Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 4, Núm. 7 (ene - jun 2021) ISSN: 2737-6389.  
Tecnologías para el desarrollo de un prototipo de geo-localización bovina.  
TECNOLOGÍAS PARA EL DESARROLLO DE UN PROTOTIPO DE GEO-  
LOCALIZACIÓN BOVINA  
TECHNOLOGIES FOR THE DEVELOPMENT OF A PROTOTYPE OF  
BOVINE GEO-LOCATION  
Gutierres-Sánchez Juan Pablo  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
Párraga-Ríos María Dolores  
Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí, ESPAM MFL. Calceta,Ecuador.  
López-Zambrano Javier Hernán  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
Moreira-Moreira Fernando Rodrigo  
Grupo de Investigación SISCOM, ESPAM MFL. Calceta, Ecuador.  
RESUMEN  
El objetivo de esta investigación fue definir una serie de alternativas de  
tecnologías de comunicación, geoposicionamiento y placas de desarrollo que  
permitan construir un prototipo de geolocalización orientado al ganado bovino,  
con la finalidad de contribuir en la prevención del abigeato y ayudar a los  
ganaderos a encontrar rápidamente el ganado en los pastizales. Para el  
desarrollo de la investigación se empleó el método bibliográfico, donde se realizó  
una indagación exhaustiva de estudios realizados sobre el tema de los últimos  
cinco años, posteriormente se realizó una comparativa de las tecnologías  
utilizadas para analizar cuál es la que más se ajusta a la problemática plateada.  
Los resultados de esta investigación demostraron que la tecnología de  
comunicación más óptima para desarrollar prototipos de este tipo es LoRa,  
caracterizada por ser una red de baja potencia, largo alcance y que además  
permite configurar a los clientes su propia red; de las tecnologías de  
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Fecha de recepción: 19 de octubre de 2020; Fecha de aceptación: 04 de enero de 2021; Fecha de  
publicación: 08 de enero de 2021.  
Gutierres-Sánchez et al. (2021)  
posicionamiento la mejor opción es el sistema GPS por su nivel de precisión a la  
hora de determinar la ubicación de un elemento; finalmente, de las placas de  
desarrollo consultadas la que mayor ventaja presenta es la de Raspberry PI, sin  
embargo su valor adquisitivo es cuantioso por lo que se decidió seleccionar la  
placa ESP8266, puesto que lo que se busca es desarrollar un prototipo de bajo  
costo que sea accesible para los ganaderos.  
Palabras claves: Ganado bovino, abigeato, monitoreo, localización.  
ABSTRACT  
The objective of this research was to define a series of alternatives for  
communication technologies, geopositioning and development boards that allow  
the construction of a geolocation prototype aimed at cattle, in order to contribute  
to the prevention of cattle rustling and help farmers to find quickly cattle in the  
grasslands. For the development of the research, the bibliographic method was  
used, where an exhaustive investigation of studies carried out on the subject of  
the last five years was carried out, later a comparison of the technologies used  
was made to analyze which is the one that best adjusts to the troubled silver. The  
results of this research showed that the most optimal communication technology  
to develop prototypes of this type is LoRa, characterized by being a low-power,  
long-range network and which also allows customers to configure their own  
network; Of the positioning technologies, the best option is the GPS system due  
to its level of precision when determining the location of an element; Finally, of  
the development boards consulted, the one with the greatest advantage is the  
raspberry pi, however its purchasing power is considerable, so it was decided to  
select the ESP8266 board, since what is sought is to develop a low-cost prototype  
that be accessible to farmers.  
Keywords: Cattle, monitoring, location.  
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Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 4, Núm. 7 (ene - jun 2021) ISSN: 2737-6389.  
Tecnologías para el desarrollo de un prototipo de geo-localización bovina.  
1. INTRODUCCIÓN  
Las tecnologías para la geo-localización de animales han ido evolucionado  
considerablemente en los últimos años, tanto así que hoy en día, las soluciones  
basadas en Sistemas de Posicionamiento Global ya son comercialmente  
disponibles; sin embargo, los dispositivos existentes tienen varias restricciones  
principalmente relacionadas con la cobertura de la red inalámbrica, transmisión  
de los datos y valor adquisitivo (Maroto et al., 2019; Schieltz et al., 2017).  
Las técnicas empleadas para determinar la ubicación del ganado han sido varias,  
Sosa et al., (2015) presentan un sistema de “Localización geográfica de ganado  
utilizando modelos de propagación de señal y Xbee”. De la misma manera  
Molapo et al. (2018), desarrollaron un trabajo cuyo objetivo era transmitir la  
ubicación y la actividad de los animales, en tiempo real haciendo uso de una  
WSN (Red de Sensores Inalámbricos). Otros trabajos adicionales que cabe  
mencionar son los siguientes: el primero se trata de la implementación de un  
collar utilizando las tecnologías GPS/GSM con la finalidad de dar seguimiento al  
ganado (Anyasi et al., 2018; Sirotek y Hart, 2019), el segundo se realizó  
empleando la tecnología comunitaria de Identificación de Radiofrecuencia (RFID)  
como métodos alternativos para reducir el robo de ganado (Ibrahim et al., 2016).  
Estos estudios en su mayoría han sido realizados debido a la falta de  
conocimiento que existe sobre la ubicación del ganado, siendo esta una de las  
principales problemáticas que aquejan a los ganaderos hoy en día, debido al  
índice de abigeato. De acuerdo con Castillo (2018), alrededor de 800  
representantes de gremios productores del país se reunieron en una asamblea  
convocada por la “Asociación de Ganaderos del Litoral y Galápagos” para  
reclamar mayor acción contra el abigeato, ya que, a mediados del año 2018 se  
incrementaron las denuncias por robo de los ganaderos, al pasar de dos  
denuncias al mes a unas tres al día.  
Con base a lo ya mencionado el objetivo de esta investigación es definir una  
serie de alternativas de tecnologías de comunicación, geoposicionamiento y  
placas de desarrollo que permitan construir un prototipo de geolocalización  
orientado al ganado bovino, con la finalidad de contribuir en la prevención del  
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Gutierres-Sánchez et al. (2021)  
abigeato y ayudar a los ganaderos a encontrar rápidamente el ganado en los  
pastizales.  
2. MATERIALES Y MÉTODOS  
El análisis de alternativas consiste básicamente en identificar los medios posibles  
para dar solución a un problema y seleccionar, luego, aquéllos que resulten más  
adecuados, desde el punto de vista técnico y económico (Vigo et al., 2018, p.  
61). En la opinión de Gómez et al. (2013) este análisis implica descartar aquellas  
opciones que se consideren menos ventajosas, para lo cual las alternativas  
preseleccionadas deben describirse presentando sus características específicas  
más relevantes y aquellos aspectos que las diferencien entre sí.  
En concordancia a lo estipulado por Vigo et al. (2018) y Gómez et al. (2013) para  
el desarrollo de esta investigación en primera instancia se empleó el método  
bibliográfico, donde se realizó una indagación exhaustiva de estudios realizados  
sobre el tema de los últimos 5 años, posteriormente se realizó una comparativa  
de varias tecnologías utilizadas para analizar cuál es la que más se ajusta a la  
problemática plateada.  
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
1. Alternativas de tecnologías de comunicación  
Existen una gran variedad de tecnologías de comunicación, sin embargo, este  
apartado se centrará exclusivamente en las Redes de Área Amplia de Baja  
Potencia (LPWAN  Low-Power Wide-Area Network) debido a que es una  
popular tecnología de comunicación por radio de largo alcance, baja potencia y  
bajo consumo. Sigfox, LoRa (Long - Range) y NB-IoT (Narrowband - Internet of  
Things) son las tres tecnologías líderes de LPWAN que compiten por el IoT  
(
Internet of Things ) a gran escala. En la Tabla 1. se muestra una comparativa  
de las principales características (Mekki et al., 2019; Aguilar, 2020).  
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Tecnologías para el desarrollo de un prototipo de geo-localización bovina.  
Tabla 1. Comparativa entre las tecnologías LPWAN.  
Sigfox  
LoRa  
NB-IoT  
Bandas ISM sin  
licencia (868 MHz  
en Europa, 915  
MHz en América  
del Norte y 433  
MHz en Asia)  
Es una solución licenciada  
coexistente con tecnologías  
heredadas GSM, GPRS y  
LTE, y que aprovecha las  
Bandas ISM sin licencia  
(
868 MHz en Europa,  
Frecuencia  
915 MHz en América  
del Norte y 433 MHz en  
Asia)  
infraestructuras  
de  
los  
operadores actuales.  
Ancho de  
banda  
Límite de  
mensajes  
1
00 Hz  
250 kHz 150kHz  
Ilimitado  
200kHz  
140 (UL)  
4 (DL)  
Ilimitado  
1
4
0 km (urbano)  
0 km (rural)  
Alcance  
5 km (urbano)  
1 km (urbano)  
10 km (rural)  
2
0 km (rural)  
Tipo de  
servicio  
De pago  
Open Source  
De pago  
Operador de  
servicio  
Despliegue propio  
empresa particular  
o
Operador Sigfox  
Operador telefonía móvil  
No, es en sí una Sí, es una tecnología  
empresa que abierta la que Al igual que Sigfox, NB-IoT  
posee la patente cualquier empresa No permite la configuración  
de su sistema de podrá adherirse para de una red privada.  
a
Permite red  
privada  
conectividad  
desplegar su propia red.  
Velocidad de  
datos  
1
00 bps  
50 000 bps  
2000 bps  
2. Alternativas de sistemas de posicionamiento  
2.1. Posicionamiento mediante satélite  
Seco y Cobo (2018) afirman que el sistema GPS (Global Positioning System) es  
sin duda alguna el más representativo por tratarse del primer sistema con  
cobertura global; este sistema está formado por constelaciones de satélites que  
transmiten su posición en un momento determinado con otra información  
adicional, de manera que permita la localización de un objeto en el espacio.  
2.2. Posicionamiento mediante GSM  
En la opinión de Padilla et al. (2016) GSM (Global System for Mobile  
Communications) es un sistema estándar referente a la telefonía móvil digital, y  
permite conectar dispositivos que cuenten con esta tecnología a nivel mundial.  
Es considera un estándar de segunda generación, debido a su velocidad de  
transmisión, ya que su extensión de tercera generación denominada UMTS  
(Universal Mobile Telecommunications System) ofrece mayor velocidad de  
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Gutierres-Sánchez et al. (2021)  
transmisión. Una de las características más notables de esta tecnología es la  
utilización de tarjetas SIM (Subscriber Identity Module) (p.129).  
2.3. Posicionamiento mediante WPS  
Según Duque et al. (2017) El objetivo de este método es la generación de un  
mapa del entorno mediante el RSSI (Received Signal Strength Indicator). El  
«RSSI» es una escala de referencia que se utiliza para medir el nivel de potencia  
de las señales recibidas de un dispositivo en una red inalámbrica (generalmente  
WiFi o telefonía móvil), donde el mapa producido se emplea para obtener la  
posición de un usuario en tiempo real, comparando los valores recibidos del  
dispositivo portátil del usuario con los almacenados en el mapa (p. 2). Pozo  
(2018) indica que el WPS (Sistemas de posicionamiento WiFi) se utiliza cuando  
el posicionamiento GPS no funciona adecuadamente debido a los bloqueos de  
señal en interiores o bajo tierra.  
3. Alternativas de placas de desarrollo  
3.1. Arduino  
De acuerdo con la publicación de Céspedes (2017), arduino es una placa de  
hardware open-Source, que se basa en uno o varios Microcontroladores  
dependiendo del modelo, su éxito y masificación de uso se debe, en parte, a su  
bajo costo, facilidad de uso, amplia documentación y su gran asequibilidad en el  
mercado.  
3.2. ESP8266 (NodeMCU)  
En la opinión de Flores y Jiménez (2020) NodeMcu es al igual que Arduino una  
placa de desarrollo libre a nivel de software y de hardware, con la diferencia que  
incorpora el módulo ESP8266 que permite la conexión WiFi, para elaborar  
proyectos de IoT con sistemas inalámbricos. Además, es compatible con el IDE  
de Arduino.  
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Tecnologías para el desarrollo de un prototipo de geo-localización bovina.  
3.3. Raspberry PI  
Es un ordenador completo basado en SoC (System on a Chip) que tienen el  
procesador y la memoria RAM con algunas limitaciones de potencia respecto a  
un ordenador portátil (Contreras, 2018).  
En la Tabla 2. se presenta una comparativa de las placas de desarrollo  
consultadas en la que se puede apreciar que la placa de desarrollo de gama alta,  
como Raspberry Pi tiene un mayor rendimiento en comparación con otras placas  
como arduino y ESP8266 en términos de velocidad y almacenamiento, pero a  
costa de un precio más alto (Ooko, 2019; Swathi et al, 2018, p. 1272).  
Tabla 2. Comparativa entre placas de desarrollo Arduino, Raspberry Pi y ESP8266.  
Arduino  
Raspberry Pi  
ESP8266  
(
NodeMCU)  
Microcontrolador  
de placa única  
Microcontrolador  
de placa única  
Tipo  
Mini computadora  
Memoria  
32 KB  
16 MHz  
1 KB  
1- 4 GB  
1,2 GHz  
Hasta 128 KB  
26 MHz - 52 MHz  
4 MB  
Velocidad de reloj  
Almacenamiento  
Ranura MicroSDHC  
USB, batería, o  
fuente de  
alimentación  
USB, o fuente de  
alimentación  
Poder  
USB  
3,3V  
Tensión de funcionamiento  
5V  
5V  
Cualquier IDE  
compatible con  
Linux  
Entorno de Desarrollo  
Integrado (IDE)  
Arduino IDE, Lua  
Loader  
Arduino IDE  
Costo  
Bajo  
Alto  
Bajo  
Valoración de las alternativas  
Con base a las alternativas de acción disponibles para solventar la geo-  
localización en este caso del ganado bovino se seleccionó la tecnología de  
comunicación LoRa, debido a que se puede implementar como una red propia e  
independiente sin cargos de suscripción. Fernández (2017), considera que LoRa  
en la actualidad es una tecnología por la que están apostando infinidad de  
empresas que pretenden construir su propia infraestructura IoT (Internet of  
Things). Sigfox es otra de las tecnologías consultadas sin embargo a diferencia  
de LoRa esta no permite la configuración de una red privada, esta es  
implementada por operadores de red, y los usuarios deben pagar los cargos de  
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Gutierres-Sánchez et al. (2021)  
suscripción. Otra tecnología que acompaña a Lora y Sigfox es NB-IoT, esta  
última a diferencia de la demás su licencia es de pago, razón por la cual no se  
las consideró. De los sistemas de geoposicionamiento se decidió escoger el  
sistema GPS, debido a que su precisión es más exacta a la hora de determinar  
la posición de una persona u objeto. GSM es otra alternativa, sin embargo, no  
se la considero por ser un estándar de segunda generación. Otra opción, que no  
se consideró para este trabajo fue el posicionamiento WPS, puesto a que este  
se utiliza cuando el posicionamiento GPS no funciona adecuadamente debido a  
los bloqueos de señal en interiores o bajo tierra.  
Finalmente, de las placas de desarrollo consultadas de decidió seleccionar la de  
ESP8266 (NodeMCU) puesto que estas incorporan un módulo WiFi que permite  
crear sistemas inalámbricos, que además de enviar y recibir datos es posible  
controlar los pines de entrada y salida de forma remota e inalámbrica”. Además,  
su valor adquisitivo no es tan elevado. Las placas de desarrollo Arduino también  
podrían ser otra opción sin embargo estas no incorporan conexión WIFI, por lo  
que se debería incorporar módulos compatibles que complementen esta  
funcionalidad (Gascón, 2019, p. 7), lo que podría incrementar su costo. Otra  
opción con la que se podía realizar este trabajo es con el Raspberry PI, pero  
debido a su alto valor adquisitivo no se lo considero, de manera que lo que se  
busca es desarrollar un dispositivo a bajo costo.  
Con las tecnologías seleccionadas se procedió a realizar el circuito esquemático  
del dispositivo, el mismo que se compone de dos partes: la primera de un collar  
(Figura 1) colocado en el cuello del animal (Figura 3), y la segunda parte de una  
estación base (Figura 2), la misma que será la encargada de recibir la  
información emitida por el collar.  
Figura 1. Conexión de los  
componentes del collar  
Figura 2. Conexión de los  
componentes de la base  
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