Ingeniería Electrónica
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Item Diseño de un sistema de monitoreo inalámbrico y control de riego automático aplicado para el piñón blanco en la estación experimental "El Porvenir" en Tarapoto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-02) Coha Guerra, Carol Gypsy; Alcócer García, Alejandro CarlosEl presente proyecto de tesis consiste en elaborar el diseño de un sistema de monitoreo inalámbrico que suministrará información al agricultor en lo que se refiere a las condiciones en las que se encuentra el piñón blanco en Tarapoto. Esta información permitirá identificar las variables climáticas y de suelo en un servidor y, a su vez, permitirá que se active un sistema de control de riego para mantener la temperatura y humedad de la plantación en los niveles adecuados; con el fin de mejorar la productividad y el rendimiento de la parcela a través de un sistema fiable y autónomo. El primer capítulo está centrado en realizar un estudio de las actividades que se realizan durante la siembra y cosecha de dicha planta. Este análisis también provee las condiciones óptimas que necesita el piñón blanco para crecer y desarrollarse a fin de entregar semillas de muy buena calidad para el procesamiento y extracción del aceite biodiesel, el cual se extrae del corazón del fruto de esta planta. Además de elio, también se aborda la agricultura y su problemática a nivel nacional. El segundo capítulo busca informar al lector que, para realizar un diseño como este, deberá conocer los criterios básicos a tener en cuenta para luego hacer una comparativa entre los estándares de comunicación en una red, tales como Wifi, Bluetooth y Zigbee. Como resultado de ello, se procederá a elegir la más adecuada para esta aplicación. Asimismo, se presenta un cuadro de proveedores que tienen mayor demanda en el mercado, cada uno con sus propias características y ventajas. El monitoreo se realiza a través de un programa, el cual también servirá para el contra! de riego según parámetros indicados por el agricultor. El tercer capítulo presenta la elaboración del diseño propuesto para la toma de datos y posterior control de riego. Para ello, se indican las medidas del terreno agrícola, los rangos de temperatura y humedad en los que debe mantenerse el piñón y la configuración de los equipos para una correcta comunicación y eficiencia energética. El cuarto capítulo, por su parte, consiste en comprobar el correcto funcionamiento del diseño en lo que respecta a la comunicación y el control. También se presenta una tabla de costos que muestra la inversión que requiere una aplicación como la presentada en esta tesis.Item Rectificación geométrica de imágenes mediante el empleo de transformaciones proyectivas y un sistema de medición inercial(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-27) Tupac Yupanqui Fernández, Roberto Heinz; Flores Espinoza, Donato AndrésCuando se adquieren imágenes aéreas, estas están propensas a tener una distorsión, el cual puede deberse a motivos como a la inclinación de la cámara al momento de adquirir la imagen, el relieve del terreno, etc. Estas distorsiones son corregidas por la ortorectificación. Cuando el relieve del terreno es bastante acentuada, como el caso de ciudades, se necesitan modelos de elevación digital para poder realizar una correcta rectificación de la imagen. La presente tesis está orientada a la rectificación de imágenes obtenidas de campos agrícolas, los cuales presentan un relieve plano, por lo que los modelos de elevación digital no son necesarios para realizar una correcta rectificación. En la adquisición de imágenes la cámara estará alineada en sus 3 ejes de rotación con una unidad de medición inercial, un sistema electrónico que incorpora acelerómetros y giroscopios, los que permiten medir la posición y la orientación. De este sistema se obtendrán los ángulos de rotación de la cámara. El algoritmo a diseñarse consiste en obtener una relación entre la imagen adquirida y la posición de la cámara al adquirir la imagen, de esa relación se obtiene una matriz de transformación, a la imagen obtenida se le aplica una transformación de proyección, empleando la matriz obtenida y por último se obtiene la imagen rectificada. En la verificación de los resultados se hará uso del algoritmo SURF, con la cual se obtendrán puntos de interés de una imagen de referencia y de la imagen rectificada, luego se procederá a hacer una comparación entre la distancia euclidiana de los puntos característicos de cada imagen, para finalmente realizar una evaluación de la relación geométrica entre ambas comparaciones. La efectividad del algoritmo estará determinada por el grado de dispersión de las comparaciones realizadas.Item Diseño de sistema de cálculo de tiempo de exposición aplicado a un sistema de adquisición de imágenes multiespectrales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-05-14) Baca Berrío, Warren; Flores Espinoza, Donato AndrésLa agricultura de precisión se beneficia del uso de tecnologías de información para aumentar la productividad de los cultivos y aminorar los problemas como plagas o mal uso de recursos. Dentro de estas tecnologías se encuentra el sensado remoto, que valiéndose del uso de imágenes tomadas a gran altura, permite diagnosticar el estado de una cosecha, realizar un seguimiento técnico del cultivo así como también prevenir diversos inconvenientes. La presente tesis está enmarcada en el uso de la tecnología de sensado remoto y parte de estudios previos en los que se utilizaron imágenes multiespectrales aéreas para el análisis de diversos cultivos. Esto se dio en el marco del proyecto “Agricultura de Precisión para la Producción de Cultivos de Seguridad Alimentaria y de Agro Exportación” patrocinado por el Centro Internacional de la Papa (CIP) y el Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología. (FINCYT). En el proyecto mencionado se utilizó un par de cámaras adaptadas para la captación de imágenes en los espectros rojo e infrarrojo cercano, las cuales iban instaladas dentro de un aeromodelo que efectuaba el recorrido sobre el cultivo o plantación.Se encontró que las imágenes adquiridas tenían gran cantidad de pixeles oscuros o saturados, identificando la causa como la falta de control sobre el tiempo de exposición que utilizaban las cámaras a bordo. Este estudio presenta el desarrollo de un controlador para el tiempo de exposición de dichas cámaras haciendo uso de lógica difusa para su modelado y programación. El primer capítulo enmarca la necesidad de contar con recursos descriptivos de plantaciones aprovechando tecnología de bajo costo frente a las opciones del mercado. El segundo capítulo, describe distintas formas de adaptación de parámetros en cámaras digitales y aborda el diseño en lógica difusa como alternativa a estos métodos. El tercer capítulo, describe el diseño del controlador y los programas encargados de realizar tanto la modificación del tiempo de exposición, como la muestra de información hacia los usuarios finales. Finalmente el cuarto capítulo muestra las conclusiones y plantea recomendaciones para futuros proyectos basados en este estudio.Item Desarrollo de un módulo SIG para el manejo de imágenes multiespectrales orientado a la agricultura de precisión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-12-09) Balcázar Guerrero, MarioEl uso de nuevas tecnologías en el campo de la agricultura ha permitido que los productores agrícolas, en diversos países desarrollados, accedan a nuevos mercados internacionales avalados por la calidad de sus productos. Calidad que han logrado teniendo una mejor gestión de sus cultivos en base a tecnologías tales como los Sistemas de Información Geográfica, los cuales se han convertido en una herramienta vital para la aplicación de la llamada Agricultura de Precisión. Con el fin de poder aplicar estas tecnologías al ámbito nacional, el presente trabajo busca desarrollar una interfaz que haga uso de las herramientas propias de los Sistemas de Información Geográfica, en particular del SIG GRASS, para la integración y el posterior análisis de imágenes multiespectrales de cultivos adquiridas mediante el uso de un sistema de sensado remoto desarrollado en la Pontificia Universidad Católica del Perú, con las cuales se permita evaluar la situación actual de los mismos, en base al índice vegetativo conocido como factor NDVI. El trabajo se desarrolla en cuatro capítulos. El primer capítulo presenta el proceso actual de monitoreo de cultivos, los certificados de calidad expedidos a las empresas agrícolas y la problemática que surge al hacer uso de dicho proceso. El segundo capítulo comprende el estado del arte de la investigación, los conceptos generales necesarios para el desarrollo de la tesis y el modelo teórico aplicado. En el tercer capítulo se exponen los objetivos y los requerimientos de la tesis, así como también las etapas y las respectivas tareas que estas abarcan. En el cuarto capítulo, se presentan los requerimientos mínimos del equipo a usar para el desarrollo de la solución, asimismo se describe dicho desarrollo y por último se analiza el mismo en base a las imágenes generadas. Finalmente, se llega a la conclusión de que el SIG GRASS permite procesar, analizar y posteriormente visualizar la información generada en base a las imágenes multiespectrales. Así mismo, se concluye que la generación de archivos GeoTIFF permite la integración de las imágenes capturadas con sus respectivas coordenadas geográficas de tal manera que, las imágenes que se manipulen en GRASS estén apropiadamente georreferenciadas.Item Integración de un sistema UAV con control autónomo en un equipo aéreo para agricultura de precisión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-08) Rabanal Carretero, Danna ZuleykaEn la presente tesis se realizó la integración de un sistema UAV con control autónomo en un equipo aéreo existente para agricultura de precisión, la cual forma parte del proyecto que viene realizando la Pontificia Universidad Católica del Perú y el Centro Internacional de la Papa “Agricultura de Precisión para la Producción de Cultivos de Seguridad Alimentaria y de Agro Exportación”. En primer lugar se presenta la aplicación del aeromodelismo en la agricultura de precisión, cuya función es la toma georeferenciada de imágenes para su posterior procesamiento. El proyecto antes indicado emplea control por radiofrecuencia que presenta algunos inconvenientes. Por lo que se hace necesaria la implementación de un sistema UAV con control autónomo. En el segundo capítulo, se presentan los conceptos generales así como la teoría aplicable a los vehículos aéreos no tripulados UAV con control autónomo como herramienta tecnológica orientada a la agricultura de precisión. En este contexto se realizó un estudio de los diferentes sistemas comerciales para la selección del más adecuado para el proyecto, concluyendo que el sistema ArduPilot Mega cumple con los objetivos trazados en ésta tesis. En el tercer capítulo, se abordan los temas de planteamiento y estudio de la implementación del sistema ArduPilot Mega, especificando y definiendo los requerimientos del sistema, sus características, así como la implementación del mismo incluyendo el montaje del hardware, la adecuación del software al sistema y la programación de los planes de vuelo. Finalmente, se desarrollan las pruebas y resultados del sistema integrado, obteniéndose que el sistema UAV con control autónomo: ArduPilot Mega cumple con las necesidades del proyecto, consecuentemente se constituye en una alternativa para el control de los aeromodelos aplicados en la agricultura de precisión, resolviendo los inconvenientes del control por radiofrecuencia.Item Diseño de una red inalámbrica de sensores para monitorear un cultivo de plátanos en el distrito de Mala(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-09-07) Antachoque Espinoza, Ernesto AlonsoLa agricultura en el Perú juega un papel importante en el desarrollo del país, ya que de este sector dependen un tercio del total de la población (9 millones de habitantes); en términos de empleo, absorbe cerca del 30% de la Población Económicamente Activa (PEA, cerca de 12 millones) y sigue siendo el soporte básico de alimentación local, regional y nacional (las familias peruanas, siguen dedicando el 45% de su presupuesto a la alimentación) [20]. A pesar de estos índices, esta actividad no es del todo atendida en la actualidad. Actualmente las tecnologías aplicadas a la agricultura en el Perú son en mayor parte artesanales; lo cual no permite un desarrollo pleno de este sector; por ende no se puede obtener un producto de calidad superior. Por lo tanto, es necesario que apliquemos nuevas tecnologías en este campo con la finalidad de que se obtenga un cambio cualitativo y cuantitativo en la producción, para generar un mejor nivel de vida tanto para las personas involucradas en esta actividad, como para los consumidores. La red de sensores inalámbricos es una excelente alternativa para mejorar la agricultura en nuestro país, ya que nos permitirá monitorear las variables más importantes en el desarrollo de cualquier producto agrícola. En este caso el producto, cuyo desarrollo será monitoreado, es el Plátano, un producto con grandes posibilidades de desarrollo en nuestro país. En el primer capítulo, describiremos la situación agrícola del país y específicamente la de Mala, donde se encuentra la zona de cultivo en la que trabajaremos. En el segundo capítulo, se muestran las tecnologías actualmente empleadas en los cultivos de plátano en el distrito de Mala. Así mismo, se hace una breve introducción de la tecnología propuesta en el presente estudio, en la que se muestra sus ventajas frente a las técnicas utilizadas en las principales potencias productoras del plátano hoy en día. El tercer capítulo, se presenta la metodología para el diseño de la red inalámbrica de sensores en el cultivo de plátanos. En el cuarto capítulo, se desarrolla el diseño de la red analizando las variables involucradas modeladas en distintos escenarios. Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio de una red de sensores inalámbricos, como alternativa a la problemática de nuestra agricultura.Item Diseño de una red de sensores inalámbrica para agricultura de precisión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Villón Valdiviezo, DanielLa presente investigación realizada durante el periodo de un año en la Universitat Politcnica de Catalunya en Barcelona España, tiene como objetivo presentar dos conceptos. El primero de ellos, la problemática de la agricultura en el Perú y en general en el mundo. La dificultad y complicación para obtener información al momento y confiable del estado de amplias extensiones de terreno plantea como solución a la Agricultura de Precisión. Este concepto viene marcando la pauta no solo en lo concerniente a la obtención de información sino también en la maximización de recursos como el agua y fertilizantes que den como resultado el mayor tamaño o cantidad de producción posible. El segundo de ellos, las redes de sensores inalámbricas. Esta versátil tecnología es capaz de dar un sinnúmero de soluciones a diversas problemáticas actuales que se derivan de la falta de información. En el presente estudio se presenta a las redes de sensores inalámbricas como una solución a la necesidad de contar con información inmediata y confiable.