HortaTech: uma arquitetura IoT baseada em rede CAN, LoRa e supervisão em nuvem para monitoramento agrícola

Resumo

Este trabalho apresenta o desenvolvimento, a implementação e a validação experimental em bancada de um sistema de monitoramento para apoio ao manejo hídrico no cultivo de pimentão, com foco em aplicações de agricultura de precisão e Internet das Coisas (IoT). O sistema foi concebido a partir de uma arquitetura distribuída e modular, composta por nós sensores baseados em microcontroladores PIC, comunicação local por rede CAN, transmissão sem fio de longa distância por LoRa e integração com uma plataforma web em nuvem. A aquisição das variáveis ambientais e edáficas foi realizada por sensores de temperatura do solo, umidade do solo, temperatura ambiente e umidade relativa do ar. Os dados coletados pelos nós foram enviados ao barramento CAN, retransmitidos por um gateway CAN/LoRa, processados em uma estação base com backend em Node.js e armazenados no Firebase Realtime Database, sendo posteriormente visualizados em uma interface desenvolvida em Vue.js. Os testes demonstraram a operação integrada do fluxo de dados ponta a ponta, com comunicação CAN configurada em 250 Kbps, enlace LoRa validado entre 150 m e 200 m, payload médio de aproximadamente bytes e taxa efetiva LoRa estimada em 5,4 Kbps. O tempo médio de resposta entre a aquisição da leitura e a atualização no dashboard permaneceu na faixa de 1,5 s a 2,0 s, enquanto o envio periódico das leituras permitiu o acompanhamento contínuo do microclima e das condições do solo. Embora o protótipo atual tenha sido validado principalmente como plataforma de monitoramento, a arquitetura proposta mostrou-se tecnicamente viável, escalável e preparada para futura integração de válvulas solenoides, sensores de fluxo e estratégias automáticas de irrigação.