizables

Las siguientes características representan opciones de desarrollo y no los parámetros fijos de un único modelo.

Las especificaciones finales deben confirmarse después de seleccionar la sonda, la frecuencia de transmisión y el entorno de instalación.

Plataforma IoT y administración de datos

Una plataforma completa de supervisión agrícola puede ofrecer:

• Lecturas actuales de humedad
• Curvas y datos históricos
• Gestión de parcelas y zonas de riego
• Alarmas por límites mínimos y máximos
• Avisos de batería baja
• Alarmas por dispositivos desconectados
• Estado de los gateways
• Registros de calibración
• Gestión de usuarios y permisos
• Acceso web y móvil
• Exportación de datos
• Interfaz en varios idiomas
• API para plataformas externas
• Configuración remota de parámetros
• Reglas de automatización para válvulas

La plataforma lora8 puede integrar los datos de los sensores, el estado de los gateways y los dispositivos de control remoto en una misma interfaz.

El cliente también puede conectar los equipos a su propio servidor LoRaWAN o sistema de gestión agrícola.

Instalación del gateway

La ubicación del gateway influye directamente en la estabilidad de la red.

Siempre que sea posible, debería instalarse:

• Por encima de los cultivos y la vegetación
• Lejos de grandes estructuras metálicas
• En un punto con buena línea de propagación
• Dentro de una carcasa apta para exteriores
• En una ubicación con acceso a 4G, Ethernet o Wi-Fi
• Con protección adecuada contra rayos y sobretensiones

Las fincas de gran tamaño pueden requerir varios gateways. Una cobertura parcialmente superpuesta puede reducir los puntos ciegos y mejorar la disponibilidad del sistema.

Antes de la instalación masiva, conviene realizar una prueba piloto utilizando la altura, antena, banda de frecuencia e intervalo de envío reales.

Precisión e instalación del sensor

La tecnología LoRaWAN transmite la información, pero no determina por sí misma la precisión de la medición.

La calidad del dato depende principalmente de la sonda, la calibración, las condiciones del suelo y el método de instalación.

Para obtener resultados fiables:

1. Seleccione una sonda adecuada para el tipo de suelo.
2. Instálela a la profundidad efectiva de las raíces.
3. Mantenga un buen contacto entre la sonda y el suelo.
4. Evite bolsas de aire alrededor del área de medición.
5. No coloque todos los sensores junto a una salida de agua.
6. Compare las primeras lecturas con una medición de referencia.
7. Recalibre la sonda cuando cambie a un suelo muy diferente.
8. Proteja los cables frente a maquinaria agrícola y animales.

Un solo sensor puede no representar las condiciones de toda una finca. Las parcelas extensas o irregulares deberían dividirse según el suelo, la elevación, el cultivo y la distribución del riego.

Desarrollo OEM de sensores agrícolas LoRaWAN

Jinshengchang puede personalizar el terminal completo y no solamente suministrar un módulo de comunicación.

Los servicios OEM y ODM pueden incluir:

• Selección e integración de sondas
• Diseño de PCB LoRaWAN
• Firmware de bajo consumo
• Formato personalizado de datos uplink
• Comandos de configuración downlink
• Configuración de frecuencias regionales
• Diseño de batería y carga solar
• Desarrollo de carcasa impermeable
• Logotipo, etiqueta y embalaje personalizados
• Selección y planificación de gateways
• Integración con plataforma en la nube
• Compatibilidad con aplicaciones Android e iOS
• Integración mediante MQTT, HTTP y API
• Fabricación de prototipos
• Pruebas de campo
• Producción por lotes

El desarrollo personalizado de firmware LoRaWAN también permite utilizar intervalos adaptativos.

Por ejemplo, el sensor puede transmitir con menor frecuencia cuando las condiciones permanecen estables y aumentar la frecuencia cuando detecta un cambio rápido de humedad.

Información necesaria para solicitar una cotización

Antes de preparar una propuesta técnica, es conveniente confirmar:

1. ¿Qué cultivo o aplicación será supervisado?
2. ¿Qué parámetros deben medirse?
3. ¿A qué profundidad se realizará la medición?
4. ¿Cuántos puntos de supervisión necesita el proyecto?
5. ¿Cuál es el tamaño y la topografía del área?
6. ¿Qué frecuencia LoRaWAN está permitida en el país?
7. ¿Con qué frecuencia deben transmitirse los datos?
8. ¿El dispositivo necesita batería o energía solar?
9. ¿Se requiere control automático de válvulas?
10. ¿Se utilizará la plataforma lora8 o un servidor propio?
11. ¿Se necesita carcasa, protocolo, logotipo o embalaje personalizado?

Esta información permite calcular correctamente el tipo de sonda, la batería, la cantidad de gateways y la configuración de comunicación.

¿Por qué elegir Jinshengchang Technology?

Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. cuenta con experiencia en posicionamiento GPS, comunicación LoRa, hardware integrado, firmware de bajo consumo y plataformas IoT.

Sus capacidades incluyen:

• Diseño de terminales LoRa y LoRaWAN
• Integración de sensores agrícolas
• Control de válvulas de riego
• Gateways LoRaWAN para interiores y exteriores
• Dispositivos alimentados por batería o energía solar
• Desarrollo de firmware en C
• Plataformas web y aplicaciones móviles
• Integración mediante API
• Implementación en servidores privados
• Producción OEM y ODM
• Soporte técnico y servicio posventa

Este enfoque resulta adecuado para clientes que necesitan un sistema agrícola completo y no solamente una sonda independiente.

Conclusión

Un sensor de humedad del suelo LoRaWAN puede proporcionar datos útiles para el riego inteligente, los invernaderos, los viñedos, los huertos, las plantaciones y las zonas verdes municipales.

Los mejores resultados dependen de la combinación de una sonda fiable, una instalación correcta, una cobertura LoRaWAN adecuada y reglas de automatización cuidadosamente diseñadas.

La integración de sensores de suelo, válvulas LoRaWAN, gateways y una plataforma centralizada permite convertir mediciones aisladas en un sistema completo de gestión del agua.

Para desarrollar un sensor agrícola LoRaWAN, un gateway o una solución personalizada de riego inteligente, puede ponerse en contacto con Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd.

Información de contacto

Empresa: Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd.
Contacto: Wang Tao
Correo electrónico: 397017470@qq.com
WhatsApp: +86 134 8088 1974
Teléfono: +86 134 8088 1974 / +86 177 2242 0256
Sitio web: www.lora8.net
Dirección: Sala 305, Ailian Chuangzhao Plaza, distrito de Longgang, Shenzhen, Guangdong, China.