14 jun 2018

Como se vincula uma granja avícola à Internet das Coisas?

Avicultura y la Internet de las cosas internet das coisas


AUTOR(ES)

María de los Angeles Gutiérrez

Diamond V

Conteúdo disponível em: Español (Espanhol)

Nas últimas décadas, em todo o mundo, vem se desenvolvendo um maior nível de consciência sobre a segurança alimentar e há uma grande demanda por alimentos de melhor qualidade. Isso tem obrigado muitos países a adotar novos protocolos para mudar transformar as granjas manuais em granjas automatizadas. Dessa maneira, a aplicação da Internet das Coisas (IOT) pode converter uma granja tradicional em uma moderna granja avícola inteligente, provocando um grande impacto no crescimento do frango. Esse foi o resultado de uma pesquisa realizada no Departamento de ECE, do Instituto de Tecnologia do Conhecimento, Salem (Índia), e podemos apresentá-lo a partir de uma publicação no Journal SAJET.

Essa pesquisa se concentrou nas tecnologias modernas para uma granja avícola com o objetivo de controlar todos os parâmetros ambientais, como temperatura, umidade e amônia, que afetam o crescimento dos frangos.

Se a condição ambiental não está à altura, pode ser prejudicial para as transformações digestivas, respiratórias e de comportamento nos frangos. Se os frangos têm atmosfera adequada e água para atender suas necessidades, então podem crescer rapidamente e com boa saúde, o que levará ao aumento do peso das aves.

No crescimento do frango, o clima cumpre papel vital. A granja avícola inteligente é projetada de tal forma, que o clima pode ser modificado pela ventilação; ventilador de resfriamento e de extração.

Os parâmetros de temperatura, umidade, amônia e nível de água são monitorados e controlados com a ajuda do microcontrolador PIC. Os valores dos sensores monitorados são carregados na internet, permitindo à pessoa responsável conhecer o ambiente interno das granjas avícolas através de um computador móvel, ou pessoal, conectado à Internet.

– Granja avícola inteligente: uma solução integrada que utiliza redes baseadas em WSN e GPRS
Rupali B. Mahale et al discutiram sobre o monitoramento da granja avícola a partir do uso de sensores sem fio (WSN) e uma rede baseada em GPRS. Esse sistema monitora a água, o nível de ração e os parâmetros ambientais circundantes de uma granja avícola, incluindo a temperatura e a umidade. Através desse sistema, a pessoa responsável pela granja avícola pode obter informação do ambiente interno da granja a qualquer momento e de qualquer lugar, com a ajuda da rede GPRS.

-Granja inteligente utilizando uma rede de sensores sem fio
Vaibhavraj S. Roham et al descrevem a rede de sensores sem fio necessária para projetar o ambiente inteligente para monitorar e controlar diversos parâmetros climáticos. Foram utilizados a rede de sensores sem fio nas estufas, onde a rede será conectada ao controlador BeagleBone. Trata-se de um dispositivo que recolherá todos os parâmetros climáticos e alocará essa base de dados no servidor de internet em intervalos de tempo regulares. O aplicativo web e o aplicativo de telefone inteligente analisarão os valores dos parâmetros climáticos e apontarão as medidas preventivas para as condições ambientais correspondentes. O sistema será alimentado por baterias solares e de armazenamento.

-Granja avícola inteligente baseada na Internet
K. Sravanth Goud et al elaboraram a técnica avançada da rede de sensores sem fio e a rede móvel para monitorar e controlar automaticamente os parâmetros ambientais das aves de produção. A pessoa pode monitorar os parâmetros ambientais mediante o envio de SMS ao sistema. Parâmetros como temperatura e umidade. Se o sistema não recebe o comando do número de celular registrado, realiza sua ação de maneira automática. Portanto, o uso desse sistema pode proporcionar tecnologia moderna para a automatização de granjas.

-Incorporação de tecnologias de detecção inteligente na indústria avícola
Gerard Corkery et al discutiram sobre o uso de tecnologias de sensores inteligentes na indústria avícola para monitorar parâmetros ambientais críticos que são relevantes para a produção na avicultura e incluem, entre outros, temperatura do ar, umidade relativa, luz, velocidade e qualidade do ar (em particular, concentrações de CO2 e NH3). É revisada a prática atual da indústria com relação à medição desses parâmetros, além do efeito desses parâmetros no bem-estar das aves. Portanto, eles fizeram uma revisão sobre essa tecnologia de detecção inteligente na indústria avícola.

-Projeto e implementação de relés inteligentes baseado no monitoramento e controle, de forma remota, da amônia em granjas avícolas
Jawad K. Othman et al Relés inteligentes (Smart Relay) em granjas avícolas oferecem muita flexibilidade e redução de custos para o projeto e implementação de sistemas de monitoramento e controle, através de suas funções, quando comparados com os equipamentos clássicos. O relé inteligente com interface de comunicação foi utilizado nesse trabalho para monitorar e controlar, de forma remota, a concentração de NH3, HR e a temperatura nas granjas avícolas, enviando mensagens de alerta, ou recebendo mensagens de instruções via SMS, de ou para o celular do supervisor.

-Monitoramento inteligente da granja utilizando Raspberry Pi e Arduino
Siwakorn Jindarat et al projetaram um sistema inteligente sobre o sistema integrado e o telefone inteligente para a gestão avícola. Para resolver o problema, o autor utilizou Raspberry Pi e Arduino Uno. Esse sistema deve monitorar os parâmetros circundantes da área avícola, incluída a umidade, temperatura, qualidade do clima, interruptores do ventilador. Descobriu-se que esse sistema é muito simples e útil para os usuários, já que os mesmo podem controlar a granja avícola, de forma eficaz, a qualquer momento e de qualquer lugar.

Metodologia

O PIC foi utilizado como controlador e o ESP8266 é usado como módulo WiFi. O LM35 foi usado como um sensor de temperatura, que pode monitorar e observar a temperatura ambiental, enviando a informação ao microcontrolador. Esse, por sua vez, pode enviar os dados atuais e realizar uma ação de acordo a partir dessas informações enviadas. Quando a temperatura ultrapassa o valor limite, o ventilador de resfriamento automático será iniciado para controlar a temperatura interna das aves de produção. O valor limite da temperatura é de 40,6 graus a 41,7 graus Celsius. Uma vez que a temperatura esteja abaixo do valor limite, o ventilador de resfriamento desligará automaticamente.
Da mesmo forma, o SYHS22 é utilizado como sensor de umidade. Ele pode monitorar e observar a umidade ambiental, enviando a informação ao microcontrolador, que pode detectar os dados e realizar ações de acordo com o valor atual da umidade em uma granja avícola. Quando a umidade excede o valor limite, o ventilador de extração será acionado automaticamente. Uma vez que a umidade interna da granja avícola esteja sob control, o ventilador será DESLIGADO automaticamente.
O MQ6 é usado como um sensor de gás. Há vários gases no ar, como o CO2, CO, H2S, CH4, NH3 etc. Aqui o foco é a amônia (NH3) no ar, porque ela afeta o crescimento dos frangos, pode facilitar várias doenças respiratórias como a própria Influenza Aviária etc. O valor limite da amônia é de 40%. Quando o percentual de amônia no ar ultrapassa o limite fixado no sistema, a janela de ventilação será aberta e o ventilador de extração será acionado. Uma vez que a amônia no ambiente avícola esteja sob controle, o ventilador será desligado automaticamente.
O Mecanismo de controle do nível de água para uma granja avícola foi projetado, sendo capaz de proporcionar água aos frangos conforme a necessidade. Assim, a água não será desperdiçada e a saúde do frango será controlada automaticamente. Da mesma forma, o sensor de nível foi fixado em um tanque de água para medir o seu nível. O valor limite do nível da água foi fixado e, uma vez ultrapassado, a água pode retornar ao tanque, alcançando o nível exigido.

Todos os dados ambientais devem aparecer na tela LCD. A apresentação dos dados, como temperatura, umidade, amônia e nível da água, deve se dar como na linguagem de sinais, para ajudar os trabalhadores das granjas a conhecer facilmente os detalhes do ambiente interno das granjas avícolas. Adquiridos todos os valores do sensor, eles são carregados à página na internet. A pessoa encarregada da granja avícola pode ver esses dados em seu telefone móvel, ou computador pessoal, usando a Internet de qualquer lugar e a qualquer momento.

Descrição do hardware

Sensor de temperatura Lm35
O LM35 é um sensor de temperatura comum. É encontrado facilmente no mercado. A faixa de tensão é de 4v a 30v. Aqui fornecemos 5v. A faixa de temperatura está entre -55 °C e + 150 °C. Isso é facilmente adequado para aplicação remota.

Sensor de umidade Sy-Hs-220
Esse sensor de umidade está funcionando em CC (Corrente Contínua). A faixa desse sensor de umidade é 30-90º c RH. O sensor de umidade é analógico e proporciona a saída em forma de sinal analógico. Esse sinal alimenta o ADC (Controle diferencial ativo), que a converterá para o formato digital. Uma vez convertido para a forma analógica, o microcontrolador pode processar o sinal digital de umidade segundo a aplicação. Esse sensor dá o valor de mudança na umidade na atmosfera, segundo a aplicação.

Monitor de amônia MQ6
O MQ6 é um sensor de amônia. É altamente sensível para propano, butano, GLP. O MQ6 tem uma faixa de detecção que é de aproximadamente 100-10,000 ppm. Tem uma vida longa e um circuito de manejo simples. Tem tempo de reposta rápido (<10s). A voltagem de alimentação desse sensor é de 5V.

Sensor de nível
O sensor de combustível é usado para calibrar o combustível disponível em um tanque. Basicamente é utilizado em um tanque de gasolina de duas rodas. Aqui para medir o nível de água em uma granja avícola, utilizamos os sensores de nível.

PIC 16F877
O PIC 16F877 é um dos microcontroladores mais avançados da Microchip. Esse controlador é amplamente utilizado para aplicações experimentais e modernas devido a seu baixo preço, ampla gama de aplicações, alta qualidade e facilidade de disponibilidade. É ideal para aplicações como de controle de máquinas, dispositivos de medição, propósitos de estudo etc. O PIC 16F877 apresenta todos os componentes que os microcontroladores modernos normalmente têm.

Resultados

Nessa publicação do SAJET, foi proposto uma metodologia para alertar, controlar a temperatura, a umidade, a amônia e o nível da água em uma granja avícola. Esse trabalho implementado foi realizado com a ajuda do microcontrolador PIC e o módulo WiFi. Para organizar os dados foi usada uma planilha do Google. Esse método pode ser aplicado em mais procedimentos, que implicam o monitoramento remoto de vários parâmetros físicos. Todos os valores do sensor são carregados na página da internet. A pessoa responsável pelas aves de produção pode ver esses detalhes através de um celular ou computador portátil. O resultado desse sistema é apresentado a seguir:

Avicultura y la Internet de las Cosas

Conclusões

A Internet das Coisas (IOT) é uma tecnologia inovadora para a avicultura, que pode transformar uma granja tradicional em uma moderna granja avícola automatizada. Vários parâmetros ambientais são monitorados continuamente para melhorar a saúde e o crescimento do frango. O mecanismo de controle da água ajuda a proporcionar fornecimento de água cada vez que os frangos necessitem e ajuda a evitar o desperdício.

A aplicação da Internet das Coisas (IOT) ajuda o avicultor a monitorar o ambiente interno da granja avícola. Portanto, o proprietário pode obter todos os detalhes de suas aves a qualquer momento e de qualquer lugar.

Department of ECE, Knowledge Institute of Technology, Salem, India
Investigadores: Ayyappan. V, Deepika. T, Divya Dharshini. S, Elayaraja. M, Shanmugasundaram R.
South Asian Journal of Engineering and Technology (SAJET)

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