Reto o necesidad que resuelve
La gestión del ganado plantea varios desafíos como su seguimiento y monitorización, especialmente en la agricultura extensiva. Los animales pueden perderse por varias razones, incluidos ataques de vida silvestre, condiciones climáticas, etc. Existen soluciones como collares GPS con conexión móvil, pero estos sistemas son costosos y carecen de conectividad de red celular en gran parte de las áreas rurales, especialmente en regiones montañosas y de gran altitud, donde suelen concentrarse este tipo de explotaciones ganaderas.
Esto hace necesario un sistema de comunicaciones para la monitorización y digitalización de activos en zonas rurales, ya sea por problemas de cobertura o por reducción de costes, siendo un paso fundamental para la aplicación de nuevas tecnologías que permitan un control más preciso y eficiente de la explotación, como:
- Reducir las piezas de ganado extraviadas, lo que supone un coste económico importante para ganaderos y cárnicas en explotaciones de ganadería extensiva.
- Reducir pérdida de patrimonio medioambiental en cuanto fauna y flora, detectando la sobreexplotación de zonas de pasto, animales en áreas protegidas o restringidas.
- Optimizar el uso de recursos en las zonas de pasto, en relación al estado del ganado.
- Automatización del mantenimiento de cosechas.
- Seguimiento de maquinaria y herramienta agraria.
- Mando y control remoto sobre sistemas de la explotación.
Resolver esta necesidad de conectividad y digitalización en este tipo de entornos es muy relevante para cualquier particular u organización relacionada con la ganadería y agricultura extensivas con problemas para llegar a obtener esos datos que permitan operar más eficientemente sus activos.
Esta solución ha sido validada en un caso de uso situado en la localidad de Rubielos de Mora (Teruel), con la monitorización de diversos animales y condiciones medioambientales de ubicaciones relevantes en áreas de pasto seleccionadas de la zona.
Solución
El sistema propuesto se basa en un despliegue de red LoRaWAN que recoge datos mediante sensores instalados en collares para animales, o cualquier otro formato que pueda ser necesario, como sondas para agricultura. La propuesta innovadora de esta solución viene en la forma de desplegar y gestionar la infraestructura de red en estos escenarios sin conectividad a internet. Se ha desarrollado un componente denominado OBU (On Board Unit) que integra un modelo de Gateway transportable que cuenta con un interfaz de comunicaciones LoRaWAN para la recogida de datos sobre el terreno en esas zonas aisladas, mientras que dispone de un interfaz 4G/5G para retransmitir a cualquier plataforma Cloud toda la información cuando existe disponibilidad de red. Esta OBU es capaz de gestionar los datos implementado un mecanismo de Store & Forward, derivado del habitualmente usado en satélites, para evitar que se pierdan datos cuando se pierda la señal de la red móvil. De esta forma se puede gestionar un sistema de monitorización de activos de Smart Farming allá donde sea necesario
Empresas cliente
Empresas agroganaderas.
Tecnologías involucradas
LoRaWAN: es un protocolo de comunicación inalámbrica de largo alcance, baja potencia y bajo coste. Está diseñado para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) que requieren una comunicación fiable y de larga duración en entornos difíciles. Se basa en la tecnología radio LoRa, que utiliza una técnica de modulación de espectro ensanchado para transmitir datos a largas distancias y recuperar señal incluso por debajo del nivel de ruido. Esta técnica permite a LoRaWAN operar en frecuencias de radio más bajas y con menor potencia que otras tecnologías inalámbricas, lo que hace que sea ideal para aplicaciones de IoT que además requieren una larga duración de la batería. Para desplegar una red LoRaWAN, además de los dispositivos y del Gateway de la red, se requiere un servidor de red y un servidor de aplicación, que permiten gestionar la red y adaptar los mensajes radio a paquetes IP y compatibles con numerosos APIs y protocolos como MQTT, REST, etc., que alimenten cualquier plataforma de análisis y visualización de datos en la nube. En este caso se utiliza la implementación Open Source de estos elementos ofrecida por Chirpstack.
Red móvil 4G/5G: opcionalmente, se usa esta red de comunicaciones para dotar de conexión a Internet a la solución, ya que se trata de la solución más extendida y sin cables para conseguir esta conectividad a nivel global, por su despliegue y cobertura.