Browsing by Author "Varandas, Leonor Cristina Pinheiro dos Santos"
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- Low-Cost IoT Remote Sensor Mesh for Large-Scale Orchard MonitorizationPublication . Varandas, Leonor Cristina Pinheiro dos Santos; Faria, João; Gaspar, Pedro Dinis; Aguiar, MartimPopulation growth and climate change lead agricultural cultures to face environmental degradation and rising of resistant diseases and pests. These conditions result in reduced product quality and increasing risk of harmful toxicity to human health. Thus, the prediction of the occurrence of diseases and pests and the consequent avoidance of the erroneous use of phytosanitary products will contribute to improving food quality and safety and environmental land protection. This study presents the design and construction of a low-cost IoT sensor mesh that enables the remote measurement of parameters of large-scale orchards. The developed remote monitoring system transmits all monitored data to a central node via LoRaWAN technology. To make the system nodes fully autonomous, the individual nodes were designed to be solar-powered and to require low energy consumption. To improve the user experience, a web interface and a mobile application were developed, which allow the monitored information to be viewed in real-time. Several experimental tests were performed in an olive orchard under di erent environmental conditions. The results indicate an adequate precision and reliability of the system and show that the system is fully adequate to be placed in remote orchards located at a considerable distance from networks, being able to provide real-time parameters monitoring of both tree and the surrounding environment.
- Sistema de monitorização remota de parâmetros internos e da envolvente de árvoresPublication . Varandas, Leonor Cristina Pinheiro dos Santos; Gaspar, Pedro Miguel de Figueiredo Dinis OliveiraAtualmente, com o aumento populacional, a sociedade agropecuária viu-se na responsabilidade de acompanhar este crescimento. Com a sobreexploração desta área e a consequente utilização de meios fitossanitários para a fazer subsistir, cada vez mais nos deparamos com o aumento da degradação ambiental e com o aparecimento frequente de doenças e pragas muito mais resistentes. Como consequência disto, os produtos têm vindo a sofrer uma redução da qualidade para além de apresentarem um risco crescente de toxicidade prejudicial para a saúde do ser humano. Uma das soluções mais atrativas neste momento passa pela monitorização direta e em tempo real de parâmetros como a temperatura e a humidade, tanto da própria árvore como também do meio que a envolve. Desta forma, é possível prever o aparecimento dos infestantes, evitando a utilização excessiva, e em muitos casos desnecessária, de pesticidas. Contudo, ainda não existem muitos estudos desenvolvidos para solucionar este problema. Assim, esta dissertação visa o projeto e construção de um dispositivo de monitorização remota que permita ao utilizador conhecer parâmetros com impacto na saúde das árvores como sejam a temperatura interna; a humidade do solo e a temperatura, humidade e concentração de gases da atmosfera envolvente. Sabendo ainda que dois dos requisitos fundamentais dos sistemas de monitorização remota se prendem com o alcance de comunicação e sua autonomia, todos os dados monitorizados são transmitidos para um repetidor central, também desenvolvido nesta dissertação, por meio da tecnologia LoRaWAN, sendo todo o sistema alimentado por energia solar via conversão fotovoltaica. Adicionalmente, o utilizador pode aceder aos dados monitorizados em tempo real em qualquer lugar, devido a uma aplicação móvel desenvolvida para essa finalidade. Por fim, para validar o bom funcionamento do dispositivo, são apresentados os resultados de ensaios experimentais, em forma de gráfico, realizados numa oliveira sob diferentes condições ambientais.
- Standalone docking station with combined charging methods for agricultural mobile robotsPublication . Varandas, Leonor Cristina Pinheiro dos Santos; Gaspar, Pedro Dinis; Aguiar, MartimOne of the biggest concerns in the field of agriculture is around the energy efficiency of robots that will perform agriculture’s activity and their charging methods. In this paper, two different charging methods for agricultural standalone docking stations are shown that will take into account various variants as field size and its irregularities, work’s nature to which the robot will perform, deadlines that have to be respected, among others. Its features also are dependent on the orchard, season, battery type and its technical specifications and cost. First charging base method focuses on wireless charging, presenting more benefits for small field. The second charging base method relies on battery replacement being more suitable for large fields, thus avoiding the robot stop for recharge. Existing many methods to charge a battery, the CC CV was considered the most appropriate for either simplicity or effectiveness. The choice of the battery for agricultural purposes is if most importance. While the most common battery used is Li-ion battery, this study also discusses the use of graphene-based new type of batteries with 45% over capacity to the Li-ion one. A Battery Management Systems (BMS) is applied for battery balancing. All these approaches combined showed to be a promising method to improve a lot of technical agricultural work, not just in terms of plantation and harvesting but also about every technique to prevent harmful events like plagues and weeds or even to reduce crop time and cost.