Revista Científica de Informática ENCRIPTAR. Vol. 5, Núm. 9 (ene - jun 2022) ISSN: 2737-6389.  
Red inalámbrica de sensores para monitoreo y control de cultivos de Citrullus Lanatus (Sandía)  
RED INALÁMBRICA DE SENSORES PARA MONITOREO Y CONTROL  
DE CULTIVOS DE CITRULLUS LANATUS (SANDÍA)  
WIRELESS NETWORK OF SENSORS FOR MONITORING AND  
CONTROL OF CITRULLUS LANATUS (WATERMELON) CROPS  
Vera-Macías Luigi Fernando  
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí,  
Facultad de Ciencias Informáticas. Manta, Ecuador.  
Correo: e1313197038@live.uleam.edu.ec  
Piloso-Loor Jhalmar Michael  
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí,  
Facultad de Ciencias Informáticas. Manta, Ecuador.  
Correo: e2100659628@live.uleam.edu.ec  
Machuca-Ávalos Mike  
Docente de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí,  
Facultad de Ciencias Informáticas. Manta, Ecuador.  
Correo: mike.machuca@uleam.edu.ec  
RESUMEN  
Este proyecto tiene como objetivo mejorar los procesos agrícolas dentro del sector  
mediante la unión de sistemas electrónicos e informáticos. Se creó un prototipo de  
medición ambiental a partir de la Agricultura de Precisión, el cual se caracteriza por  
poseer la tecnología Wireless Sensor Networks que a partir del estándar IEEE 802.11  
permitió armar la red inalámbrica de sensores. La red está conformada por varios  
módulos ESP32, los cuales están configurados de tal manera que uno actúe como nodo  
coordinador y los demás nodos como routers, que a su vez cuentan con sensores  
específicos ubicados estratégicamente para medir los factores ambientales abióticos  
que influyen en los cultivos tales como humedad de suelo, temperatura y humedad del  
ambiente. Estos nodos, además de sensores, tienen conexión a una electroválvula, la  
misma que permite controlar mediante el aplicativo el agua suministrada al cultivo. Para  
el almacenamiento de información se creó una base de datos la cual esta enlazada al  
aplicativo en donde se pueden visualizar los valores proporcionados por los sensores.  
Se utilizó la metodología EDER para el desarrollo del prototipo, la cual es aplicada en  
proyectos de infraestructura tecnológica, y permitió el progreso de creación del mismo.  
Palabras claves: red inalámbrica, nodos, sensores, routers, base de datos.  
ABSTRACT  
This project aims to improve agricultural processes within the sector through the union  
of electronic and computer systems. An environmental measurement prototype was  
created from Precision Agriculture, which is characterized by having the Wireless Sensor  
Networks technology that, based on the IEEE 802.11 standard, allowed the creation of  
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Fecha de recepción: 05 de octubre de 2021; Fecha de aceptación: 21 de diciembre de 2021; Fecha de  
publicación: 07 de enero de 2022.  
Vera-Macías et al. (2022)  
the wireless sensor network. The network is made up of several ESP32 modules, which  
are configured in such a way that one acts as a coordinating node and the other nodes  
as routers, which in turn have specific sensors strategically located to measure the  
abiotic environmental factors that influence crops. such as soil moisture, temperature  
and humidity of the environment. These nodes, in addition to sensors, are connected to  
a solenoid valve, which allows the water supplied to the crop to be controlled through the  
application. For the storage of information, a database was created which is linked to the  
application where the values provided by the sensors can be viewed. The EDER  
methodology was used for the development of the prototype, which is applied in  
technological infrastructure projects, and allowed the progress of its creation.  
Keywords: wireless network, nodes, sensors, routers, database.  
1. INTRODUCCIÓN  
El presente trabajo tiene como finalidad brindar una solución eficiente en el sector  
agrícola, en este caso beneficiando la producción de sandía a una escala  
superior de la que se tenía antes de la implementación del sistema, a  
consecuencia de esto también ayuda al bienestar económico de las personas  
que se dedican a esta labor y a su vez amerita el avance tecnológico que se ha  
tenido en el sector agrícola en los últimos años, siendo así una apertura para que  
más proyectos relacionados a este sector puedan ser puestos en marcha en un  
futuro próximo.  
La sandía es una fruta de gran tamaño con una forma más o menos esférica y  
se suele comer cruda como postre. Su pulpa es rojiza o amarillenta, de sabor  
dulce. Es un alimento muy refrescante que aporta pocas calorías al organismo,  
y además aporta algunas vitaminas y minerales. La sandía es una fruta de gran  
tamaño con un diámetro de hasta 25 cm y un peso de hasta 15 kg (Chemonics  
International, 2017).  
La agricultura es una actividad que implica el cultivo y la producción de suelos,  
el desarrollo y la recolección de cosechas, la reproducción y el desarrollo de la  
ganadería. Es una de las actividades del primer sector en cada país, el recurso  
más importante y del que depende la humanidad, porque, parte de los productos  
agrícolas se consumen directamente y la otra parte se entrega a la industria para  
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Red inalámbrica de sensores para monitoreo y control de cultivos de Citrullus Lanatus (Sandía)  
la obtención de alimentos derivados, textiles, productos químicos o materiales de  
fabricación (Nicholls & Altieri, 2019).  
Lo que se propone con el proyecto integrador es trabajar en conjunto con los  
agricultores de la Finca “Agustín Loor” con la finalidad de proporcionarles una  
herramienta tecnológica que les sea de apoyo para el control de los cultivos de  
sandía, al mismo tiempo mejorar y facilitar el proceso de siembra, permitiendo  
el aumento de la calidad de sus productos, disminuyendo las pérdidas y logrando  
el crecimiento económico tanto de los agricultores como de todas las personas  
que intervienen en el proceso. (García & Flego, 2018)  
Como establece (Mots Mêlés, 2018), una red es básicamente un grupo de  
dispositivos que se conectan entre sí de forma física o inalámbrica, a través de  
dispositivos que permiten la interconexión (tarjetas de red, hubs / conmutadores,  
enrutadores). El hecho de la conexión permite que los dispositivos compartan  
recursos e información entre todos independientemente de dónde se encuentren  
estos recursos, ya sea en la red o en la computadora.  
Los dispositivos o equipos electrónicos están compuestos por transistores,  
circuitos integrados, válvulas termoelectrónicas y muchos otros componentes,  
los cuales se combinan entre sí para generar y detectar señales de diferentes  
frecuencias y todas las funciones que pueden realizar las señales eléctricas (De  
la Rosa, 2017)  
Las tecnologías empleadas en el sector agrícola se han desarrollado de forma  
acelerada al pasar los años, gracias a estas tecnologías se puede proveer de  
mecanismos o herramientas que permitan la administración de los cultivos de  
diferentes y eficientes maneras. (Zolezzi et al., 2017)  
Es por esto, que se plantea el desarrollo de este proyecto, el cual permite  
incorporar sistemas informáticos dentro del área agrícola, brindándole un  
software equipado con herramientas que mejorarán la gestión de los cultivos  
puestos a su cargo, y que permita obtener información en tiempo real de los  
mismos, además de darle la posibilidad de controlar los procesos dentro del  
cultivo remotamente.  
17  
Vera-Macías et al. (2022)  
2
. MATERIALES Y MÉTODOS  
.1. Tipo de investigación.  
Campo  
2
➢
Para el desarrollo de este tipo de investigación se usarán distintos métodos para  
la recolección de datos, los cuales serán obtenidos de fuentes primarias para dar  
solución u obtener conocimiento de un tema determinado, en el caso estudiado  
ayudará a recolectar información de los procesos agrícolas dentro del cultivo de  
sandías en el cantón Shushufindi, para lo cual se hará énfasis en el uso de un  
método cualitativo para la recolección de información puesto que permite tener  
un mejor entendimiento de procesos complejos y relacionarlos directamente con  
las personas que trabajan en la Finca “Agustín Loor” en vista de que ellos  
conocen en su totalidad los procesos que intervienen y por ende poseen la  
información requerida para el proyecto, al usar el estudio de campo se podrá  
realizar el levantamiento de los datos en el lugar de los hechos y esto permitirá  
dar solución a la problemática de manera más eficiente al tener un mejor control  
sobre los datos que se obtendrán.  
Dentro del trabajo presentado se usó además la investigación documental, la  
cual permite obtener información de otras fuentes que han tratado temas  
similares al que se está estudiando.  
2.2. Métodos de investigación  
➢
Método inductivo  
El método que se utilizó en el desarrollo del presente proyecto de titulación fue  
el inductivo, este método fue utilizado en la comprensión de todos los procesos  
agrícolas relacionados al cultivo de sandía que se llevan a cabo en el lugar de  
estudio, comenzando desde una visión general a una particular, permitiendo  
identificar todos los elementos necesarios para la realización de cada proceso y  
si estos son realizados de manera correcta. (Sumba & Torres, 2019)  
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2.3. Presentación de la propuesta.  
FindiTec, se caracteriza por ser un sistema tecnológico constituido por una Red  
de Sensores Inalámbrica que funciona a través de varios componentes que  
interactúan entre sí, como es el módulo ESP32 el cual opera como  
procesamiento de datos y comunicación inalámbrica, sensores ambientales  
como son el FC-28, FC-37 y DHT11 que conectados al módulo antes  
mencionado (ESP32) establecen nodos y estos se designan como coordinador  
y R. (Vera & Pabón, 2017). El prototipo a través de puntos estratégicos permite  
obtener información concreta del terreno en donde se encuentra el cultivo, el  
nodo coordinador actúa como servidor web y mantiene una conexión con la base  
de datos mientras que el aplicativo extrae la información de la misma y la muestra  
en la interfaz. El sistema manifiesta la información en tiempo real recibida por los  
sensores, exponiendo así datos exactos de humedad del suelo, temperatura y  
detección de lluvia, esto con la finalidad de ayudar en la toma de decisiones de  
abastecimiento de agua al sembrío. En la ilustración 1 se muestran las partes  
que intervienen en el proyecto.  
Ilustración 1. Partes de la creación del proyecto (autores)  
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
➢
Pruebas  
Las pruebas realizadas permitieron identificar algunos errores en el sistema, los  
cuales afectaban el funcionamiento y usabilidad del mismo. Mediante estas se  
pudieron corregir los problemas para lograr la funcionalidad óptima del sistema.  
En la tabla 1, la cual se muestra a continuación se detallan las pruebas realizadas  
al sistema.  
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Vera-Macías et al. (2022)  
Tabla 1. Pruebas al sistema (autores).  
Prueba  
P01  
Descripción  
Prerrequisito  
Estado  
Observación  
Lectura de sensor de  
humedad de suelo.  
Conectar el sensor a  
la placa ESP32.  
Correcto Lectura de valores  
de sensor correcta.  
P02  
Lectura de sensor de  
temperatura y humedad  
del ambiente.  
Conectar el sensor a  
la placa ESP32.  
Correcto Lectura de valores  
de sensor correcta.  
P03  
P04  
Lectura del sensor de  
lluvia.  
Conectar el sensor a  
la placa ESP32.  
Correcto Lectura de valores  
de sensor correcta.  
Apertura de  
electroválvula.  
Conectar el dispositivo Correcto  
a la placa ESP32.  
El dispositivo  
funciona  
correctamente.  
P05  
P06  
Conexión entre nodos.  
Realizar la  
configuración de los  
nodos.  
Correcto Existe la conexión  
entre nodos.  
Envío de datos  
obtenidos por los  
sensores.  
Conectar al servidor  
web.  
Correcto  
Los datos se  
envían  
correctamente.  
P07  
P08  
Conexión de nodo  
coordinador a Router.  
Configurar y revisar la Correcto Existe la conexión.  
conexión.  
Carga de información a  
la base de datos.  
Conectar servidor web Correcto  
con la base de datos.  
Los datos son  
almacenados  
correctamente.  
P09  
Muestra de resultados  
en la interfaz.  
Realizar la conexión a Correcto  
la base de datos.  
Los datos son  
mostrados en la  
interfaz.  
➢
Evaluación y análisis de resultados  
FindiTec, como es denominado el sistema prototipo de red inalámbrica de  
sensores, realizó la recolección de datos dentro del lugar de estudio en distintos  
horarios, se realizó la lectura en horas de la mañana (8:00 am – 10:00 am) y en  
horas de la tarde (3:00 pm – 5:00 pm), lo que permite llegar a la conclusión de  
un correcto funcionamiento del sistema propuesto.  
➢
Recopilación de datos  
Para la lectura de los sensores y recopilación de datos, se utilizó una tabla de  
valores ofrecida por los fabricantes con datos referenciales de cada sensor. La  
tabla 2 muestra los datos mencionados.  
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Tabla 2. Datos referenciales de los sensores (autores)  
SENSOR  
RANGOS DE LECTURA  
– 599  
600 -799  
DESCRIPCIÓN  
0
Suelo Húmedo  
Suelo ligeramente húmedo  
Suelo seco  
FC-28  
DHT-11  
FC-37  
8
00 - 1024  
-40°C a +80°C  
Rangos temperatura  
Rangos de humedad  
Lluvia  
0
a 100% RH  
1
0
Sin lluvia  
A continuación, se muestran capturas realizadas a las mediciones de los  
sensores en distintos horarios para observar el correcto funcionamiento del  
sistema. Mediciones realizadas de 8:00 a 10:00 am.  
Ilustración 1. Mediciones realizadas por los sensores (autores)  
En la ilustración 2 se puede observar el cambio de valores entre un horario y otro  
(8:00 am a 10:00 am) según el rango de humedad del suelo encontrado en la  
tabla 28 se puede señalar que se encuentra en estado húmedo, la temperatura  
y humedad de ambiente no varían significativamente.  
Mediciones realizadas de 3:00pm a 5:00pm.  
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Vera-Macías et al. (2022)  
Ilustración 2. Mediciones realizadas por los sensores (autores).  
En la ilustración 3 podemos observar el cambio de valores entre un horario y otro  
3:00 pm a 5:00 pm) según el rango de humedad del suelo encontrado en la tabla  
8 se puede señalar que se encuentra en ligeramente húmedo y pasa al estado  
(
2
seco, la temperatura y humedad de ambiente no varían significativamente.  
Ilustración 3. Histograma humedad de suelo y temperatura de ambiente (autores)  
En la ilustración 3 podemos observar el histograma de humedad de suelo y  
temperatura de ambiente de un determinado tiempo de uso de los equipos.  
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Análisis de resultados  
Tabla 3. Análisis de resultados (autores)  
FC-28 C  
341  
FC-28 R1  
334  
FC-28 R2  
331  
FC-28 R3  
346  
0
1
1
1
8H00  
0H00  
5H00  
7H00  
352  
740  
847  
474  
730  
860  
436  
710  
875  
413  
689  
834  
Los valores presentados en la tabla 3, son la recopilación que realizaron los  
sensores en determinadas horas del día sobre la humedad del suelo, estos están  
vinculados a los valores referenciales, realizando una comparación entre ellos  
se puede observar que los sembríos necesitan de mayor humedad entre los  
horarios de 15:00 a 17:00 pm. Las plantaciones reciben agua diariamente a las  
7:00 am, por lo que el suelo se encuentra con una mayor humedad en horas de  
la mañana, y reciben un segundo riego en horas de la tarde donde el sistema  
muestra un decaimiento de la humedad.  
4. CONCLUSIONES  
La red de sensores inalámbrica diseñada a partir de los módulos ESP32  
demuestra ser un sistema de alta confiabilidad; su implementación y ejecución  
no presento inconvenientes de conexión que hicieran posible una pérdida de  
datos.  
El estudio de la agricultura de precisión brindó conocimientos para el tratamiento  
y suministración de agua en el suelo, se realizó esta investigación con la finalidad  
de comprender como se aplicaría la tecnología WSN en un campo de cultivo.  
El prototipo es óptimo para cualquier terreno similar al tratado en este proyecto,  
permite aumentar la funcionalidad de los sensores inalámbricos por la ubicación  
en la que se encuentran los nodos, de esta manera se pueden ahorrar recursos  
que servirían en caso de la incorporación de nuevos nodos o dispositivos  
electrónicos.  
Los resultados obtenidos mediante el prototipo fueron analizados y comparados  
entre sí para determinar en qué tiempos el cultivo necesitaría de agua.  
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Vera-Macías et al. (2022)  
REFERENCIAS  
Chemonics International, Inc. G. (2017). Guía para el cultivo de sandía (Citrullus  
Lanatus).  
De la Rosa, J. (2017). Diseño, desarrollo e implementación de una red de  
sensores inalámbricos (WSN) para el control, monitoreo y toma de  
decisiones aplicado en la agricultura de precisión basado en internet de  
las cosas (IOT).  
–
Caso de estudio cultivo de frijol.  
https://repositorio.urp.edu.pe/bitstream/handle/URP/2294/TESIS_MORA-  
ROSAS.pdf?sequence=1&isAllowed=y  
GAD Shushufindi. (2018). Geografía y diagnóstico ambiental del cantón  
Shushufindi.  
García, E., & Flego, F. (2018). Agricultura de Precisión.  
Morales, J. J., Cedeño, L. C., Parraga-Alava, J. A., & Molina, B. A. (2018).  
Methodological proposal for technological infrastructure projects in degree  
thesis.  
Informacion  
Tecnologica,  
29(4),  
249–258.  
https://doi.org/10.4067/s0718-07642018000400249  
Mots Mêlés. (2018). Mots Mêlés: Introducción a las redes de datos (D) (redes -  
telecomunicaciones).  
https://fr.educaplay.com/ressources-  
pedagogiques/10822481-  
introduccion_a_las_redes_de_datos.html?rel=act950659  
Nicholls, C. I., & Altieri, M. A. (2019). Bases agroecológicas para la adaptación  
de la agricultura al cambio climático (Vol. 11, Issue 1).  
Sumba, L., & Torres, D. (2019). Diseño e implementación de una red de sensores  
inalámbricos para el monitoreo de factores ambientales abióticos que  
afectan al cultivo de solanum phureja (papa chaucha amarilla).  
https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/17547/1/UPS-  
CT008363.pdf  
Vera Romero, C., Barbosa Jaimes, J., & Pabón González, D. (2017). La  
Tecnología ZigBee estudio de las características de la capa física.  
Scientia  
et  
Technica,  
22(3),  
238–245.  
https://doi.org/10.22517/23447214.9831  
Zolezzi, M., Ing, V., Agrónomo, M. S., Romero, A., Periodista, G., Bierwirth, F.,  
Periodista, M., Esquivel, C., Del, R., Boletín, R., & No, I. (2017). Manual  
de  
manejo  
agronómico  
para  
cultivo  
de  
sandía.  
https://biblioteca.inia.cl/bitstream/handle/123456789/6667/NR40898.pdf?  
sequence=1&isAllowed=y  
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