blog de GALTEL

En nuestro último post compartíamos una de las pruebas de estrés térmico a las que sometemos a los equipos que  montamos en algunas de nuestras instalaciones.

Las destinadas al sector agrícola y medioambiental se desarrollan en entornos abiertos, en los que las condiciones climáticas pueden llegar a ser muy adversas. Por tanto, es crítico que los equipos soporten altas temperaturas sin que se vea afectado su funcionamiento.

En esta figura se muestra el registro de temperatura interna (del microcontrolador) del equipo que mostrábamos en la anterior entrada del blog . Midiendo la temperatura del micro con una periodicidad de un minuto, observamos que en apenas 8 minutos se pasa de 43º a 72º, mientras que las aplicaciones que estaban corriendo en el equipos (en este caso se trata de un gateway para redes de sensores) continuaban funcionando correctamente. Una vez alcanzada esa temperatura, la fuente de calor se desconectó y se registró la curva de enfriamiento del micro, observando que se necesitó casi dos horas para alcanzar la misma temperatura que tenía el equipo antes de la prueba.

La idea de un hogar inteligente no es nueva; se lleva hablando de ella desde hace muchos años. Ya en los 50 y 60 del siglo pasado se especulaba con las casas del futuro, que harían buena parte de las tareas de forma automática y en lugar de sus habitantes. La realidad es que eso ha quedado, de momento, en la ciencia ficción. Pero sí existe la tecnología necesaria para dotar de cierta inteligencia, o al menos, de cierta autonomía, a algunas partes de la casa del futuro.

Las tendencias actuales han creado una demanda para un control más inteligente en el hogar. El principal factor ha sido el coste creciente, tanto económico como medio-ambiental, del consumo energético, dando paso a numerosas iniciativas para optimizar dicho consumo mediante el aprovechamiento eficiente de la energía disponible.

El primer paso fue la definición de una nueva categoría de productos y aplicaciones: los contadores inteligentes, que permiten la lectura remota de los consumos energéticos.

La extensión lógica de estas aplicaciones es el control y monitorización activo de los dispositivos y aplicaciones que consumen más energía en el hogar. De esta forma se tiene información de los perfiles de consumo del hogar, consiguiendo no sólo ahorros en el gasto energético, sino permitiendo la priorización de consumos, de manera que, por ejemplo, los dispositivos que tengan mayor consumo energético sólo puedan operar en periodos de baja demanda.

A medida que aumenten las aplicaciones, se hace necesario que los dispositivos monitorizados y controlados estén interconectados de alguna manera. Evidentemente la interconexión de dispositivos en un hogar no puede plantearse de manera cableada, por lo que la solución debe ser necesariamente inalámbrica. Esta conclusión es aplkicable también para entornos industriales.

A pesar de que la mayoría de los hogares disponen ya de routers inalámbricos WiFi (IEEE 802.11), esta tecnología no es práctica para la interconexión masiva de dispositivos, ya que un transceptor WiFi consume una cantidad elevada de potencia y no es práctico para dispositivos que están la mayoría de su tiempo en modo “stand-by”. Con esta tecnología no sería posible alimentar los dispositivos de monitorización y control con baterías.

Una solución alternativa es el estándar IEEE 802.15.4. Aunque es un estándar relativamente reciente, añade ya protocolos, como el ZigBee, que están lo suficientemente maduros y proporcionan plataformas wireless como para desarrollar aplicaciones de “hogar inteligente”. Esta tecnología garantiza una comunicación fiable entre dispositivos, con un consumo energético reducido, posibilitando la alimentación de estos dispositivos con baterías.

El estándar IEEE 802.15.4 es una plataforma muy flexible, que ofrece a los desarrolladores de aplicaciones amplias posibilidades de stacks de comunicación para su ejecución.

A pesar de que ZigBee es el protocolo de comunicación más conocido desarrollado sobre 802.15.4, no se está imponiendo en aplicaciones de hogar digital, en las que algunos fabricantes no desean la interoperabilidad de dispositivos. Esto está llevando al desarrollo de protocolos semi-propietarios para este tipo de aplicaciones, que hacen uso de la potencia de las redes malladas multi-hop, pero eliminando buena parte de la sobrecarga de señalización del protocolo ZigBee.

Hoy vamos a compartir el resultado de una prueba de estrés térmico a la que sometemos algunos de nuestros equipos.

En este caso, se trata de la prueba térmica a la que sometemos al Gateway GGate. El GGate es un dispositivo diseñado para coordinar una red inalámbrica de sensores y adaptar la información procedente de la misma al mundo IP.

En las aplicaciones en exterior, tanto en agricultura como en medio ambiente, el comportamiento frente a las condiciones climatológicas es crítico en el buen funcionamiento de un equipo. En particular, y dado que normalmente los equipos se instalan en interior de una caseta o de una caja, el punto crítico es la resistencia a la temperatura ambiente.

En el laboratorio de GALTEL, como parte de los test de calidad, sometemos al gateway GGate a condiciones extremas de funcionamiento. Una de las pruebas que realizamos es un test de estrés térmico, consistente en subir la temperatura interna del microprocesador del equipo por encima de sus características nominales, en un corto espacio de tiempo, y verificar tanto que el equipo sigue funcionando correctamente durante ese periodo como que, una vez quitada la fuente de calor, la temperatura regresa a sus niveles normales de forma gradual.

Para ello utilizamos un calentador de aire, que se utiliza en electrónica para calentar tubos termo-retráctiles, aplicando una corriente de aire de alta temperatura directamente dentro del gateway y sobre el disipador, haciendo subir la temperatura por encima de 70 grados.

La monitorización de la temperatura se hace por medio de un programa (script) que se ejecuta en el propio equipo, que almacena el valor de la temperatura del microprocesador una vez por minuto.

En este vídeo se puede ver cómo se realiza la prueba de calentamiento. El equipo ha subido hasta 72 grados en apenas 4 minutos, y ha seguido funcionando correctamente. En cuanto tengamos el gráfico de la evolución temporal de la temperatura lo subiremos.

Prueba Stress Térmico_vídeo

En la edición nº 188 (marzo 2012) de la revista “BIT”, del Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación (COIT), GALTEL  publica un artículo sobre la aplicación de las tecnologías inalámbricas de redes de sensores en agricultura, y específicamente en viticultura, destacando cómo las nuevas tecnologías pueden ayudar a los gestores agrícolas a optimizar sus procesos y, con ello, a mejorar su eficiencia.

Ponemos el enlace al artículo completo, esperamos al menos despertar la curiosidad.

(Artículo publicado en la revista Enólogos, edición de marzo 2012)

La viticultura del futuro pasa por una viticultura integrada y sostenible. Para ello es necesario conocer con exactitud el estado del viñedo en cada zona y en todas sus facetas: suelo, planta y clima. El uso de sensores distribuidos y de redes inalámbricas para transmitir los datos permite tener información en tiempo real y acceder a ella desde cualquier lugar. Complementando esto con el uso de herramientas informáticas y procesos de análisis de datos, se facilita el camino para desarrollar una viticultura inteligente mediante dos acciones básicas: zonificación y monitorización.

El proyecto MoDeM, en el que GALTEL lidera la parte tecnológica de adquisición de datos y transmisión inalámbrica de los mismos en el viñedo, desarrolla una metodología de toma y análisis de información que se plasma en la recomendación de acciones sobre el viñedo, para hacer más fácil la toma de decisiones por parte de los responsables técnicos.

Las nuevas tecnologías brindan una perfecta ocasión para mezclarse con la tradicionalidad de la viticultura y, entre ambas, ofrecer al responsable técnico soluciones de medida que hasta ahora no eran posibles, aportando capacidad de cálculo y automatización y la posibilidad de acceder a la información en tiempo real desde cualquier lugar y en cualquier momento. Con esta perspectiva se está llevando a cabo un ambicioso proyecto que mezcla las dos disciplinas ya mencionadas, para generar, desde el punto de vista de una viticultura integrada y sostenible, una red de ayuda a la toma de decisiones que oriente sobre las mejores opciones, en momento y forma, de tratar el viñedo de una forma integral, incluyendo acciones para la gestión y optimización del riego, para la gestión del canopy y para la predicción y defensa contra enfermedades y plagas.

Leer el artículo completo.

Aunque no es una aplicación de “campo”, nos ha parecido lo suficientemente curiosa y divertida como para hacer una breve entrada sobre ella: se trata del típico juego de dominó en el que las fichas se ponen de manera que al caer una las otras caen en serie, empujadas por la primera, pero con una importante diferencia: las fichas no se tocan, sino que se “comunican” vía radio para decirse cuándo ha caído una y debe caer la siguiente.

Las fichas llevan un pequeño transmisor de radiofrecuencia que permite que se comuniquen unas con otras. Cuando una de ellas ha caído, la que le toca caer en siguiente lugar recibe un mensaje de la primera, que le indica que ésta ha caído. Y se desencadena el resto del juego. Cada ficha tiene un acelerómetro para saber si está de pie o tumbada.

No deja de ser una aplicación curiosa, os ponemos el enlace al vídeo completo AQUÍ.

“La tecnología lo ha cambiado todo, y esto no ha hecho más que empezar”. Éste es el titular de una entrevista que acabo de leer en el periódico “Dossier Empresarial”. La entrevista es sobre una empresa especializada en servicios de TI para banca, pero la verdad es que el título se podría aplicar a prácticamente cualquier faceta y sector industrial.

Si pensamos en la agricultura, que como saben nuestros seguidores es uno de los sectores en el que GALTEL desarrolla sus proyectos, la situación climática mundial (y no hablo de cambio climático en sí mismo, pero sí de esta meteorología que nos vuelve locos) hace que algunas prácticas tradicionales dejen de tener sentido, o al menos no haya que considerarlas al pie de la letra.

Buen ejemplo de las prácticas agrícolas tradicionales las encontramos en el refranero: “mayo caliente y lluvioso, ofrece bienes copiosos”; “que llueva en abril y mayo, aunque no llueva en todo el año”, “tiene mayo la llave del año”, “en mayo crece el tallo”, “si truena en enero cuelga la hoz en el humero”, … en fin, son cientos los refranes que podríamos encontrar sobre prácticas agrícolas.

Pero la realidad del sector agrícola cambia: la disponibilidad de agua de riego no es infinita; la aplicación de pesticidas y fitosanitarios está regulada o va a estarlo muy pronto; una buena cosecha ya no basta para asegurar su venta, hace falta diferenciarse del resto, y una de las formas es diferenciarse por calidad. Se podrían encontrar también decenas de argumentos sobre el cambio de las prácticas agrícolas.

Es ahí donde el título de este post tiene efecto: la tecnología lo ha cambiado todo, y lo cambiará mucho más en los próximos años.

Como el uso de la tecnología de medida y de sensores, que permiten hoy en día saber qué ocurre en todo momento. Aquello que ya es común en otros sectores industriales, en los que la automatización y control de procesos es habitual y casi obligatorio, se convertirá en una poderosa arma de diferenciación en los próximos años también en el sector agrícola y, por extensión, en el medioambiental.

Porque ya no vale hacer las cosas como se hacían antes, por tradición, sino que cada vez más es necesario hacer las cosas en función de un análisis de la situación actual, para llegar a un objetivo de calidad que nos diferencie. Y para ello las nuevas tecnologías jugarán, juegan, un papel clave, permitiendo conocer en tiempo real y en todo momento qué pasa en un cultivo, en la planta, en el suelo, con el clima, y aportando esta información al productor para anticiparse a determinados fenómenos (heladas, enfermedades, plagas) o para mejorar la gestión de su producción.

Mucho se ha hablado y escrito sobre la agricultura de precisión y, en particular, sobre la viticultura de precisión. Nosotros mismos, desde GALTEL, venimos hablando de este tema desde nuestros comienzos y aplicando nuevas tecnologías para hacer posible y real la práctica de una viticultura de precisión en tiempo real.

Las definiciones sobre este término son también muchas, por eso nos quedamos con la que hemos acuñado y presentado ya en alguna ocasión: la viticultura de precisión consiste en ser capaces de aplicar la cantidad exacta en el momento adecuado y en el lugar preciso de los tratamientos necesarios para el cultivo: agua, fertilizantes, etc.

Por eso queremos usar este ‘post’ para lanzar algunas preguntas y reflexiones sobre el estado actual de la viticultura de precisión, y analizar hacia dónde camina. Por eso es importante la opinión de todos los actores del mundo vitivinícola, tanto productores como usuarios finales, y por supuesto la reflexión de tantas universidades y centros de investigación que trabajan en distintos proyectos de viticultura.

Por ello lanzamos aquí algunas preguntas ‘al aire’ para ir reflexionando sobre ellas:

• Desde el punto de vista del productor / usuario final, ¿qué problemas están por resolver en el campo con la tecnología actual?
• ¿Qué requisitos o necesidades no están cubiertas?
• ¿Cuáles son los últimos avances o desarrollos en Viticultura de Precisión?
• ¿Cuáles son las demandas del mercado actual?
• ¿Qué tecnologías aparecen en el horizonte como prometedoras y capaces e revolucionar la Viticultura de Precisión?
• ¿Qué dispositivos o equipos han aparecido nuevos aplicables a las prácticas de Viticultura de Precisión?

Nos gustaría oir vuestra opinión y reflexiones, para entre todos hacer posible que la Viticultura de Precisión sea una realidad extendida a todo el sector. Si te animas, envíanos tus reflexiones a info@galtel.es.

Nos ha llamado la atención la noticia de que han instalado 92 sensores (50 según otras informaciones) en la Capilla Sixtina para monitorizar continuamente la temperatura del aire, la condensación y la temperatura de la superficie de las paredes y del techo. La información de los sensores realimenta a un complejo sistema de climatización y humectación para mantener en perfecto estado los frescos que decoran la capilla.

Hasta aquí todo normal. Lo que nos ha sorprendido es el dato de que para ello se han utilizado 26 kilómetros de cable para entrelazar los sensores con el resto del sistema; sí, hemos escrito bien: 26 kilómetros.

¿Os imagináis el interior de la Capilla cosida literalmente por una red de cables, que por muy disimulados y escondidos que estén, han debido suponer un tremendo trabajo de instalación sólo del cableado?

Es un ejemplo de lo que las redes inalámbricas de sensores pueden simplificar cualquier sistema de monitorización en continuo, en exterior y en interior de edificios. Midiendo los parámetros que se han integrado en la Capilla Sixtina (temperatura y humedad), habría resultado mucho más fácil y flexible, desde el punto de vista de la instalación, la colocación de sensores inalámbricos que se comuniquen unos con otros vía radio, de manera que por las paredes y techos de la capilla no fuese necesario instalar cables. Bastaría con colocar dispositivos como los de la imagen inferior, que ya integran los sensores de humedad y temperatura en el interior del equipo (y por tanto no necesitan un elemento sensor externo).

Una de nuestras intenciones cuando pusimos en marcha el blog de GALTEL era, además de hablar de tecnología y agricultura, y cuando fuese posible de estos dos términos a la vez, ir desgranando nuestra actividad y explicando cómo avanzan los nuevos diseños y desarrollos que llevamos a cabo.

Por tanto, es buen momento para hablar de GALIS (GALtel Information System), una aplicación web que GALTEL ha desarrollado para la visualización, vía web, de datos recopilados por redes de sensores desplegadas en campo para monitorizar, en tiempo real, parámetros del suelo, del cultivo y del clima. Se trata de una herramienta desarrollada específicamente para aplicación en proyectos de monitorización agrícola y medioambiental.

Tras 2 años trabajando en el sector agrícola, especialmente en viticultura, implantando sistemas de monitorización con tecnologías de redes inalámbricas malladas de sensores, nos planteamos hace ya tiempo desarrollar una herramienta de apoyo al responsable técnico de los cultivos que contase además con un módulo de ayuda a la toma de decisiones. Este periodo trabajando con este tipo de proyectos nos ha permitido saber qué es lo necesita el usuario final, y por tanto diseñar la herramienta de manera que cumpla con esas necesidades detectadas.

Se trata de una herramienta web diseñada con las últimas tecnologías de programación, muy ágil en cuanto al manejo y con una apariencia muy fácil de interpretar por parte del usuario. Se apoya en un potente motor de base de datos SQL, y destacan sobremanera 3 módulos de la aplicación:

• La visualización de mapas de ubicación de los equipos de medida (sensores), mediante mapas topográficos integrados en la herramienta. Para agilizar el tratamiento de los mapas y no depender de conexiones externas, se integra un servidor de mapas topográficos que, una vez puesto en marcha, permitirá un avance muy rápido entre zonas.
• La creación de potentes gráficos personalizados de los datos recogidos por los distintos sensores, pudiendo representar en un mismo gráfico un elevado número de sensores incluso de distintos tipos, cada uno de ellos asociado a su propio eje de escalas, de manera que se facilita enormemente la observación de la correlación entre variables distintas.
• Un potente módulo de alarmas configurables por el usuario, que analiza en tiempo real y de manera continua los valores medidos por los sensores y envía alarmas al usuario por distintos métodos (SMS, e-mail, etc).

Además de incorporan diversos algoritmos de predicción de enfermedades del cultivo (inicialmente se integrarán modelos de predicción de mildiu en vid, aunque se irán ampliando los modelos disponibles), y otros módulos que iremos contanto.

Se trata en definitiva de una potente herramienta de análisis y toma de decisiones que esperamos y confiamos en que ayude a llevar a cabo eso que nosotros denominamos la agricultura inteligente y ponga los medios para que los cultivos se traten de forma óptima, tanto en el uso de los recursos (principalmente agua) como en la reducción de riesgos de los mismos.