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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DE UN SISTEMA PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA EN LAS
PISCINAS DONDE SE CULTIVA TILAPIAS”.
PROYECTO DE TITULACIÓN
Previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTORES:
INGRID MAGDALENA MORÁN ASANZA
CECILIA NATALIA PEÑAFIEL AVILES
TUTOR:
ING. MIGUEL MOLINA VILLACIS, M.SC
GUAYAQUIL – ECUADOR
2018
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
TITULO: “Diseño de un sistema para el control de temperatura en las piscinas donde se cultiva
tilapias”.
AUTORES:
INGRID MAGDALENA MORÁN ASANZA.
CECILIA NATALIA PEÑAFIEL AVILES.
Tutor:
Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc
Revisor:
Ing. José Medina Moreira, M.Sc.
INSTITUCIÓN:
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD:FACULTAD DE CIENCIAS
MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA: INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
FECHA DE PUBLICACIÓN: N. DE PAGS:117
ÁREA TEMÁTICA:
PALABRAS CLAVE: tilapia, raspberry pi, aplicación web, tecnología inalámbrica, temperatura.
RESUMEN: El presente proyecto de titulación está orientado al desarrollo de un sistema que
permitirá controlar la temperatura del agua en piscinas donde se cultivan tilapias, siendo esto un
beneficio para las actividades pecuarias. Las tilapias están expuestas a cambios de temperatura y
es importante mantener sus piscinas en un valor constante (grados centígrados). Este sistema es
controlado a través de una aplicación web con funciones de servidor el cual estará alojado en una
pc, se utilizará un raspberry pi incluyendo actividad Wi-Fi para establecer conexión de manera
inalámbrica entre el servidor web y la placa raspberry pi, mostrando al usuario los datos reales de
manera constante, para la toma de decisiones.
Nº DE REGISTRO: Nº DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL:
ADJUNTO PDF: SI NO
CONTACTO CON AUTORES:
INGRID MAGDALENA MORÁN ASANZA.
CECILIA NATALIA PEÑAFIEL AVILES.
Teléfono:
0969481929
0986002969
E-mail:
X
III
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de investigación, “Diseño de un sistema para el
control de temperatura en las piscinas donde se cultiva tilapias”, elaborado por
las Srtas. Ingrid Magdalena Morán Asanza y Cecilia Natalia Peñafiel Aviles,
alumnas no tituladas de la Carrera de Ingeniería en Networking y
Telecomunicaciones, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad
de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en Networking y
Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y
revisado, la Apruebo en todas sus partes.
Atentamente,
_________________________________
Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc
TUTOR
IV
DEDICATORIA
Dedico este proyecto de titulación a Dios
por brindarme vida y sabiduría durante
toda mi etapa de estudio.
A mis padres y hermana por darme su
apoyo incondicional, por acompañarme
en cada paso que doy, por mostrarme
que el amor de una familia es lo más
valioso. Y es este amor mi motivación
para seguir adelante.
Ingrid Magdalena Morán Asanza.
Dedico este proyecto de titulación a
Dios, a mis padres Jacinto Zenón
Peñafiel León y Julia Aviles Pineda, a
mis hermanos y a todas aquellas
personas que me inspiraron a cumplir
una de mis metas.
Cecilia Natalia Peñafiel Aviles.
V
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por darme fuerzas y
levantarme en cada caída, por ser el
centro de mi vida.
A mi tutor Ing. Miguel Molina, M.Sc. que
gracias a su ayuda y guía hemos podido
sacar adelante nuestro proyecto de
titulación.
En especial a mi padre, Beltrán Morán
que con mucho esfuerzo, y trabajo me
ha podido dar la mejor educación y
lecciones de vida, que con su bendición
al salir de casa me hace sentir protegida.
En especial a mi madre, Rut Asanza,
ella es mi motor de vida, mi aliento, sus
consejos me hacen ser mejor persona,
de ella he aprendido a no rendirme
nunca, que todo tiene solución.
A mi hermana, Beatriz Morán por su
cariño en todo tiempo, por cuidarme y
extenderme su mano siempre.
A mi compañera de titulación y amiga,
Natalia Peñafiel quien ha compartido
conmigo este camino, además de
tenernos paciencia y comprensión.
A mis amigos que han formado parte de
mi carrera universitaria por su apoyo.
Ingrid Magdalena Morán Asanza.
VI
Agradezco a Dios por brindarme con su
infinito amor a mi familia, quienes han
sido el pilar fundamental de este logro,
siempre se esforzaron e hicieron lo
posible para que yo pudiera seguir con
mis estudios y he aquí el fruto de su
esfuerzo.
En especial a mis padres por ayudarme
a crecer, a ser quien soy, gracias por su
dedicación y paciencia infinita, es de
ustedes esta meta.
También aquellas personas que han
sido mi soporte y mi compañía durante
este periodo de estudio, y a mi amiga y
compañera de tesis Ingrid Magdalena
Morán Asanza.
De igual manera, mi más sincero
agradecimiento al Ing. Miguel Molina
Villacis, M.Sc. por guiarme en la
elaboración de este fructífero proyecto
de titulación.
Cecilia Natalia Peñafiel Aviles.
VII
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
________________________________ ______________________________
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc. Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
DECANO DE LA FACULTAD DIRECTOR DE LA CARRERA DE
CIENCIAS MATEMÁTICAS Y INGENIERIA EN NETWORKING Y
FÍSICAS TELECOMUNICACIONES
___________________________________
Ing. José Medina Moreira, M.Sc.
PROFESOR REVISOR DEL ÁREA - TRIBUNAL
___________________________________
Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc
PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN
__________________________________
Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.
SECRETARIO TITULAR
VIII
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de este
Proyecto de Titulación, me corresponden
exclusivamente; y el patrimonio
intelectual de la misma a la
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”.
INGRID MAGDALENA MORÁN ASANZA.
CECILIA NATALIA PEÑAFIEL AVILES.
IX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DE UN SISTEMA PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA EN LAS
PISCINAS DONDE SE CULTIVA TILAPIAS”.
PROYECTO DE TITULACIÓN QUE SE PRESENTA COMO REQUISITO PARA
OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Autores: Ingrid Magdalena Morán Asanza
C.I: 092896810-6
Cecilia Natalia Peñafiel Aviles
C.I: 093043181-2
Tutor: Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc
Guayaquil, Septiembre del 2018
X
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo Directivo
de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
CERTIFICO:
Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por las estudiantes
INGRID MAGDALENA MORÁN ASANZA Y CECILIA NATALIA PEÑAFIEL
AVILES, como requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y
Telecomunicaciones cuyo título es:
“Diseño de un sistema para el control de temperatura en las piscinas donde
se cultiva tilapias”.
Considerado aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
Morán Asanza Ingrid Magdalena 092896810-6
Apellidos y Nombres completos Cédula de Ciudadanía N°
Peñafiel Aviles Cecilia Natalia 093043181-2
Apellidos y Nombres completos Cédula de Ciudadanía N°
Tutor: Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc.
Guayaquil, Septiembre del 2018
XI
“”.
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS YFÍSICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
AUTORIZACIÓN PARA PUBLICACIÓN DE PROYECTO DE TITULACIÓN EN
FORMATO DIGITAL
1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre Alumno: Ingrid Magdalena Morán Asanza
Dirección: Guayas- Naranjal. Cdla La Familia. Clle Eugenio Espejo y s/n
Teléfono: 0969481929 E-mail: [email protected]
Nombre Alumno: Cecilia Natalia Peñafiel Aviles
Dirección: Km 8 1/2 Vía a Daule "Coop. Colinas al Sol" Avda.3era Solar 3.
Teléfono: 0986002969 E-mail: [email protected]
Facultad: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Proyecto de titulación al que opta: Desarrollo
Profesor guía: Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc.
XII
2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de
Titulación
A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y
a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica
de este Proyecto de Titulación.
Publicación electrónica:
Inmediata X Después de 1 año
Firma Alumnas:
__________________________
Ingrid Magdalena Morán Asanza
__________________________
Cecilia Natalia Peñafiel Aviles
3. Forma de envío:
El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo
.Doc. O .RTF. y Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif. .jpg.
o .TIFF.
DVDROM CDROM
X
XIII
ÍNDICE GENERAL
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................................. III
DEDICATORIA ........................................................................................................ IV
AGRADECIMIENTO ................................................................................................. V
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN ............................................................. VII
DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................................... VIII
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ....................................................... X
AUTORIZACIÓN PARA PUBLICACIÓN DE PROYECTO DE TITULACIÓN EN
FORMATO DIGITAL ................................................................................................ XI
ÍNDICE GENERAL ................................................................................................ XIII
ABREVIATURAS .................................................................................................. XVII
SIMBOLOGÍA ...................................................................................................... XVIII
ÍNDICE DE CUADROS .......................................................................................... XIX
ÍNDICE DE GRÁFICOS .......................................................................................... XX
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ................................................................................ XX
RESUMEN ............................................................................................................. XXI
ABSTRACT .......................................................................................................... XXII
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 1
CAPÍTULO I .............................................................................................................. 3
EL PROBLEMA ........................................................................................................ 3
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 3
UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO .......................................... 3
SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS .................................................. 4
CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA ............................................ 4
XIV
DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA ..................................................................... 5
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................... 5
EVALUACIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................... 6
OBJETIVOS .......................................................................................................... 7
OBJETIVO GENERAL ....................................................................................... 7
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 7
ALCANCES DEL PROBLEMA .............................................................................. 7
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ...................................................................... 8
METODOLOGÍA DEL PROYECTO ....................................................................... 9
METODOLOGÍA DE DESARROLLO ................................................................. 9
SUPUESTOS Y RESTRICCIONES ................................................................... 9
PLAN DE CALIDAD ........................................................................................... 9
CAPÍTULO II ........................................................................................................... 10
MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 10
ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ....................................................................... 10
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .......................................................................... 13
ACUICULTURA ............................................................................................... 13
PISCICULTURA .............................................................................................. 14
CULTIVO DE LA TILAPIA EN EL ECUADOR .................................................. 14
DISTRIBUCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO ... 14
SISTEMAS DE CULTIVO ................................................................................ 15
PRODUCCIÓN DE LA TILAPIA ....................................................................... 16
MYSQL ............................................................................................................ 18
XAMP .............................................................................................................. 18
SERVIDOR WEB ............................................................................................. 19
XV
APLICACIÓN WEB .......................................................................................... 19
PHP ................................................................................................................. 20
LARAVEL ........................................................................................................ 20
BOOTSTRAP .................................................................................................. 20
RASPBERRY PI 2 ........................................................................................... 20
PYTHON ......................................................................................................... 22
SENSOR DE TEMPERATURA DS18B20 ........................................................ 23
ADAPTADOR USB WI-FI ................................................................................ 24
2.3 FUNDAMENTACIÓN LEGAL ........................................................................ 25
PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE ..................................................... 29
DEFINICIONES CONCEPTUALES ..................................................................... 30
CAPÍTULO III .......................................................................................................... 32
PROPUESTA TECNOLÓGICA ............................................................................... 32
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ............................................................................. 33
FACTIBILIDAD OPERACIONAL ...................................................................... 33
FACTIBILIDAD LEGAL .................................................................................... 35
FACTIBILIDAD ECONÓMICA.......................................................................... 35
ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO ........................................... 37
ENTREGABLES DEL PROYECTO ..................................................................... 39
CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA .......................................... 39
CAPÍTULO IV ......................................................................................................... 46
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO ............................ 46
INFORME DE ACEPTACIÓN Y APROBACIÓN .................................................. 47
INFORME DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD .......................................... 47
MÉTODOS PARA CORRECCIÓN ................................................................... 47
XVI
MEDIDAS, MÉTRICAS E INDICADORES ....................................................... 47
CONCLUSIONES ................................................................................................... 48
RECOMENDACIONES ........................................................................................... 49
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 51
ANEXOS ................................................................................................................ 54
XVII
ABREVIATURAS
FAO Organización de las Naciones Unidas para
la Alimentación y la Agricultura
PMI Project Management Institute
Ing. Ingeniero
M.Sc. Máster
URL Localizador de Fuente Uniforme
BD Base de Datos
PHP Hypertext Preprocessor
www World Wide Web
HTML Lenguaje de Marca de salida de Hyper
Texto
HTTP Protocolo de transferencia de Hyper Texto
XVIII
SIMBOLOGÍA
G gramo
M metro
H hectárea
Ma miliamperio
V Voltios
ºC Grados Celsius
N Tamaño de la muestra
E Error de estimación
XIX
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Delimitación del Problema ........................................................................ 5
Cuadro 2. Características de los sistemas acuícolas en el Ecuador. ...................... 16
Cuadro 3. Producción de acuicultura total en la República del Ecuador (toneladas) 17
Cuadro 4. Especificaciones Técnicas de Raspberry Pi 2 Modelo B ........................ 22
Cuadro 5. Características Técnicas del DS18B20. ................................................. 23
Cuadro 6. Especificaciones Técnicas de Adaptador USB Wi-Fi ............................. 25
Cuadro 7. Herramientas de Hardware. ................................................................... 34
Cuadro 8. Herramientas de Software. ..................................................................... 34
Cuadro 9. Costos de Herramientas ......................................................................... 35
Cuadro 10. Costo Total del Proyecto para su implementación. ............................... 36
Cuadro 11. Población. Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga” .... 40
Cuadro 12. Resultados Pregunta 1. ........................................................................ 40
Cuadro 13. Resultados Pregunta 2. ........................................................................ 41
Cuadro 14. Resultados Pregunta 3. ........................................................................ 42
Cuadro 15. Respuestas Pregunta 4 ........................................................................ 44
Cuadro 16. Resultados Pregunta 5. ........................................................................ 45
Cuadro 17. Criterios de aceptación del Producto o Servicio. .................................. 46
XX
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Producción de acuicultura por medio de cultivo la República del Ecuador
................................................................................................................................................ 18
Gráfico 2. Resultados Pregunta 1. .................................................................................... 41
Gráfico 3. Resultados Pregunta 2. .................................................................................... 42
Gráfico 4. Resultados Pregunta 3. .................................................................................... 43
Gráfico 5. Resultados Pregunta 4 ..................................................................................... 44
Gráfico 6. Resultados Pregunta 5. .................................................................................... 45
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Parámetros físico-químicos del agua. Rangos óptimos para el cultivo
de tilapia .................................................................................................................................. 4
Ilustración 2. Zonas que se dedican al cultivo de Tilapias en el Ecuador. .................. 15
Ilustración 3. Raspberry Pi 2 Modelo B ............................................................................ 21
Ilustración 4. Sensor de Temperatura DS18B20 ............................................................ 24
Ilustración 5. Adaptador USB Wi-Fi ................................................................................... 24
Ilustración 6. Diseño del Sistema de Control de Temperatura. .................................... 32
Ilustración 7. Procesos para la Gestión de Proyectos. .................................................. 37
XXI
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DE UN SISTEMA PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA EN LAS
PISCINAS DONDE SE CULTIVA TILAPIAS”.
Autores: Ingrid Magdalena Morán Asanza.
Cecilia Natalia Peñafiel Aviles.
Tutor: Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc.
RESUMEN
El presente proyecto de titulación está orientado al desarrollo de un sistema que
permitirá controlar la temperatura del agua en piscinas donde se cultivan tilapias,
siendo esto un beneficio para las actividades pecuarias. Las tilapias están
expuestas a cambios de temperatura y es importante mantener sus piscinas en un
valor constante (grados centígrados). Este sistema es controlado a través de una
aplicación web con funciones de servidor el cual estará alojado en una pc, se
utilizará un raspberry pi incluyendo actividad Wi-Fi para establecer conexión de
manera inalámbrica entre el servidor web y la placa raspberry pi, mostrando al
usuario los datos reales de manera constante, para la toma de decisiones.
Palabras Claves: tilapia, raspberry pi, aplicación web, tecnología inalámbrica,
temperatura.
XXII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“Design of a system for the control of temperature in the pools where tilapias
are cultivated”.
Authors: Ingrid Magdalena Morán Asanza.
Cecilia Natalia Peñafiel Avilés.
Tutor: Ing. Miguel Molina Villacis, M.Sc
ABSTRACT
This project of qualification is aimed at the development of a system that will allow to
control the temperature of the water in swimming pools where tilapias are cultivated,
this being a benefit for the livestock activities. Tilapias are exposed to temperature
changes and it is important to keep their pools at a constant value (Celsius). This
system is controlled through a web application with server functions which will be
hosted on a PC, a raspberry pi including Wi-Fi activity will be used to establish a
wireless connection between the web server and the raspberry pi board showing the
user the real data in a constant way, for decision making.
Key words: tilapia, raspberry pi, web application, wireless technology,
temperature.
1
INTRODUCCIÓN
La presente investigación nos ayuda a resolver la problemática que enfrenta el
sector agroindustrial en las actividades pecuarias (cría y reproducción de peces),
siendo la temperatura una de las variables físico-químicas para el hábitat de los
peces, ya que en las piscinas donde se cultiva tilapias requieren de un control
adecuado respecto a esta variable para mejorar la reproducción de estos peces.
“Una de las especies más utilizadas en la piscicultura a nivel internacional es la
tilapia, debido a su alta tasa de crecimiento, adaptabilidad en diversas condiciones
de crianza y buena aceptación por el consumidor, por sus características
organolépticas; presenta también excelente textura de la carne que facilita el
procesamiento industrial para la obtención de filete sin huesos intramusculares”
(Castillo, Lombardi, & Macedo, 2016).
Se ha convertido en una de las especies más producidas en el Ecuador,
generando ingresos económicos a quienes se dedican a esta actividad.
Los rangos óptimos de temperaturas de las tilapias se encuentran entre 28 – 32°C,
pueden resistir temperaturas menores a 15º C afectando su crecimiento. Si el rango
es de 10 - 11º C ocasionan la muerte de esta especie. Su reproducción es exitosa
de 26 – 29°C y la tolerancia en sus límites superiores varían entre 37– 42°C.
Como solución a este problema hemos planteado el “DISEÑO DE UN SISTEMA
PARA EL CONTROL DE TEMPERATURA EN LAS PISCINAS DONDE SE
CULTIVA TILAPIAS” para controlar y obtener la temperatura de forma remota y
constante.
2
CAPÍTULO I: Este capítulo consiste en el planteamiento del problema, que permite
explicar la ubicación del problema en un contexto, la situación actual a investigar,
sus nudos críticos, que detienen el accionar de un objetivo, las causas y
consecuencias que originan dicho problema. Además delimitaremos el área de
interés, para proporcionar al problema una solución real y sencilla de manejar. Se
presentará la formulación del problema en términos concretos y precisos,
pretendiendo detallar cuáles son los alcances del presente proyecto, su objetivo
general y específicos que nos permiten encontrar su justificación e importancia,
mediante la metodología del PMI.
CAPÍTULO II: En este capítulo se desarrolla el Marco Teórico, aquí encontraremos
los antecedentes del estudio, para aportar información oportuna a nuestro proyecto
de titulación consultando a fuentes bibliográficas, revistas especializadas, entre
otros. También se establecerá términos a utilizar, siendo ésta la fundamentación
teórica, mientras que la fundamentación legal nos ayudará a describir los aspectos
jurídicos que se relacionan al estudio. Así mismo se plantea preguntas científicas a
contestarse para el desarrollo del diseño.
CAPÍTULO III: En el capítulo III denominado Propuesta Tecnológica se analizará la
factibilidad operacional, técnica, legal y económica para el avance del proyecto. Se
desarrollará cada etapa de la metodología del PMI y se definirá cuáles serán los
entregables del proyecto. Además en este capítulo se definirá criterios que
utilizaremos para la validación de la propuesta, como entrevistas, encuestas y
observación directa.
CAPÍTULO IV: En el último capítulo Criterios de aceptación del producto o servicio
se evaluará si el proyecto es aceptable o no, para lo que se elaborará una matriz
completa con cada uno de los requerimientos que se han indicado en el alcance y
medir así la aceptabilidad del diseño propuesto.
Finalmente se detallan las conclusiones y recomendaciones respecto al
cumplimiento de cada uno de los objetivos especificados en el presente proyecto de
titulación.
3
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
UBICACIÓN DEL PROBLEMA EN UN CONTEXTO
Las piscinas donde se cultivan tilapias se encuentran situadas en lugares con
espacios físicamente amplios que benefician la reproducción de éste pez.
Frecuentemente son pequeñas para un control y manejo mejorado, sus medidas
varían entre 200 a 300 metros cuadrados, con profundidad de 1m y 1.20m. Poseen
compuertas de entrada y salida, aptas para hacer cambios proyectados de agua,
fondos que permiten un completo drenaje.
Estamos conscientes que el agua es un recurso de vital importancia en los
criaderos, piscinas o estanques para la producción de los peces, por lo tanto es
importante tener en cuenta sus distintos aspectos biológicos en el ambiente. Dichos
aspectos se encuentran relacionados con el hábitat, reproducción y ciclo de vida de
la tilapia. Entre los parámetros físico-químicos que constituyen la piscicultura se
encuentran la temperatura, el oxígeno, PH, salinidad, alcalinidad entre otros, en este
caso nos enfocaremos específicamente en la temperatura del agua que forma parte
del hábitat de los peces, denominado uno de los factores comunes en las piscinas,
criaderos o estanques donde se cultivan tilapias.
Temperatura: Los rangos óptimos de temperatura varían entre 28 – 32°C, pueden
resistir menores temperaturas. Al decir menores temperaturas se refiere a que si
están por debajo de los 15°C no crecen. Si se encuentran a temperaturas menores
a 10°C mueren. A temperaturas de 26 – 29°C la reproducción es exitosa. La
tolerancia en sus límites superiores varían entre 37– 42°C.
4
Ilustración 1. Parámetros físico-químicos del agua. Rangos óptimos para el cultivo de tilapia
CARACTERÍSTICAS REQUERIMIENTOS
Temperatura Máxima: 34-36 ºC Óptima: 28-32 ºC
Mínima: 14 ºC
Oxígeno Óptimo: 5 ppm Mínimo: 2ppm
Ph Óptimo: 6.5 -7.5
Bióxido de carbono 50 -100 ppm
Dureza 100 -170 ppm
Turbidez Mínimo 4cm
Transparencia 45cm
H – nh3 (amonio) 0.3 ppm
Fuente: (El Productor, 2018)
Elaboración: https://elproductor.com//
SITUACIÓN CONFLICTO NUDOS CRÍTICOS
En las piscinas donde se cultivan tilapias es fundamental mantener las variables
físico-químicas en óptimos rangos de operación como lo es la temperatura, para
mejorar dicha necesidad es factible acudir a nuevos métodos de control. La
medición y control de este parámetro está sujeto a errores humanos, provocando
serios efectos-consecuencias.
La temperatura es el parámetro que define el ritmo adecuado del crecimiento de
estos peces, y si no existe un control apropiado de este factor, los peces pueden ser
vulnerables a enfermedades y morir por falta de control de dicho parámetro.
CAUSAS Y CONSECUENCIAS DEL PROBLEMA
El sector pecuario del Ecuador se extiende en áreas de suelo que se usan para la
creación de piscinas o estanques donde se cultiva y produce tilapia, por esta razón
los piscicultores deben realizar un control adecuado de la temperatura y otras
variables físico-químicas, dentro de un horario establecido. Este control debe
realizarse en cada una de las piscinas existentes y cada cierto tiempo al día. Deben
5
cubrir estos recorridos muchas veces a pie, ya que varios escenarios no cuentan
con vehículos dentro de ésta área y en muchas ocasiones no logran hacerlo
periódicamente.
La deficiencia de un control de temperatura en tiempo real genera como
consecuencias:
Los cambios de temperatura afecta directamente a la reproducción.
Éste pez deja de alimentarse.
El sistema inmune se deteriora.
Las tilapias se tornan susceptibles a enfermedades.
Y en el último de los casos, la mortalidad.
Además afecta en el aspecto financiero de los productores de tilapia,
generando pérdidas.
DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA
Cuadro 1. Delimitación del Problema
Campo: Piscicultura
Área: Producción
Aspecto: Medición y Control de la temperatura en criaderos,
estanques o piscinas donde se cultiva tilapias.
Tema: Diseño de un sistema para el control de temperatura
en las piscinas donde se cultiva tilapias.
Fuente: Elaboración Propia
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Qué beneficios obtendría el área pecuaria al elaborar un sistema que controle la
temperatura del agua de forma constante y remota en las piscinas donde se cultivan
tilapias?
6
EVALUACIÓN DEL PROBLEMA
Delimitado: Con el presente proyecto de titulación se pretende diseñar un sistema
para medir y controlar la temperatura en criaderos, estanques o piscinas donde se
cultiva tilapias con el fin de mejorar su hábitat mediante la utilización del sistema
optimizando tiempo y recursos humanos.
Claro: El diseño propuesto busca la medición y el control adecuado de la
temperatura del agua donde se cultivan tilapias para no afectar el proceso del
crecimiento de esta especie disminuyendo el índice de mortalidad de estos peces.
Evidente: La expectativa de este sistema es contribuir en la reducción del índice de
mortalidad de la tilapia, la cual es ocasionada por bruscos cambios de temperatura
presentados diariamente en criaderos, estanques o piscinas, facilitando las
actividades pecuarias.
Relevante: La Importancia de aplicar este sistema en piscinas donde se cultivan
tilapias radica en la progresión de la tasa media del crecimiento del resto del sector
agropecuario y del total conjunto de la economía nacional. El agro en el país está
representado por la cadena de la tilapia, debido al incremento en sus niveles de
producción, en su exportación potencial y creación de empleo convirtiéndose en una
de las especies más comercializadas internacionalmente.
Contextual: La aplicación de este sistema permite contribuir en muchas áreas ya
sea educativo, económico, social, entre otras. En este caso la hemos relacionado
con la piscicultura, actividad pecuaria de gran importancia para los acuicultores con
el propósito de beneficiar la producción de la tilapia.
Factible: El diseño del sistema planteado para las piscinas donde se cultiva tilapias
facilita las actividades diarias de monitoreo y control de manera eficiente ya que
optimiza tiempo y recursos humanos en el momento de tomar decisiones,
contribuyendo con la disminución de la tasa de mortalidad de este pez.
7
Identifica los productos esperados: Para los sectores productivos de tilapia que
realizan sus actividades diarias de control de manera manual en las piscinas donde
cultivan estos organismos sin la presencia de los avances tecnológicos se tiene la
expectativa de que al usar dicho sistema propuesto ocasione un elevado
crecimiento en la producción de tilapia.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Diseñar un sistema para controlar la temperatura en las piscinas donde se cultiva
tilapias.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Optimizar tiempo y recursos humanos.
Monitorear la temperatura de forma remota y constante.
Diseñar una interfaz web amigable al usuario.
ALCANCES DEL PROBLEMA
El presente proyecto realizará un estudio entorno a la temperatura óptima del hábitat
de la tilapia que se cultiva en piscinas o estanques. Dichos organismos están
expuestos a cambios de temperatura, y si no se realiza un control o monitoreo
apropiado puede afectar directamente en el crecimiento de este pez o incluso
ocasionar una elevada tasa de mortalidad.
Se diseñará un sistema que utiliza un sensor de temperatura integrado con la placa
raspberry pi, el cual toma la señal del sensor y realiza el proceso de recepción y
conversión de datos análogos a digitales, para su envío de forma inalámbrica
mediante un adaptador USB Wi-Fi a un servidor Web. El usuario observará en la
pantalla de la PC-Servidor fecha, hora y grados centígrados en tiempo real y se
actualizará constantemente. Alertando al usuario para la toma de decisiones en
caso que se encuentre la temperatura fuera del rango favorable.
8
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
“La pesca y la acuicultura siguen siendo importantes fuentes de alimentos, y medios
de vida para cientos de millones de personas en todo el mundo. En la actualidad el
pescado sigue siendo uno de los productos más comercializados del mundo y más
de la mitad del valor de las exportaciones pesqueras en países desarrollados” (FAO,
2018).
La temperatura óptima es un aspecto físico muy significativo para la cría de la
Tilapia, con el fin de que crezcan más rápido y sea mayor su reproducción. Los
peces son poiquilotermos (Sanz, 2009) y toman la temperatura de su cuerpo de
acuerdo a la de su medio. Si el pez se encuentra en aguas frías su metabolismo es
bajo y casi no come, y al contrario, de encontrarse en aguas muy cálidas tiende a
comer mucho y desarrollarse más rápido.
La importancia de contar con un sistema de control de temperatura de agua en las
piscinas donde se cultiva tilapias es que los productores de este sector puedan
observar en su oficina desde una PC, los grados de temperatura del agua en que se
encuentran sus piscinas de tilapia, siendo una fuente confiable este sistema
disminuye los índices de error que pueda cometer el factor humano con los métodos
tradicionales que se utilizan.
Además al hacer uso de este sistema, se alcanza una mayor confiabilidad en los
resultados obtenidos, y con ello beneficios como: una menor tasa de mortalidad de
estos peces, un control constante en tiempo real, y en caso que la temperatura se
encuentre fuera del rango favorable para las tilapias, los acuicultores tomen
medidas correctivas al respecto.
9
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
METODOLOGÍA DE DESARROLLO
La metodología del Project Management Institute (PMI), nos permite seguir los
siguientes procesos: iniciación, planificación, ejecución, control y supervisión, y
cierre; el cuál se adapta al desarrollo de nuestro proyecto.
SUPUESTOS Y RESTRICCIONES
Entre los supuestos de este proyecto de titulación se detallan los siguientes:
La duración de tiempo estimada para culminar el diseño de este sistema es
de 3 meses.
La elaboración del diseño de este sistema es desarrollado por personas
capacitadas.
Se cuenta con la utilización de dispositivos económicos, fáciles de conseguir
y de configuración sencilla.
Se diseña una interfaz web amigable y de fácil manejo.
Se cuenta con un manual de usuario al finalizar el diseño del sistema.
Entre las restricciones de este proyecto de titulación se detallan las siguientes:
La documentación del proyecto de titulación debe estar lista el 13 de Agosto
del 2018.
PLAN DE CALIDAD
Se propone el diseño de un sistema para controlar la temperatura del agua en las
piscinas donde se cultiva tilapias mediante la utilización de un sensor de
temperatura integrado con una placa raspberry pi, un adaptador USB Wi-Fi y un
servidor Web. La propuesta de diseñar este sistema brindará una solución factible a
las productoras de tilapia y a las personas que se dedican a estas actividades
piscícolas donde el personal encargado del cultivo de tilapia observará en la pantalla
de la PC-Servidor fecha, hora y grados centígrados en tiempo real, alertándolos
para la toma de decisiones en caso que se encuentre la temperatura fuera del rango
favorable.
10
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
ANTECEDENTES DEL ESTUDIO
Investigaciones realizadas en Colombia muestra la siguiente publicación:
“Uso de herramientas tecnológicas en la producción piscícola” (Rojas, Tique, &
Bocanegra, 2017). Tiene como objetivo analizar el uso de la tecnología que se
utilizan en varias actividades de la piscicultura, específicamente en la alimentación y
monitoreo de las variables físico-químicas del agua. Resaltando el uso de sensores
y motores que hacen referencia al hardware, y aplicaciones móviles, web,
algoritmos; al software, para realizar proyectos involucrados en la producción
piscícola.
Este artículo nos permite comprobar que es viable realizar un sistema de control de
temperatura en piscinas donde se cultivan tilapias, beneficiando directamente al
piscicultor, quien teniendo la información a la mano, tomará decisiones oportunas.
En el artículo: “Solar based advanced water quality monitoring system
using wireless sensor network” (Kumar, Chandra, Vengateshapandiyan, Kumar,
& Eswaran, 2014). Indican que la tecnología WSN alimentada por paneles solares
es la manera más sencilla de controlar la calidad del agua. Usando la tecnología
ZigBee para interconectar los nodos y la estación base, en donde se envía los datos
que se recogen por los sensores. Por ello el principal objetivo es analizar algunos de
los factores decisivos e importantes del agua, como la temperatura, pH, densidad de
oxígeno, entre otros.
El mencionado artículo nos proporciona un enfoque general, de cómo el usuario
puede obtener datos de la condición del agua en tiempo real, desde lugares lejanos.
También nos describe la utilización de herramientas de simulación para analizar los
datos recopilados.
11
Otra guía que se consultó es el proyecto de tesis: “Sistema de control para
un hábitat estable de truchas arcoíris” (Basto & Pinzón, 2016). Expone una
solución electrónica a los problemas que enfrentan los productores de trucha
arcoíris, la cual permite controlar el hábitat de esta especie. El objetivo es
determinar cuáles son las variables físico-químicas críticas que perjudican su
cultivo, para ser consideradas en la base de datos, tecnologías y transmisión de
datos a emplear. El sistema hace uso de sensores para el estudio de cambios de
estas variables.
El trabajo antes citado aporta para el presente proyecto de titulación, ya que con él
se evidencia el desarrollo de tal sistema, haciendo pruebas dentro del agua y en
tiempo real. Ayudando a un control adecuado, de los peces “trucha arcoíris”, siendo
una especie de pez que también subsiste en un ambiente similar, al de las tilapias.
Por lo que nos ayuda como guía en el diseño de nuestro sistema de control de
temperatura.
En la Escuela Politécnica Nacional de Quito, Ecuador reposa un proyecto de
tesis con el tema: “Construcción de un prototipo de detección y control
electrónico de temperatura e iluminación para el ecosistema de un acuario de
peces tropicales en un clima templado” (Sala, 2014). Donde revelan que los
peces no sobreviven en climas templados como lo es la serranía del Ecuador, por
ello el objetivo general comprende en realizar un prototipo que ayude en el
calentamiento del agua de un acuario. Utilizando como recurso principal un
microcontrolador, al que se adapta un sensor de temperatura que ayude a evaluar
en que momento necesita ser calentada el agua.
El proyecto nos demuestra la importancia de llevar un control de temperatura para el
hábitat de los peces, cuya sobrevivencia se da en climas tropicales, desarrollando
un sistema con elementos esenciales, como un microcontrolador, y sensor de
temperatura.
El III Congreso Internacional de Telecomunicaciones publicó un proyecto
titulado: “Red de sensores inalámbricos para la medición de parámetros de
12
calidad del agua usada en la crianza de peces amazónicos” (Ríos, Yauri, Rojas,
Jhon, & Camarena, 2014). Donde propone como objetivo utilizar el estándar IEEE
802.15.4 que hace referencia a la tecnología ZigBee para montar una red de
sensores que controle el medio ambiente.
Nos relata que estudiará las variables ambientales en zonas rurales de Perú donde
se cultivan peces, especificando en la problemática la importancia del control de la
calidad del agua. También nos expone como trabajará la red de sensores
inalámbricos que diseñarán, las cuales se clasifican en tres bloques; el primero
consta de varios sensores que entregan señales eléctricas, el segundo está
compuesto por un hardware inteligente, y el último denominado comunicación entre
nodos.
El proyecto antes citado nos muestra un sistema de monitoreo remoto a través de
una aplicación Android, utilizando hardware abierto que son prácticos en el área de
la acuicultura, tomando valores referenciales para calibrar la temperatura, pH,
conductividad y oxígeno disuelto.
El siguiente artículo publicado en la revista Facultad de Ingeniería con el
tema: “Sistema energéticamente eficiente y de bajo costo para controlar la
temperatura y aumentar el oxígeno en estanques de cultivo de alevines de
tilapia roja” (Vásquez, Pupo, & Jiménez, 2014). Indica que para el desarrollo de
este sistema, realizaron un estudio del hábitat de los alevines de tilapia roja,
conociendo así la temperatura estable para el crecimiento de este pez y el oxígeno
que requieren sus estanques. Para la elaboración del sistema hacen uso de un PLC
que receptan señales de sensores situados en dos puntos estratégicos dentro de un
estanque, el cual lo programan para que realice un bombeo de agua, ya sea fría o
caliente y logre regular la temperatura cuando lo necesite.
Mediante este artículo podemos señalar que la temperatura y el oxígeno en
criaderos de alevines necesitan un control adecuado, ya que son los más
susceptibles a cambios climáticos. Además el presente artículo es de gran ayuda
para nosotros, porque nos permite conocer las ventajas de invertir en este tipo de
13
sistemas, siendo una mejora para quienes trabajan en estas actividades, obteniendo
una mayor reproducción de peces.
La producción de tilapia en el Ecuador ha logrado un importante puesto ya que es
uno de los productos acuícolas mayormente exportados a estados unidos debido a
que es muy apetecido en este mercado. Según la Cámara Nacional de
Acuacultura (Cámara Nacional de Acuacultura, 2017) en todo el año 2017 hasta el
mes de noviembre se exportó a este país 2.736.634 libras generando un ingreso
económico de 6.770.154 dólares.
En la actualidad no existe un sistema de control o monitoreo de las variables físico-
químicas del agua en cultivos de tilapia. En base a esto se propone el diseño de un
sistema de control de temperatura en las piscinas donde se cultivan tilapias, por lo
que su aplicación puede ser de gran utilidad y generar beneficios en el sector
pesquero del país reflejándose en sus índices de producción.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
ACUICULTURA
“Cría de organismos acuáticos, comprendidos peces, moluscos, crustáceos y
plantas. La cría supone la intervención humana para incrementar la producción; por
ejemplo: concentrar poblaciones de peces, alimentarlos o protegerlos de los
depredadores. La cría supone asimismo tener la propiedad de las poblaciones de
peces que se estén cultivando. La acuicultura varía mucho según el lugar donde se
lleve a cabo, desde la piscicultura de agua dulce en los arrozales de VietNam hasta
la cría de camarón en estanques de agua salada en las costas de Ecuador, y la
producción de salmón en jaulas en las costas de Noruega o de Escocia. Sin
embargo, la mayor parte de la acuicultura se lleva a cabo en el mundo en desarrollo,
para la producción de especies de peces de agua dulce de poco consumo en la
cadena alimentaria, como la tilapia o la carpa” (FAO, 2018).
14
PISCICULTURA
“La piscicultura, en sentido rigoroso de la palabra, no es otra cosa que la cría y
multiplicación de los peces, verifíquense estas en plena libertad o en depósitos de
agua cerrados. Por lo tanto, el arte de la piscicultura está basado en la fecundación
natural o artificial y en la incubación de los huevos del pescado, con el objeto de
obtener crías o alevines que se engordan o engruesan para que sirvan de alimento
al hombre” (Balaguer, 1877).
CULTIVO DE LA TILAPIA EN EL ECUADOR
En los últimos años se ha presentado un crecimiento elevado del cultivo de tilapias,
a pesar de que el producto principal de la actividad acuícola es el camarón, debido
al brote del Síndrome de Taura 14.000 hectáreas de estanques camaroneros
resultaron afectados en la Provincia del Guayas, los cuales dejaron de usarse. La
disponibilidad de esta infraestructura fueron utilizadas para el cultivo de tilapias
(FAO, 2018).
DISTRIBUCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO
Las zonas adecuadas para el cultivo de tilapias en la Provincia del Guayas son: El
Triunfo, Samborondón, Daule, Taura y Chongón. En la actualidad la producción de
la tilapia se ha expandido a provincias como:
Esmeraldas, Manabí, y también en el Oriente Ecuatoriano (FAO, 2018).
15
Ilustración 2. Zonas que se dedican al cultivo de Tilapias en el Ecuador.
Fuente: (FAO, 2018)
Elaboración: http://www.fao.org/fi/oldsite/FCP/es/ecu/PICS/ecuador.gif
SISTEMAS DE CULTIVO
Existen diferentes métodos para el cultivo de tilapias:
Intensivo
Semi-intensivo
Extensivo
16
En el Ecuador la producción de la tilapia es semi-intensivo y es aplicada por
pequeños y grandes productores, aportando al cuidado del medio ambiente.
Cuadro 2. Características de los sistemas acuícolas en el Ecuador.
SISTEMA PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
Extensivo Tallas de sembrado de peces: de 1 a 5 gramos durante un lapso de 6
– 12 meses.
Cultivos en estanques de tierra.
Dimensión: 1.000-20.000 m2.
De 0,5-1,5/m3 Baja densidad.
No consumen dietas formuladas
Semi-
intensivo
Medida de estanques en etapa de pre-engorde: 20 x 50 m
Medida de estanques en etapa de engorde: 25 x 200 m
Consumen dietas formuladas
Intensivo Engorde: 500-1.000 m2
El sembrado de alevines se lo desarrolla en forma semi-intensiva.
En los sembrados intensivos de engorde se ubican los peces que
alcanzan un peso de 50 gramos.
Densidad de primera etapa: 300/m3
Densidad de segunda etapa: 100/m3
Fuente: (FAO, 2018)
Elaboración: http://www.fao.org/fishery/countrysector/naso_ecuador/es
PRODUCCIÓN DE LA TILAPIA
Las exportaciones realizadas a los Estados Unidos alcanzan el 91%, país que logró
importar 10.400 toneladas de tilapias en el año 2004.
Entre los productos acuícolas que importa Estados Unidos la tilapia ocupa el tercer
lugar (FAO, 2018).
17
Gráfico 1. Producción de acuicultura total en la República del Ecuador (toneladas)
Fuente: (FAO, 2018)
Elaboración: http://www.fao.org/fishery/countrysector/naso_ecuador/es
Cuadro 3. Producción de acuicultura total en la República del Ecuador (toneladas)
Fuente: (FAO, 2018)
Elaboración: http://www.fao.org/fishery/countrysector/naso_ecuador/es
18
Gráfico 1. Producción de acuicultura por medio de cultivo la República del Ecuador
Fuente: (FAO, 2018)
Elaboración: http://www.fao.org/fishery/countrysector/naso_ecuador/es
MYSQL
“Es un sistema de administración de bases de datos relacionales (SGBDR) rápido,
robusto y fácil de usar. Se adapta bien a la administración de datos en un entorno
de red, especialmente en arquitecturas cliente/servidor. Se proporciona con muchas
herramientas y es compatible con muchos lenguajes de programación. Es el más
célebre SGBDR del mundo Open Source, en particular gracias a su compatibilidad
con el servidor de páginas Web Apache y el lenguaje de páginas Web dinámicas
PHP” (THIBAUD, 2006).
XAMP
Servidor de software libre que trabaja de manera independiente. Trata
fundamentalmente de la base de datos MySQL, Intérprete de lenguajes de script y
Servidor Web Apache (Fossat, 2014).
19
Sus siglas significan:
X: Cualquier Sistema Operativo
A: Apache
M: MySQL
P: PHP
P: Perl
SERVIDOR WEB
“Un servidor Web es el dispositivo o conjunto de dispositivos que se encuentran
permanentemente conectados a la red, cuya función es la de contener páginas web
y ejecutar el servicio World Wide Web, comunicándose con los usuarios clientes a
través del protocolo HTTP” (Carvajal, 2016).
“Los servidores web son de los pocos donde la familia de sistemas operativos UNIX
no tiene casi la exclusividad. Tanto en Linux como en Windows se puede utilizar
Apache (el más usado, es multiplataforma, gratuito y de código abierto). Los
servidores web se instalan para el alojamiento de páginas web, base de datos,
aplicaciones web, etc., pero también para probar las aplicaciones web sin necesidad
de subirlas a internet” (Andreu, 2011).
APLICACIÓN WEB
Software de interfaz gráfica que permite la interacción entre el usuario y el servidor
web (Talledo, 2015).
Básicamente las aplicaciones web poseen de una estructura que se basa en tres
capas:
Un navegador web.
Un motor capaz de usar alguna tecnología web dinámica (lenguaje de
programación).
Una base de datos.
20
“El funcionamiento es sencillo, el navegador web manda peticiones al motor, el cual
ofrece servicios valiéndose de consultas y actualizaciones a la base de datos y, a su
vez, proporciona una interfaz de usuario” (Andreu, 2011).
PHP
“PHP es un lenguaje de programación. Con una sintaxis similar a los lenguajes C y
Perl, que se interpreta por un servidor web Apache y genera código HTML dinámico.
Es decir, nos permite crear un programa que se pueda ejecutar en el servidor desde
un programa visualizador de páginas web y dar respuestas en función de los datos
que introduzca el usuario. El cliente nunca verá el código del programa PHP, sólo le
llegarán las páginas HTML que genere el programa. A diferencia de JavaScript, que
se ejecuta en las máquinas clientes, un programa PHP se ejecuta en el servidor
web” (Muñoz, 2008).
LARAVEL
Framework que facilita la programación en el lenguaje PHP, creando código de una
forma simple con múltiples funcionalidades, usando versiones más actualizadas de
PHP (Baquero, 2015).
BOOTSTRAP
Framework gratuito usado para la creación de sitios web. Consta de formatos
interactivos para CSS, HTML, como tablas, botones, navegación y otros
componentes utilizados en páginas web (Adobe, 2018).
RASPBERRY PI 2
“La Raspberry Pi 2 es un ordenador cómodo y de bajo coste. Sus diseñadores, con
el objetivo de simplificar y reducir el precio máximo del producto, eligieron hacer que
su ordenador arrancara en uno de los tipos de memoria más extendidos: la tarjeta
microSD” (MOCQ, 2016).
21
“Hay cinco modelos de Raspberry Pi: los modelos: A, B, A+, B+ y la Raspberry Pi 2.
La Raspberry Pi 2 modelo B, la tarjeta más reciente de la Fundación, marca una
evolución importante en la serie. Este modelo está equipado con una nueva SoC de
tipo BCM2836. Provisto de cuatro núcleos que funcionan a 900 MHz, el procesador
de la Raspberry Pi 2 ofrece un rendimiento 5 o 6 veces superior al de sus
antecesores.
La memoria pasa de 512 MB a 1GB, lo que también extiende las capacidades de
esta tarjeta. Y la alimentación de corriente necesaria se acerca a los 600 mA”
(MOCQ, 2016).
Ilustración 3. Raspberry Pi 2 Modelo B
Fuente: https://www.raspberrypi.org
Elaboración: https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-2-model-b/
Para realizar el sistema hemos comprado el raspberry pi 2 modelo B cuyas
especificaciones presentaremos a continuación:
22
Cuadro 4. Especificaciones Técnicas de Raspberry Pi 2 Modelo B
CARACTERÍSTICAS
AUDIO Estéreo en toma Jack / 5.1 en HDMI
CPU CPU ARM Cortex-A7 de cuatro núcleos a 900 MHz
RAM 1GB de SDRAM @400MHz
ALMACENAMIENTO MicroSD
USB 2.0 4 x USB Puertos
ETHERNET 10/100
GPIO 8 puertos GPIO / I2C/SPI/UART
ALIMENTACIÓN 5 Voltios
CONSUMO 700 mA
DIMENSIONES 86 x 54 x 17 mm
Fuente: (MOCQ, 2016)
Elaboración: Francis MOCQ
PYTHON
“Python es un lenguaje de programación de alto nivel, interpretado y multipropósito.
Puede ser utilizado en diversas plataformas y sistemas operativos como Windows, o
Linux. Fue ideado con el fin de desarrollar software para aplicaciones científicas,
para comunicaciones de red, y para aplicaciones de escritorio” (Fernández, 2013).
23
SENSOR DE TEMPERATURA DS18B20
“El sensor DS18B20 permite medir temperaturas de hasta 125ºC de forma fácil y
además está sellado en un envoltorio con carcasa que permite sumergirlo en un
líquido o protegerlo de la intemperie. Dado que es un sensor digital, la señal leída no
se degrada debido a la distancia del cableado. Puede funcionar en modo 1-Wire con
una precisión de ±0.5°C con una resolución de 12 bits. También pueden utilizarse
varios sensores sobre el mismo pin ya que internamente viene programado con un
ID único de 64 bits para diferenciarlos. El rango de funcionamiento es de 3 a 5V por
lo que se puede utilizar en prácticamente cualquier sistema de que use
microcontroladores” (Molineros, Gutierrez, Moreno, & Aldana, 2014).
Cuadro 5. Características Técnicas del DS18B20.
CARACTERÍSTICAS
Rango de temperaturas -55ºC a 125ºC
Resolución 9-bit, 10-bit, 11-bit o 12-bit (default)
Alimentación 3.0V a 5.5V
VDD Voltaje de alimentación
GND Tierra
DQ Datos
Error (-10ºC a 85ºC) ±0,5ºC
Error (-55ºC a 125ºC) ±2ºC
Múltiples sensores pueden compartir el mismo pin
Tiempo de captura inferior a 750ms
Fuente: (Molineros, Gutierrez, Moreno, & Aldana, 2014).
Elaboración: https://issuu.com/arqui2014g1/docs/final
24
Ilustración 4. Sensor de Temperatura DS18B20
Fuente: (Molineros, Gutierrez, Moreno, & Aldana, 2014).
Elaboración: https://issuu.com/arqui2014g1/docs/final
ADAPTADOR USB WI-FI
“Conexión externa mediante un conector USB, permitiendo la conexión en caliente”
(Oliva, Manjavacas, & Martín, 2014). El aspecto que muestra dicha tarjeta es el de
la Ilustración 5. Y las especificaciones técnicas se las muestra en el Cuadro 6.
Ilustración 5. Adaptador USB Wi-Fi
Fuente: (Oliva, Manjavacas, & Martín, 2014)
Elaboración: José Oliva, Custodia Manjavacas, Pedro Martín.
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Cuadro 6. Especificaciones Técnicas de Adaptador USB Wi-Fi
ESPECIFICACIONES
ESTÁNDARES IEEE 802.11 b/g/n
RANGO DE FRECUENCIA 2.4 ~ 2.4835GHz
INTERFAZ USB 2.0
VELOCIDAD INALÁMBRICA Hasta 150Mbps
SISTEMA OPERATIVO Windows, Mac OS, Linux
LED Estado
SEGURIDAD WEP, WPA/WPA2, WPA-PSK/WPA2-PSK
DIMENSIONES 0.73 X 0.59 X 0.28 pulgadas.
Fuente: www.tpl-link.com
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
2.3 FUNDAMENTACIÓN LEGAL
Considerando lo previsto en la Constitución de la República del Ecuador, el
artículo 385 (Ecuador, 2008) en referencia al régimen del buen vivir establece lo
siguiente: “El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes
ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas
y la soberanía, tendrá como finalidad: 1. Generar, adaptar y difundir conocimientos
científicos y tecnológicos. 2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes
ancestrales. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción
nacional, eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y
contribuyan a la realización del buen vivir”.
El Artículo 387 de la Constitución de la República del Ecuador (Ecuador,
2008) afirma que: “Será responsabilidad del Estado: 1. Facilitar e impulsar la
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incorporación a la sociedad del conocimiento para alcanzar los objetivos del régimen
de desarrollo. 2. Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la
investigación científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales, para así
contribuir a la realización del buen vivir, al sumak kawsay. 3. Asegurar la difusión y
el acceso a los conocimientos científicos y tecnológicos, el usufructo de sus
descubrimientos y hallazgos en el marco de lo establecido en la Constitución y la
Ley. 4. Garantizar la libertad de creación e investigación en el marco del respeto a la
ética, la naturaleza, el ambiente, y el rescate de los conocimientos ancestrales. 5.
Reconocer la condición de investigador de acuerdo con la Ley”.
Mientras que el Artículo 395 de la Constitución de la República del
Ecuador (Ecuador, 2008) define que: “La Constitución reconoce los siguientes
principios ambientales: 1. El Estado garantizará un modelo sustentable de
desarrollo, ambientalmente equilibrado y respetuoso de la diversidad cultural, que
conserve la biodiversidad y la capacidad de regeneración natural de los
ecosistemas, y asegure la satisfacción de las necesidades de las generaciones
presentes y futuras. 3. El Estado garantizará la participación activa y permanente de
las personas, comunidades, pueblos y nacionalidades afectadas, en la planificación,
ejecución y control de toda actividad que genere impactos ambientales”.
En cuanto el Artículo 281 de la Constitución de República del Ecuador
(Ecuador, 2008) establece que: “La soberanía alimentaria es un objetivo estratégico
y una obligación del estado para garantizar que las personas, comunidades, pueblos
y nacionalidades alcancen la autosuficiencia de alimento sano y culturalmente
apropiado de forma permanente; y en sus numerales 1 y 8 se expresa: 1. la
obligatoriedad que tiene el Estado de impulsar la producción, transformación
agroalimentaria y pesquera de las pequeñas y medianas unidades de producción,
comunitarias y de la economía social y solidaria; y, 8. Asegurar el desarrollo de la
investigación científica y de la innovación tecnológica apropiadas para garantizar la
soberanía alimentaria”.
27
Según el Proyecto De Ley Orgánica De Pesca Y Acuacultura (Pesca,
2017) en el Artículo 5 nos definen la estructura el cual: “Conforman el sector
pesquero y acuícola, los organismos del sector público que administran o ejercen
competencias legales relacionadas con la actividad pesquera y acuícola en todas
sus fases, así como sus actividades conexas y las personas naturales o jurídicas,
conforme a lo establecido en la presente Ley y su reglamento” (Pesca, 2017).
En el Proyecto De Ley Orgánica De Pesca Y Acuacultura (Pesca, 2017)
en su artículo 9, apreciamos las siguientes definiciones:
2. Actividad acuícola. “Entiéndase por actividad acuícola la que tiene por
objeto la reproducción, cría, cultivo, procesamiento, comercialización e
investigación de recursos hidrobiológicos y sus actividades conexas” (Pesca,
2017).
3. Actividad pesquera. “Entiéndase por actividad pesquera la realizada para
el aprovechamiento de los recursos hidrobiológicos en cualquiera de sus
fases que tiene por objeto la captura o extracción, recolección,
procesamiento, comercialización, investigación y sus actividades conexas”
(Pesca, 2017).
4. Actividades conexas. “Son aquellas derivadas o relacionadas con la
actividad pesquera o acuícola que, de forma directa o indirecta, la
complementan. Se consideran como tales, a los efectos de la presente Ley:
el transporte, el servicio de frío, refrigeración y congelación; la fabricación y
comercialización de insumos pesqueros y acuícolas, así como cualquier otra
que forme parte de la cadena productiva y de las actividades pesqueras y
acuícolas” (Pesca, 2017).
5. Acuacultura artesanal. “Es la actividad acuícola realizada mediante el
uso de tecnologías de bajo costo, orientadas al consumo familiar para el
mejoramiento nutricional y comercio a pequeña escala” (Pesca, 2017).
28
6. Acuacultura comercial. “Es el cultivo practicado por productores de
pequeña, mediana y gran escala, mediante el uso de tecnología e insumos, y
su producción está orientada a la comercialización” (Pesca, 2017).
7. Acuacultura investigativa. “Es el cultivo de recursos hidrobiológicos con
fines científicos, enfocado al desarrollo de tecnología e innovación, dirigido a
diversificar la producción, mejorar el uso de recursos, disminuir el riesgo de
eventos exógenos, practicado en laboratorios e instalaciones especiales
destinadas a este propósito” (Pesca, 2017).
42. Operador. “Persona natural o jurídica que posee o administra una
empresa dedicada a una actividad vinculada a cualquiera de las fases de la
cadena de producción, transformación, comercialización, distribución, y
demás fases de la actividad pesquera y acuícola, y sus actividades conexas”
(Pesca, 2017).
Ahora haciendo referencia a la actividad acuícola el Proyecto De Ley
Orgánica De Pesca Y Acuacultura (Pesca, 2017) es claro en el Artículo 79 sobre
zonificación: “La reproducción, cría y cultivo de especies hidrobiológicas podrá
efectuarse en zonas marinas, cuerpos de agua, zonas de playa y bahía, y en tierras
privadas sin vocación agrícola o económicamente no rentables”.
Considerando la Ley Orgánica De Telecomunicaciones (MINTEL, 2016),
en su Artículo 29 sobre regulación técnica nos confirma el cumplimiento:
“Consistente en establecer y supervisar las normas para garantizar la
compatibilidad, la calidad del servicio y solucionar las cuestiones relacionadas con la
seguridad y el medio ambiente”.
El Artículo 104 de la Ley Orgánica De Telecomunicaciones (MINTEL,
2016) sobre el Uso y Ocupación de Bienes de Dominio Público nos indica que: “Los
gobiernos autónomos descentralizados en todos los niveles deberán contemplar las
necesidades de uso y ocupación de bienes de dominio público que establezca la
Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones y, sin perjuicio de
cumplir con las normas técnicas y políticas nacionales, deberán coordinar con dicha
29
Agencia las acciones necesarias para garantizar el tendido e instalación de redes
que soporten servicios de telecomunicaciones en un medio ambiente sano, libre de
contaminación y protegiendo el patrimonio tanto natural como cultural”.
“En el caso de instalaciones en bienes privados, las tasas que cobren los gobiernos
autónomos descentralizados no podrán ser otras que las directamente vinculadas
con el costo justificado del trámite de otorgamiento de los permisos de instalación o
construcción” (MINTEL, 2016).
“Los gobiernos autónomos descentralizados no podrán establecer tasas por el uso
de espacio aéreo regional, provincial o municipal vinculadas a transmisiones de
redes de radiocomunicación o frecuencias del espectro radioeléctrico” (MINTEL,
2016).
Conforme al DECRETO 1014 (ARCH, 2011) sobre el uso del software libre
en Ecuador el Artículo 2 nos señala lo siguiente:
“Se entiende por Software Libre, a los programas de computación que se pueden
utilizar y distribuir sin restricción alguna, que permitan el acceso a los códigos
fuentes y que sus aplicaciones puedan ser mejoradas”.
Estos programas de computación tienen las siguientes libertades:
a) Utilización de programa con cualquier propósito de uso común.
b) Distribución de copias sin restricción alguna.
c) Estudio y modificación de programa (Requisito: código fuente disponible).
d) Publicación del programa mejorado (Requisito: código fuente disponible).
PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE
¿Qué métodos de control de temperatura del agua utiliza en el cultivo de tilapias?
¿Cree usted que los métodos manuales para el control de temperatura del agua donde se cultivan tilapias son confiables?
¿Considera usted que la temperatura es una variable de riesgo para el cultivo de las tilapias?
¿Cada qué tiempo toman muestra de la temperatura en el hábitat de las tilapias?
¿Consideraría factible poder llevar el control de la temperatura desde una PC en sus instalaciones?
30
DEFINICIONES CONCEPTUALES
Acuicultura: “La palabra acuicultura es el término que denomina tanto al estudio
como a la técnica de cultivo intensiva que se lleva a cabo tanto de especies
vegetales como de animales, en aguas dulces o en el mar. También es factible que
la misma aparezca denominada como acuacultura” (Enciclopedia Culturalia, 2013).
Piscicultura: Se refiere a la reproducción y cría de peces en estanques, piscinas o
lugares con espacios físicamente amplios, es decir, potenciar y controlar el
crecimiento de estas especies (Enciclopedia Culturalia, 2013).
Parámetro físico: “Los parámetros físicos son aquellos parámetros del agua que
responden a los sentidos del tacto, olor y sabor. Los más utilizados son: sólidos
suspendidos, turbiedad, color, olor, sabor y temperatura” (Campo, 2003).
Parámetro químico: “Los parámetros químicos están relacionadas con la
capacidad de solvencia del agua, por lo que no resultan ser tan fáciles de
determinar cómo los parámetros físicos. Los parámetros químicos más importantes
para determinar la calidad del agua son: sólidos disueltos, alcalinidad, dureza,
metales, sustancias orgánicas y nutrientes” (Campo, 2003).
Piscina: “Una piscina es un estanque artificial destinado al baño y la natación. La
palabra piscina viene del latín y originalmente se utilizaba para designar pozos para
peces de agua dulce o salada. También se utilizó para designar los depósitos de
agua conectados a los acueductos” (Enciclopedia Culturalia, 2013).
Temperatura: Magnitud física medida por un dispositivo (termómetro o sensor) para
definir la intensidad de calor o frío del medio ambiente, objeto o cuerpo. Se mide en
grados Fahrenheit (ºF) o en grados Celsius (ºC) (Significados, 2017).
Prototipo: “Un prototipo es un primer modelo que sirve como representación o
simulación del producto final y que nos permite verificar el diseño y confirmar que
cuenta con las características específicas planteadas. Cuando hablamos de
prototipo, podemos estar haciendo referencia a: – Una representación de lo que
será ese producto, ya sea en ordenador o en formato 3D. Se les llama prototipos de
31
“baja fidelidad” debido a que en la representación en 3D se utilizan materiales
distintos a los del producto final, son económicos, fáciles de reproducir, y se crean
en un corto periodo de tiempo. El objetivo es valorar el producto, aprender de él y
realizar pruebas concluyentes. La forma o características del mismo pueden diferir
al producto final objetivo, sin embargo se deben cuidar los detalles que maximicen el
aprendizaje” (Paloma, 2017).
Aplicación Web: Es una herramienta utilizada por los usuarios ingresando a un
servidor web mediante Internet o Intranet (López, 2015).
IDE: “También llamado entorno de desarrollo interactivo es una aplicación de
software que proporciona servicios integrales para los programadores de ordenador
para el desarrollo de software. Normalmente consiste en un editor fuente,
herramientas de compilación y un depurador. Además suele contar con otras
herramientas que faciliten el trabajo del programador mientras está llevado a cabo la
fase de diseño” (Ávila, 2018).
Raspberry Pi 2: “La Raspberry Pi es una computadora del tamaño de una tarjeta de
crédito que se conecta a su televisor y a un teclado. Es una pequeña computadora
capaz que se puede usar en proyectos de electrónica y para muchas de las cosas
que hace una PC de escritorio” (Raspberry Pi, 2018).
Sensor: Dispositivo encargado de receptar datos del medio físico o entorno y capaz
de convertirlos a señales para su respectivo análisis (Guimerans, 2018).
32
CAPÍTULO III
PROPUESTA TECNOLÓGICA
El sistema permite el control y medición de temperatura del agua en las piscinas
donde se cultiva tilapias de manera remota, utilizando una placa raspberry pi que
integra un sensor de temperatura ubicado en las piscinas de cultivo de tilapia, el
cual realiza el proceso de recepción y conversión de datos análogos a digitales, con
función de capturar muestras de la temperatura, para su envío de forma inalámbrica
mediante un adaptador USB Wi-Fi a un servidor Web, con el fin de visualizar este
parámetro mediante una aplicación web, permitiendo al usuario el acceso a los
datos sin necesidad de estar directamente en las piscinas.
Ilustración 6. Diseño del Sistema de Control de Temperatura.
Fuente: Elaboración Propia
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
El desarrollo del prototipo de este sistema se basa en una placa programable
denominada raspberry pi 2 modelo B con la función de controlador, encargado de
recibir la señal desde el sensor de temperatura DS18B20 el cual se encuentra
sumergido en las piscinas donde se cultiva tilapias. La placa raspberry pi funciona
en conjunto con un adaptador USB Wi-Fi Tp-LinkTL-WN725N encargado de enviar
los datos obtenidos de la temperatura al servidor web.
33
El sistema se desarrolla en un servidor Linux, distribución Ubuntu Server 16.04, en
el cual se habilitan servicios web y el gestor de base de datos llamado MySQL. Se
diseña una interfaz web a través de la cual observaremos los datos obtenidos de las
piscinas mediante el prototipo construido a base de una placa raspberry pi y sensor
de temperatura.
La aplicación web se desarrolla en lenguaje PHP mediante el cual se observa los
datos reales de manera constante, para elaborar reportes de este parámetro físico
con la información obtenida de las piscinas, y para la toma de decisiones. La
configuración del raspberry pi se desarrolló en lenguaje Python.
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
Este proyecto de titulación está orientado y diseñado para beneficiar a los
productores de tilapia, convirtiéndose en un proyecto de gran utilidad para estas
áreas pecuarias. La aplicación de este sistema ayudará a incrementar los niveles de
producción de esta especie y optimizar el factor tiempo y recursos humanos. El
hardware y software necesarios para el desarrollo de este sistema no requieren de
una inversión alta, y en base a todo esto se puede afirmar que el proyecto de
titulación resulta totalmente factible.
FACTIBILIDAD OPERACIONAL
La factibilidad de la propuesta se basa en provocar beneficios en el área de la
piscicultura con la aplicación de este sistema planteado. Por lo tanto se puede
observar que el uso de la tecnología es importante para mejorar estas actividades
piscícolas. Se puede evidenciar mediante el análisis de la encuesta y las pruebas
del sistema realizadas en la Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga”
que la ejecución de este proyecto propuesto resulta completamente operacional.
Actualmente la toma de muestras de temperatura tiene una duración de 40min, con
la aplicación de este sistema la toma de muestras de temperatura se llevará 20
minutos y lo podrán realizar 2 personas, optimizando el factor tiempo y recursos
humanos.
34
FACTIBILIDAD TÉCNICA
Los recursos que se necesitan para el diseño del proyecto se los puede encontrar
fácilmente, pero dependerán de la factibilidad económica.
HARDWARE
A continuación se detalla todo lo referente a las herramientas que se necesitan.
Cuadro 7. Herramientas de Hardware.
TIPO CARACTERÍSTICAS
Computadora Procesador Intel Core i5 – 500GB HD – 4GB RAM
Placa Computadora Raspberry Pi 2. Modelo B
Sensor de Temperatura DS18B20
Rango de Temperatura: -55° a 125° C
Adaptador USB Wi-Fi 150Mbps. 2.4GHz TL-WN725N
Router TP-LINK TL-WR720N
Fuente de Alimentación 5V -9V
Fuente: Datos de la Investigación
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
SOFTWARE
Para el diseño del software se utilizará las siguientes herramientas Open Source:
Cuadro 8. Herramientas de Software.
TIPO CARACTERÍSTICAS
Sistema Operativo Windows 8
Servicio de plataforma web Apache
Sistema de gestión de Base de Datos MySQL
Lenguaje de Programación PHP, PYTHON
Framework Laravel, Bootstrap
Fuente: Datos de la Investigación
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
35
FACTIBILIDAD LEGAL
Para determinar la factibilidad legal debemos realizar el estudio de leyes vigentes
relacionadas a nuestro proyecto, el cual se encuentra descrito en el Capítulo II, que
tiene como finalidad demostrar que no se está incurriendo infracciones, que puedan
imposibilitar el desarrollo del diseño o suspensión en alguna etapa del proyecto.
FACTIBILIDAD ECONÓMICA
Los costos que incurren en el prototipo del proyecto se observan en el Cuadro 9.
Cuadro 9. Costos de Herramientas
TIPO NOMBRE CANTIDAD VALOR
UNITARIO TOTAL
Hardware
Servidor 1 $800 $800
Raspberry Pi 2 Mod. B 1 $35 $35
Sensor de temperatura
DS18B20 1 $4 $4
Adaptador USB Wi-Fi 1 $12,50 $12,50
Router TP-Link 1 $18 $18
Fuente de
Alimentación de 12V 1 $5 $5
Software
Sistema Operativo 1 $0 $0
Apache 1 $0 $0
MySQL 1 $0 $0
PHP 1 $0 $0
TOTAL $874,50
Fuente: Elaboración Propia
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
36
El costo total para la implementación del presente proyecto se detalla en el Cuadro
10, el cual cubre toda la infraestructura que se debe utilizar en las 30 piscinas de
tilapia con las que cuenta la Asociación de Productores Agropecuarios “La
Hormiga”.
Cuadro 10. Costo Total del Proyecto para su implementación.
MATERIALES CANTIDAD VALOR UNITARIO COSTO TOTAL
Servidor 1 $800 $800
Raspberry Pi 2 Mod. B 15 $35 $525
Sensor de temperatura
DS18B20 30 $4 $120
Adaptador USB Wi-Fi 15 $12,50 $187,50
Router TP-Link 1 $18 $540
Fuente de
Alimentación de 12V 30 $5 $150
TOTAL $2.322,50
Fuente: Elaboración Propia
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
37
ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO
La metodología del PMI consta de 5 procesos que permiten gestionar y hacer que
se cumplan los objetivos del proyecto desde su inicio hasta su cierre.
Ilustración 7. Procesos para la Gestión de Proyectos.
Fuente: (Institute, 2013)
Elaboración: Project Management Institute, Inc.
Inicio: En este proceso definimos el tema de nuestro proyecto de titulación, para
luego obtener la autorización e iniciar con el proceso, el cual consiste en plantear la
problemática, y darle visibilidad al alcance inicial y los objetivos que se quieren
realizar. Además aquí se estableció la metodología de desarrollo, supuestos y
restricciones para la continuidad del proyecto.
Planificación: Se compone por procesos que nos ayudaron a refinar detalles sobre
los objetivos, y desarrollar el plan para el cumplimiento de dichos objetivos. Este
plan consiste en realizar una investigación documental, y de campo.
Con la investigación documental se logra conocer los antecedentes del estudio,
basándonos en fuentes bibliográficas como revistas, tesis de grado, y páginas web,
y en base a esto tomar ciertos puntos de las investigaciones que contribuyan al
diseño del sistema de control de temperatura en piscinas donde se cultivan tilapias.
38
La investigación de campo, nos permitió observar la problemática en la realidad,
mediante la visita realizada a la Asociación de Productores Agropecuarios “La
Hormiga”, allí evidenciamos que no poseen el uso de tecnología para el control de
temperatura en el cultivo de tilapias, el cual nos da cabida a diseñar nuestro
proyecto.
En esta visita se realizó encuestas al personal que se dedica al cultivo de tilapias
para un posterior estudio y análisis de la información recogida. Cabe mencionar que
también se entrevistó a expertos en el área, con el fin de conocer detalles sobre la
temperatura de las tilapias y el beneficio que se obtendría el poder llevar el control
de la temperatura desde una PC en sus instalaciones.
Ejecución: Obteniendo información de las investigaciones realizadas y conociendo
previamente las definiciones conceptuales de las herramientas y conceptos que
vamos a utilizar. Realizamos el diseño de la propuesta tecnológica, la cual consiste
en el empleo de una placa raspberry pi 2 sobre la cual se monta un sensor de
temperatura DS18B20 y un adaptador USB Wi-Fi que emitirá señales hacia el
servidor web, donde se realiza el proceso que determina en qué estado se
encuentra actualmente la temperatura e indicando mediante colores si es; baja
crítica, baja aceptable, óptima o elevada, y lo muestra a través de una aplicación
web, además almacena la información a través de un gestor de base de datos, a la
que el usuario tendrá acceso.
Monitoreo y Control: En este proceso se realiza un control a los posibles cambios
que se presenten y se recomiendan medidas correctivas o preventivas para prever
posibles problemas.
Se monitorean las actividades del proyecto para que cumplan los objetivos previstos
en el proyecto.
Cierre: Al obtenerse la aceptación del proyecto y para cerrar formalmente el mismo
se proporciona los entregables a las autoridades correspondientes.
39
ENTREGABLES DEL PROYECTO
Código fuente de la aplicación web. Adjunto en CD.
Código fuente del script para la conexión del raspberry pi con el sensor de
temperatura. Adjunto en CD.
Encuestas. Adjunto en los anexos.
Entrevista realizada a expertos en el área. Adjunto en los anexos
Fotografías de visita de campo en la Asociación de Productores
Agropecuarios “La Hormiga”. Adjunto en los anexos
Manual de usuario. Adjunto en los anexos
CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA
La piscicultura se ha convertido en un sector de economía fundamental.
Normalmente los procesos relacionados a esta actividad como la reproducción y el
cuidado de estas especies se hacen de manera manual. Por lo tanto los productores
dedicados a esta actividad deben prepararse para la mejora continua que les
proporcionará la aplicación de esta propuesta la cual se basa en el diseño de un
sistema para el control de temperatura con el uso de tecnología y de menor costo,
siendo accesible para este sector de producción piscícola.
Considerando que para la validación de este proyecto se requiere tener
conocimientos de expertos respecto al cultivo de tilapias, el presente proyecto
estima utilizar los siguientes instrumentos de investigación como son:
Entrevista: Realizada mediante conversaciones para identificar aspectos
productivos, beneficios. Se entrevista al personal encargado del área concerniente a
la producción de tilapia orientado al problema presentado.
Observación Directa: Consiste en observar directamente los aspectos de los
lugares visitados para realizar el estudio correspondiente, identificar los problemas
en las piscinas donde se crían estos organismos con el fin de obtener conocimiento
y registro del proceso de cultivo de tilapia
40
Encuesta: Utilizada para reunir datos, instrumento mediante el cual se obtiene
información de vital importancia para el desarrollo del diseño de un sistema para el
control de temperatura en las piscinas donde se cultiva tilapias.
Se realizó una visita de campo a la Asociación de Productores Agropecuarios “La
Hormiga”, ubicada en la parroquia Taura del cantón Naranjal, Guayas, donde se
entrevistó al Tco. Edison Cárdenas Calle propietario de la finca y experto en el
proceso de cultivo de tilapia, y se tomó como población a encuestar al personal
encargado del cultivo de tilapias.
Cuadro 111. Población. Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga”
POBLACIÓN CANTIDAD
Trabajadores en el área de tilapias en la Asociación de
Productores Agropecuarios “La Hormiga”
10
TOTAL 10
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
3.5 PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS
El procesamiento y análisis se realizó en base a las respuestas de cinco preguntas
que conformaban la encuesta.
Pregunta 1. ¿Qué métodos de control de temperatura del agua utiliza en el cultivo
de tilapias?
Cuadro 12. Resultados Pregunta 1.
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
Totalmente manuales 10 100%
Parcialmente manual, es decir, utiliza alguna herramienta tecnológica.
0 0%
Uso total de herramientas tecnológicas. 0 0%
TOTAL 10 100%
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
41
Gráfico 2. Resultados Pregunta 1.
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Análisis: De la encuesta realizada al personal encargado del cultivo de tilapias de la
Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga” se observa mediante el
Gráfico 2 que el 100% de los encuestados afirman que los métodos de control de
temperatura que utilizan para el cultivo de tilapias son completamente manuales. De
la misma manera indican que no hacen uso de herramientas tecnológicas, lo que
nos permite plantear el diseño de un sistema de control de temperatura como
propuesta tecnológica para optimizar esta actividad pecuaria.
Pregunta 2. ¿Cree usted que los métodos manuales para el control de temperatura
del agua donde se cultivan tilapias son confiables?
Cuadro 13. Resultados Pregunta 2.
OPCIONES RESULTADOS PORCENTAJE
Si 8 80%
No 2 20%
TOTAL 10 100%
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
100%
0% 0%
Totalmente manuales
Parcialmente manual, es decir, utiliza alguna herramientatecnológica
Uso total de herramientas tecnológicas
42
Gráfico 3. Resultados Pregunta 2.
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Análisis: Mediante el Gráfico 3 observamos que el 80% de los encuestados de la
Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga” consideran que los métodos
manuales si son confiables para el control de la temperatura en piscinas donde se
cultivan tilapias, mientras un 20% mencionan que no son confiables estos métodos.
Pregunta 3. ¿Considera usted que la temperatura es una variable de riesgo para el
cultivo de las tilapias?
Cuadro 14. Resultados Pregunta 3.
OPCIONES RESULTADOS PORCENTAJE
Muy alto 2 20%
Alto 8 80%
Medio 0 0%
Bajo 0 0%
Muy Bajo 0 0%
TOTAL 10 100%
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
80%
20%
Si No
43
Gráfico 4. Resultados Pregunta 3.
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Análisis: Según el 80% de la población encuestada la temperatura es una variable
de alto riesgo para el cultivo de las tilapias, el 20% indica que es de muy alto riesgo
y ninguno de los encuestados menciona que es de medio, bajo o muy bajo riesgo
este parámetro. Los resultados de esta pregunta nos permiten determinar que la
temperatura es una variable físico-química que no se debe descuidar y que necesita
un control adecuado para el hábitat de las tilapias.
Pregunta 4. ¿Cada qué tiempo cree usted que se debe tomar muestra de la
temperatura en el hábitat de las tilapias?
20%
80%
0% 0% 0%
Muy alto Alto Medio Bajo Muy bajo
44
Cuadro 15. Respuestas Pregunta 4
OPCIONES RESULTADOS PORCENTAJE
1 vez al mes 0 0%
1 vez por semana 0 0%
2 o 3 veces por semana 1 10%
1 vez al día 3 30%
Varias veces al día 6 60%
TOTAL 10 100%
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Gráfico 5. Resultados Pregunta 4
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Análisis: De la encuesta realizada al personal encargado del cultivo de tilapias de la
Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga” mediante el Gráfico 5 se
observa que el 60% de encuestados toma la temperatura en el hábitat de las tilapias
varias veces al día, mientras el 30% realizan este control una vez por día, y un 10%
dos o tres veces por semana.
0% 10%
30% 60%
1 vez al mes 1 vez por semana
2 o 3 veces por semana 1 vez al día
Varias veces al día
45
Pregunta 5. ¿Consideraría factible poder llevar el control de la temperatura desde
una PC en sus instalaciones?
Cuadro 16. Resultados Pregunta 5.
OPCIONES RESULTADOS PORCENTAJE
Totalmente de acuerdo 2 20%
De acuerdo 7 70%
Indiferente 1 10%
En desacuerdo 0 0%
Totalmente en desacuerdo 0 0%
TOTAL 10 100%
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Gráfico 6. Resultados Pregunta 5.
Fuente: Datos de la Encuesta
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
Análisis: El Gráfico 6 nos permite determinar la factibilidad de llevar el control de la
temperatura desde una PC en sus instalaciones, la cual el 20% de encuestados de
la Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga” afirman estar totalmente
de acuerdo con la propuesta, el 70% están de acuerdo, el 10% le es indiferente este
planteamiento, mientras que ninguno de los encuestados expresó estar en
desacuerdo ni totalmente en desacuerdo.
20%
70%
10% 0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo
Indiferente En desacuerdo
Totalmente en desacuerdo
46
CAPÍTULO IV
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO
En este capítulo se presentan los criterios de aceptación del sistema para el control
de temperatura, se realiza el informe de aseguramiento de la calidad para productos
de software/hardware, se establecen mecanismos de control, se definen métodos
para corrección y también se detallan las medidas, métricas e indicadores.
Cuadro 17. Criterios de aceptación del Producto o Servicio.
CRITERIOS DE ACEPTACIÓN REQUERIMIENTOS CUMPLIMIENTO
Entrevista con el personal encargado del
cultivo de Tilapias.
Recolección de
Información del proceso
de cultivo de tilapias.
100%
Se diseña un sistema automatizado como
solución a los métodos de monitoreo,
control y medición de temperatura del
agua en que habitan estas especies.
Análisis de los datos
obtenidos en base a la
información recolectada.
100%
Se presenta el diseño del sistema al
encargado del proceso de cultivo de
tilapia.
Diseño de la propuesta
con uso de herramientas
tecnológicas.
100%
Se desarrolla un sistema que cumpla con
los objetivos planteados y contribuya en la
mejora continua del sector piscícola.
Desarrollo del sistema
(Elaboración del
Prototipo).
100%
Se realizan pruebas de funcionamiento del
prototipo.
Pruebas del prototipo de
un sistema para el
control de temperatura.
100%
Se elabora un manual de usuario para el
manejo del sistema.
Manual de usuario del
sistema. 100%
Fuente: Datos de la Investigación
Elaboración: Ingrid Morán & Cecilia Peñafiel
47
INFORME DE ACEPTACIÓN Y APROBACIÓN
Las pruebas fueron realizadas en la Asociación de Productores Agropecuarios “La
Hormiga”, supervisadas por el Técnico Edison Cárdenas Calle y todo el personal
encargado del proceso del cultivo de tilapia, quienes asumieron la responsabilidad
de aprobar y certificar que las pruebas se realicen de manera efectiva.
INFORME DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD
Para el informe de la calidad del sistema se detalla lo siguiente:
MÉTODOS PARA CORRECCIÓN
Como métodos de corrección se utilizarán mantenimiento de los dispositivos y
actualizaciones para todos los componentes que constituyen el sistema.
MEDIDAS, MÉTRICAS E INDICADORES
Utilizar el manual de usuario como guía para el correcto funcionamiento del sistema.
48
CONCLUSIONES
Todos los componentes utilizados en el sistema trabajan de forma adecuada,
consiguiendo un prototipo innovador y funcional para el sector de producción
piscícola, con ajustes necesarios como el control de temperatura para
contribuir en la disminución del índice de mortalidad que perjudica a la
piscicultura.
El sistema diseñado mide de manera efectiva la temperatura, obteniendo
valores adecuados de este parámetro que se encuentran entre 28-32°, el
cual es el rango óptimo para el cultivo de tilapia.
El sistema permite monitorear la temperatura en tiempo real y sin la
necesidad de estar directamente en las piscinas donde se cultiva tilapias.
El sistema permite que el usuario pueda visualizar los datos reales de la
medición de la temperatura del agua en las piscinas donde se cultiva tilapias
de manera constante, para la toma de decisiones.
Esta propuesta tecnológica es posible desarrollarla, debido a su bajo costo y
fácil instalación, lo cual la hace accesible para el sector pesquero.
Se puede concluir que es viable estimar el uso de herramientas tecnológicas
como ayuda para el progreso continuo en el área de la piscicultura.
Es importante investigar acerca de dispositivos electrónicos y demás
materiales usados para crear prototipos de corto alcance, menor costo, y
fáciles de desarrollar, y así comprobar que sean accesibles a la mayoría de
piscicultores.
49
Actualmente en la Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga” la
toma de muestras de temperatura tiene una duración de 40min en la mañana
y 40min en la tarde-noche, esta actividad es realizada por 10 trabajadores,
quienes son los encargados de monitorear las 30 piscinas con las que
cuenta esta Asociación. Debido a esto podemos concluir que con la
aplicación de este sistema la toma de muestras de temperatura se llevará 20
minutos por cada ciclo y lo podrán realizar 2 personas, optimizando el factor
tiempo y recursos humanos.
RECOMENDACIONES
Para la implementación de este diseño se recomienda realizar instalaciones
eléctricas en ubicaciones estratégicas para todas las piscinas de tilapias y
poder colocar los equipos que se encargan de detectar la temperatura,
debido a que el sector estudiado no cuenta con este recurso.
Es recomendable dar una capacitación sobre el manejo de la aplicación web
a todo el personal que labore en esta área para que no se presenten
inconvenientes al hacer uso del sistema, y en el caso que no se dé esta
capacitación se recomienda el uso del manual de usuario.
Se recomienda que para un análisis futuro se estudie las demás variables
físico-químicas del agua que intervienen en el hábitat de las tilapias, ya que
también influyen diariamente en su reproducción según las entrevistas
realizadas.
Se sugiere el uso de la placa computadora Raspberry Pi para la elaboración
del prototipo por su fácil uso y permitir conexión inalámbrica hacia la
aplicación web mediante un adaptador USB Wi-Fi, ya que el
microcontrolador Arduino Mega 2560 no tiene integrado un módulo Wi-Fi por
50
lo que requiere de una configuración externa que a su vez es compleja y
delicada.
Se recomienda realizar mantenimiento preventivo y correctivo a cada uno de
los equipos que intervienen en el diseño, con el fin de mantener la
continuidad del sistema.
Si se desea acceder al sistema desde cualquier sitio de manera remota,
sugerimos contratar servicio de internet en las instalaciones, para que el
servidor se encuentre disponible para dicho acceso.
Es aconsejable tomar medidas de precaución y cubrir cuidadosamente la
placa raspberry pi que forma parte del sistema para controlar la temperatura,
ya que su función es recibir datos desde el sensor de temperatura por lo que
está expuesto al agua.
Se recomienda el uso de equipos inalámbricos con mayor potencia para
obtener una cobertura que cubra todo el radio de las piscinas en donde se
encuentran los sensores.
Se recomienda el desarrollo de una aplicación móvil para que el usuario se
pueda movilizar dentro del área de cobertura y mantenga el control de
temperatura de las tilapias desde su Smartphone.
Finalmente se recomienda el desarrollo del sistema de control de
temperatura como herramienta tecnológica para colaborar en el
fortalecimiento de los cultivos de tilapia.
51
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Paloma. (24 de Marzo de 2017). Sendekia Ingeniería. Obtenido de
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Pesca, M. d. (2017). Obtenido de http://www.acuaculturaypesca.gob.ec/borrador-ley-
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Ríos, M., Yauri, R., Rojas, Jhon, & Camarena, V. (2014). Red de sensores
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Rojas, L., Tique, V., & Bocanegra, J. (2017). Uso de herramientas tecnológicas en la
producción piscícola. Revista Ingeniería, Investigación y Desarrollo, 47-56.
Saavedra, M. (2006). Manejo del cultivo de tilapia.
Sala, L. (14 de Noviembre de 2014). Construcción de un prototipo de detección y
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Significados. (15 de Noviembre de 2017). Obtenido de
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Talledo, J. (2015). Implantación de aplicaciones web en entornos internet, intranet y
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THIBAUD, C. (2006). MySQL 5 Instalación Implementación Administración
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de bajo costo para controlar la temperatura y el oxígeno en estanques de
cultivo de alevines de tilapia roja. Revista Facultad de Ingeniería, 9-23.
54
ANEXOS
55
ANEXO 1
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Encuesta
Tema: Diseño de un sistema para el control de temperatura en las piscinas donde
se cultiva tilapias.
1.- ¿Qué métodos de control de temperatura del agua utiliza en el cultivo de
tilapias?
Totalmente manuales
Parcialmente manual, es decir, utiliza alguna herramienta tecnológica
Uso total de herramientas tecnológicas
2.- ¿Cree usted que los métodos manuales para el control de temperatura del agua
donde se cultivan tilapias son confiables?
Si
No
3.- ¿Considera usted que la temperatura es una variable de riesgo para el cultivo de
las tilapias?
Muy alto
Alto
Medio
Bajo
Muy bajo
4.- ¿Cada qué tiempo cree usted que se debe tomar muestra de la temperatura en
el hábitat de las tilapias?
1 vez al mes
1 vez por semana
2 o 3 veces por semana
1 vez al día
Varias veces al día
5.- ¿Consideraría factible poder llevar el control de la temperatura desde una PC en
sus instalaciones?
Totalmente de acuerdo
De acuerdo
Indiferente
En desacuerdo
Totalmente en desacuerdo
56
ANEXO 2
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Entrevista 1
Tema: Diseño de un sistema para el control de temperatura en las piscinas donde
se cultiva tilapias.
Empresa: Agrícola Pisco La Tecol Ubicación: Esmeraldas
Entrevistado: Blgo. Edwin Morán Peña
1.- ¿Qué métodos de control de temperatura del agua utiliza en el cultivo de
tilapias?
Las tilapias se alimentan de residuos de alimentos de camarón, crecen a
temperaturas de 25° a 35°C y para medir este parámetro se utiliza un equipo
llamado oxímetro digital.
2.- ¿Cree usted que los métodos manuales para el control de temperatura del agua
donde se cultivan tilapias son confiables?
Consideramos que el método manual que implementamos es un 60% confiable.
3.- ¿Considera usted que la temperatura es una variable de riesgo para el cultivo de
las tilapias?
La temperatura se encuentra entre los parámetros importantes para el cultivo de
tilapias, así como el PH y amonio. Si en un estanque el amonio sube y la
temperatura es alta y el PH alto es tóxico para ellas.
4.- ¿Cada qué tiempo toman muestra de la temperatura en el hábitat de las tilapias?
Se toman muestras a diario, por lo general en la mañana 6am y en la tarde 6pm
5.- ¿Consideraría factible poder llevar el control de la temperatura desde una PC en
sus instalaciones?
Todos los datos de parámetros físicos y químicos llevamos registrados en una PC
para realizar gráficos estadísticos. Pues es factible su propuesta, ahorras tiempo y
personal.
57
ANEXO 2
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Entrevista 2
Tema: Diseño de un sistema para el control de temperatura en las piscinas donde
se cultiva tilapias.
Empresa: Procesadora MARPEL S.A Ubicación: Naranjal, Vía Machala.
Entrevistado: Sr. Ítalo Peláez Luzuriaga.
1.- ¿Qué métodos de control de temperatura del agua utiliza en el cultivo de
tilapias?
Utilizamos un phmetro, es un aparato que aparte de medir el PH, también mide la
temperatura.
2.- ¿Cree usted que los métodos manuales para el control de temperatura del agua
donde se cultivan tilapias son confiables?
Sí es confiable, hasta el momento no nos ha ocasionado problemas.
3.- ¿Considera usted que la temperatura es una variable de riesgo para el cultivo de
las tilapias?
Es un parámetro de alto riesgo, porque si se encuentra en los 40° C las tilapias
mueren. Por eso estos peces se encuentran en la Costa, porque es el clima
adecuado para ellas. En la Sierra no se cultivan, más bien se crían truchas porque
son más resistentes al clima templado.
4.- ¿Cada qué tiempo toman muestra de la temperatura en el hábitat de las tilapias?
El personal encargado toma la temperatura cada 2 o 3 veces por semana
5.- ¿Consideraría factible poder llevar el control de la temperatura desde una PC en
sus instalaciones?
Cuando las tilapias tienen un tamaño considerable, exactamente a las 6 semanas,
llevamos un registro en una computadora. Sería factible su propuesta, ya que hoy
en día todo lo que tenga que ver con tecnología ayuda a los agricultores, y
piscicultores en su labor diaria y para un crecimiento de la empresa.
58
ANEXO 2
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Entrevista 3
Tema: Diseño de un sistema para el control de temperatura en las piscinas donde
se cultiva tilapias.
Empresa: Asociación de Productores “La Hormiga” Ubicación: Taura-Guayas
Entrevistado: Téc. Edison Cárdenas Calle.
1.- ¿Qué métodos de control de temperatura del agua utiliza en el cultivo de
tilapias?
Para controlar la temperatura en el cultivo de tilapia se lo realiza con un
oxigenómetro, las mejores temperaturas para la tilapia siempre son entre 26° en la
mañana y 28° a 30° en la tarde, en verano la temperatura baja y el crecimiento
disminuye, en temperaturas altas de 26°, 28°, 30° y 35° como máximo el crecimiento
es mucho mejor.
2.- ¿Cree usted que los métodos manuales para el control de temperatura del agua
donde se cultivan tilapias son confiables?
Sí, considero que son un 90% confiable.
3.- ¿Considera usted que la temperatura es una variable de riesgo para el cultivo de
las tilapias?
El nivel de riesgo de temperatura es alto, porque en las madrugadas por eso cada
camaronera de fincas de 500.000, 3000, 5000 hectáreas siempre hay grupos de
parametristas las 24 horas del día, porque se está invirtiendo demasiado dinero en
una piscina por decir que hay 20.000 libras de tilapia, entonces es un factor muy
riesgoso que se tiene que controlar todos los días las 24 horas del día, los 365 días
del año en la mañana y en la tarde.
59
4.- ¿Cada qué tiempo toman muestra de la temperatura en el hábitat de las tilapias?
La temperatura normalmente se debe tomar 5am a 6am y 4pm a 5pm porque en la
mañana se observa que hay bajas de oxígeno por eso se toma la temperatura en
las mañanas y en la tarde naturalmente ya responde con un mayor nivel de oxígeno.
5.- ¿Consideraría factible poder llevar el control de la temperatura desde una PC en
sus instalaciones?
El control de temperatura se lleva anotado, hay unos parámetros especiales para
pasar el reporte, el parametrista madruga toma la temperatura y se los reporta al
biólogo, y el biólogo da la orden al jefe de campo. Debido a esto considero que es
factible e interesante su propuesta de diseñar un sistema para facilitar el control de
temperatura y así ahorrar tiempo y recursos humanos.
60
Registrar Usuario
Eliminar Usuario
Autenticar Usuario
Visualizar Estado de la Temperatura
Actualizar Estado de la Temperatura
Cerrar Sesión
ANEXO 3
VALIDACIÓN DEL SISTEMA
Usuario Administrador
61
Uso Autenticar Usuario
Detalle El usuario debe ingresar sus datos para
acceder al sistema
Responsables Usuario / Administrador
Requisitos Se requiere que el usuario ingrese sus
datos: correo electrónico y clave
requeridos.
-Los datos ingresados por el usuario son
verificados por la aplicación para
determinar si son válidos.
-Si los datos ingresados son válidos el
usuario observará en la pantalla de la
PC el mensaje de bienvenida a la
aplicación web.
-Si los datos son inválidos el usuario
tendrá que ingresar nuevamente los
datos.
Uso Visualizar Estado de la Temperatura
Detalle El usuario visualiza la medición de la
temperatura en tiempo real y en el
registro como se muestra a traves de la
interfaz de la aplicación web.
Responsables Usuario / Administrador
Prerequisitos El usuario tendrá que estar autenticado
Requisitos Una vez autenticado el usuario tendrá
acceso a la interfaz de la aplicación web
donde visualizará la temperatura actual
y los registros de la toma de muestras
de este parámetro.
62
Uso Actualizar Estado de la Temperatura
Detalle Para obtener la última medición de la
temperatura registrada, el usuario podrá
actualizar la pantalla de la aplicación
web.
Responsables Usuario / Administrador
Prerequisitos El usuario tendrá que estar autenticado
Requisitos El usuario debe dirigirse a la opción
actualizar o presionar el botón actualizar
para refrescar los valores de la
temperatura.
Uso Cerrar Sesión
Detalle El usuario podrá cerrar su sesión
cuando requiera.
Responsables Usuario / Administrador
Prerequisitos El usuario tendrá que estar autenticado
Requisitos El usuario tendrá que dirigirse a la
opción logout y dar clic para cerrar su
sesión.
63
Uso Registrar Usuario
Detalle El administrador se encargará de
registrar nuevos usuarios en la base de
datos.
Responsables Administrador
Prerequisitos Requerir datos como correo electrónico
y clave del usuario a registrar.
Requisitos El administrador se encargará de
registrar al nuevo usuario y guardarlo en
la base datos.
Uso Eliminar Usuario
Detalle El administrador podrá eliminar usuarios
de la base de datos.
Responsables Administrador
Prerequisitos Identificación del usuario a eliminar
Requisitos El administrador tendrá que dirigirse al
servidor de la base de datos y
posteriormente eliminar al usuario
identificado.
64
ANEXO 4
MANUAL DE USUARIO
Guía que facilita al usuario el manejo de la Aplicación Web del sistema de control de
temperatura “FishTemp”.
Este manual consta de 2 partes:
Acceso al sistema de control de temperatura “FishTemp”.
Funcionalidad del sistema.
1. Acceso al sistema de temperatura
El servidor web (PC) debe estar conectado a la red inalámbrica
“T_SISTEMATEMP”
A continuación abra el navegador (Mozilla Firefox, Google Chrome, etc.).
En la barra de direcciones ingresamos el url
http://192.168.1.6/sistema_temperatura/public/ para una mejor accesibilidad
dé clic sobre el marcador Control de temperatura.
Posteriormente observará el mensaje de Bienvenida a la Aplicación Web.
65
Para acceder al sistema el usuario deberá registrarse, dando clic sobre el
botón REGISTER.
Luego de esto aparecerá un formulario donde el usuario debe ingresar los
datos, y deberá clic en Registrarse, como se muestra en la siguiente
imagen.
66
Una vez registrado el usuario se procede al método de autenticación, para
esto ingrese su correo electrónico y contraseña que fueron previamente
creados, luego de clic en el botón Login, y automáticamente aparecerá la
interfaz de la Aplicación Web del Sistema de Control de Temperatura.
2. Funcionalidad del Sistema.
Luego del registro y autenticación del usuario se observa la interfaz de la
aplicación web y todos los componentes que constituyen el sistema de
control de temperatura (FishTemp), detallados a continuación:
67
Estados de Temperatura: Se observa un menú de alertas indicando los
estados de la temperatura por color, según el rango en que se encuentra
dicho parámetro.
Control de Temperatura Actual: Muestra los datos obtenidos en tiempo
real, detallados en la siguiente imagen.
68
Registro de Temperatura: Este componente es de suma importancia, ya
que el usuario podrá observar los datos recopilados de la medición de
temperatura.
Se tiene una caja de texto Search donde el usuario puede realizar una
búsqueda de acuerdo a su necesidad, ya sea por Temperatura, Estado, o
Fecha.
69
También puede realizar búsquedas dando clic sobre los botones que aparecen en la
parte inferior, donde el último botón mostrará los registros más recientes.
Estadísticas
En la parte superior derecha de la interfaz se encuentra el botón
Estadísticas.
Luego de dar clic en el botón Estadísticas se despliega una ventana en la que el
usuario deberá ingresar o escoger desde y hasta qué fecha desea observar las
estadísticas.
70
Posteriormente debe dar clic en Buscar
A continuación el usuario observará las estadísticas de la Temperatura, en el
eje horizontal se destaca el tiempo (hora-minutos-segundos) y en el eje
vertical se encuentra la temperatura (grados).
71
ANEXO 5
CÓDIGO RASPBERRY PI 2
import time
import requests
from w1thermsensor import W1ThermSensor
sensor = W1ThermSensor()
while True:
temperature = sensor.get_temperature()
estado = ‚‛
iftemperature< 15:
estado = ‚CRITICA‛
elif temperatura >= 15 and temperatura < 28:
estado = ‚ACEPTABLE‛
elif temperatura >= 28 and temperatura < 33:
estado = ‚OPTIMA‛
else:
estado = ‚ELEVADA‛
r=requests.post(‘http://192.168.1.6/sistema_temperatura/public/datos
’, json=(‚temperatura‛: temperature, ‚estado_actual‛: estado))
ifr.status_code == 200:
print(‚se ha enviado los datos‛)
else:
print(‚error de red‛)
print(‚The temperatura is %s celsius‛ %temperature)
time.sleep(1)
72
ANEXO 6
CÓDIGO DE APLICACIÓN WEB
/routes/web.php
<?php use Illuminate\Http\Request; use App\Estatus; use Carbon\Carbon; Route::get('/', function () { return view('welcome'); }); Auth::routes(); Route::get('/home', 'HomeController@index')->name('home'); Route::post('/datos', function (Request $request) { $estatus = new Estatus(); $estatus->temperatura = $request->temperatura; $estatus->estado_actual = $request->estado_actual; $estatus->save(); }); Route::get('/datos', function (Request $request) { $response = Estatus::latest()->first(); return $response; })->name("obtenerDatos"); Route::post('/estadisticas', function (Request $request) { $desde = new Carbon($request->fDesde); $hasta = new Carbon($request->fHasta); if( isset($request->fDesde) &&isset($request->fHasta)) { $response = Estatus::whereDate('created_at', '>=', $desde->format('Y-m-d')) ->whereTime('created_at', '>=', $desde->toTimeString()) ->whereDate('created_at', '<=', $hasta->format('Y-m-d')) ->whereTime('created_at', '<=', $hasta->toTimeString()) ->get(); }else if( isset($request->fDesde) && !isset($request->fHasta)) { $response = Estatus::whereDate('created_at', '>=', $desde->format('Y-m-d')) ->whereTime('created_at', '>=', $desde->toTimeString()) ->get(); }else if( !isset($request->fDesde) &&isset($request->fHasta)) { $response = Estatus::whereDate('created_at', '<=', $hasta->format('Y-m-d')) ->whereTime('created_at', '<=', $hasta->toTimeString()) ->get(); }else{ $response = null; } return view('estadisticas')->with(['datos' => $response->toJson()]); })->name("Estadisticas");
/resources/views/home.blade.php @extends('layouts.app') @section('content') <div class="container"> <div class="row">
73
<div class="col-md-4" style="padding-left: 0;"> <div class="panel panel-primary"> <div class="panel-heading">Estados de Temperatura</div> <div class="panel-body"> <div class="row"> <div class="col-md-10"> <labelfor="">Temperatura Baja critica: < 15</label> </div> <div class="col-md-2"> <div style="background-color: red;width:25px;height:25px;"> </div> </div> </div> <br> <br> <div class="row"> <div class="col-md-10"> <labelfor="">Temperatura Baja Aceptable: 15 - 27</label> </div> <div class="col-md-2"> <div style="background-color: yellow;width:25px;height:25px;"> </div> </div> </div> <br> <br> <div class="row"> <div class="col-md-10"> <label for="">Temperatura Optima: 28 - 32</label> </div> <div class="col-md-2"> <div style="background-color: green;width:25px;height:25px;"> </div> </div> </div> <br> <br> <div class="row"> <div class="col-md-10"> <label for="">TemperaturaElevada: > 33</label> </div> <div class="col-md-2"> <div style="background-color: orange;width:25px;height:25px;"> </div> </div> </div> </div> </div> </div> <div class="col-md-8 " style="padding-right: 0;"> <div class="panel panel-primary"> <div class="panel-heading"> <div class="row"> <div class="col-lg-8"> Control de Temperatura Actual
74
</div> <div class="col-lg-4"> <a href="#" id="btnEstadisticas" class="btnbtn-default" data-toggle="modal" data-target="#myModal">Estadísticas</a> </div> </div> </div> <div class="panel-body"> <div class="row"> <div class="col-lg-4"> <h3><strong>Temperatura :</strong></h3> </div> <div class="col-md-offset-4 col-md-4"> <h3 id="lblTemperatura"><strong></strong></h3> </div> </div> <div class="row"> <div class="col-lg-4"> <h3><strong>Estado :</strong></h3> </div> <div class="col-md-offset-4 col-md-4"> <div id="divEstado" style=""> </div> </div> </div> <div class="row"> <div class="col-lg-4"> <h3 ><strong>Fecha: </strong></h3> </div> <div class="col-md-offset-4 col-md-4"> <h3 id="lblFecha"><strong></strong></h3> </div> </div> <div class="row"> <div class="col-lg-4"> <h3><strong>Hora:</strong></h3> </div> <div class="col-md-offset-4 col-md-4"> <h3 id="lblHora"><strong></strong></h3> </div> </div> </div> </div> </div> </div> <div class="row"> <div class="panel panel-primary"> <div class="panel-heading">Registros de Temperatura</div> <div class="panel-body"> <table id="tblEstados" class="table table-responsive"> <thead> <tr> <td>ID</td>
75
<td>Temperatura</td> <td>Estado Actual</td> <td>Fecha</td> </tr> </thead> <tbody> @foreach($estados as $estado) <tr> <td>{{ $estado->id }}</td> <td>{{ $estado->temperatura }}</td> <td>{{ $estado->estado_actual }}</td> <td>{{ $estado->created_at }}</td> </tr> @endforeach </tbody> </table> </div> </div> </div> </div> <div id="myModal" class="modal fade" role="dialog"> <div class="modal-dialog modal-lg"> <!-- Modal content--> <div class="modal-content"> <div class="modal-header"> <button type="button" class="close" data-dismiss="modal">×</button> <h4 class="modal-title">Estadísticas de temperatura</h4> </div> <div class="modal-body"> <form action="{{ route('Estadisticas') }}" method="POST"> {{ csrf_field() }} <div class="row"> <div class="col-lg-5"> <div class="form-group"> <div class='input-group date' id='datetimepicker1'> <input type='text' class="form-control" name="fDesde"/> <span class="input-group-addon"> - </span> </div> </div> </div> <div class="col-lg-5"> <div class="form-group"> <div class='input-group date' id='datetimepicker2'> <input type='text' class="form-control" name="fHasta"/> <span class="input-group-addon"> - </span> </div> </div> </div> <div class="col-lg-2"> <input type="submit" class="btnbtn-primary" value="Buscar" id="btnBuscar">
76
</div> </div> </form> <br> </div> <div class="modal-footer"> <button type="button" class="btnbtn-default" data-dismiss="modal">Close</button> </div> </div> </div> </div> <script type="text/javascript"> $(document).ready( function () { $('#tblEstados').DataTable(); }); $('#datetimepicker1').datetimepicker({format: 'YYYY-MM-DD HH:mm:ss'}); $('#datetimepicker2').datetimepicker({format: 'YYYY-MM-DD HH:mm:ss'}); setInterval(function(){ $.ajax({ url: "{{ route('obtenerDatos')}}", type: 'GET', success: function(res) { let fecha = new Date(res.created_at); let estado = res.estado_actual; letobjDatos = { x: fecha, y: res.temperatura } switch(estado){ case "CRITICA": $('#divEstado').attr('style','background-color: red;width:25px;height:25px;'); break; case "ACEPTABLE": $('#divEstado').attr('style','background-color: yellow;width:25px;height:25px;'); break; case "OPTIMA": $('#divEstado').attr('style','background-color: green;width:25px;height:25px;'); break; case "ELEVADA": $('#divEstado').attr('style','background-color: orange;width:25px;height:25px;'); break; } console.log(res); $('#lblTemperatura').text(res.temperatura); $('#lblFecha').text(moment(fecha).format("L"));
77
$('#lblHora').text( moment(fecha).format("LTS")); } }); }, 2000); </script> @endsection
/resources/views/estadisticas.blade.php @extends('layouts.app') @section('content') <div class="container"> <canvas id="myChart"></canvas> <input type="hidden" id="json" value="{{ $datos }}"> </div> <script> var arrDatos = []; JSON.parse( $('#json').val() ).forEach( function(value){ arrDatos.push({ x: value.created_at, y: value.temperatura }) }); var ctx = document.getElementById("myChart").getContext('2d'); var myChart = new Chart(ctx, { type: 'line', data: { datasets: [{ label: 'Temperaturas', data: arrDatos, steppedLine: false, borderWidth: 1 }] }, options: { scales: { xAxes: [{ type: "time", display: true, scaleLabel: { display: true, labelString: 'Date' } }], yAxes: [{ display: true, scaleLabel: { display: true, labelString: 'value' } }] } }
78
}); </script> @endsection
/resources/views/layouts/app.blade.php <!DOCTYPE html> <html lang="{{ app()->getLocale() }}"> <head> <meta charset="utf-8"> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1"> <!-- CSRF Token --> <meta name="csrf-token" content="{{ csrf_token() }}"> <title>Control de temperatura</title> <!-- Styles --> <link href="{{ asset('css/app.css') }}" rel="stylesheet"> <!--<link href="{{ asset('css/bootstrap-datetimepicker.min.css') }}" rel="stylesheet"> --> <link rel="stylesheet" href="{{ asset('css/datetimepicker.css') }}"> <script src="{{ asset('js/app.js') }}"></script> <script src="{{ asset('js/moment.js') }}"></script> <!--<script src="{{ asset('js/bootstrap-datetimepicker.min.js') }}"></script> --> <script src="{{ asset('js/datetimepicker.js') }}"></script> <!-- Scripts --> <link rel="stylesheet" href="{{ asset('css/datatables.css') }}"> <script src="{{ asset('js/datatables.js') }}"></script> <script src="{{ asset('js/chart.js') }}"></script> </head> <body style="background-image: url('/fondo.jpg')"> <div id="app"> <nav class="navbar navbar-inverse navbar-static-top"> <div class="container"> <div class="navbar-header"> <!-- Collapsed Hamburger --> <button type="button" class="navbar-toggle collapsed" data-toggle="collapse" data-target="#app-navbar-collapse"> <span class="sr-only">Toggle Navigation</span> <span class="icon-bar"></span> <span class="icon-bar"></span> <span class="icon-bar"></span> </button> <!-- Branding Image --> <a class="navbar-brand" href="{{ url('/') }}"> FishTemp </a> </div> <div class="collapse navbar-collapse" id="app-navbar-collapse"> <!-- Left Side Of Navbar --> <ul class="nav navbar-nav">
79
</ul> <!-- Right Side Of Navbar --> <ul class="nav navbar-nav navbar-right"> <!-- Authentication Links --> @if (Auth::guest()) <li><a href="{{ route('login') }}">IniciarSesion</a></li> <li><a href="{{ route('register') }}">Registrarse</a></li> @else <li class="dropdown"> <a href="#" class="dropdown-toggle" data-toggle="dropdown" role="button" aria-expanded="false"> {{ Auth::user()->name }} <span class="caret"></span> </a> <ul class="dropdown-menu" role="menu"> <li> <a href="{{ route('logout') }}" onclick="event.preventDefault(); document.getElementById('logout-form').submit();"> Logout </a> <form id="logout-form" action="{{ route('logout') }}" method="POST" style="display: none;"> {{ csrf_field() }} </form> </li> </ul> </li> @endif </ul> </div> </div> </nav> @yield('content') </div> </body> </html>
/database/migrations/create_estatuses_table.php <?php use Illuminate\Support\Facades\Schema; use Illuminate\Database\Schema\Blueprint; use Illuminate\Database\Migrations\Migration; class CreateEstatusesTable extends Migration { /** * Run the migrations. * * @return void */
80
public function up() { Schema::create('estatuses', function (Blueprint $table) { $table->increments('id'); $table->string("temperatura")->nullable(); $table->string("estado_actual")->nullable(); // $table->string("fecha")->nullable(); // $table->string("hora")->nullable(); $table->timestamps(); }); } /** * Reverse the migrations. * * @return void */ public function down() { Schema::dropIfExists('estatuses'); } }
81
ANEXO 7
CIRCUITO - CONEXIÓN DE SENSOR DE TEMPERATURA DS18B20 CON LA
PLACA RASPBERRY PI MODELO B
82
ANEXO 8
CONSTRUCCIÓN DE MAQUETA
83
84
ANEXO 9
CARTA DE AUTORIZACIÓN
85
ANEXO 10
CARTA DE ACEPTACIÓN
86
ANEXO 11
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Evidencias
Visita de campo a la Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga”
87
Piscinas de tilapia
88
89
90
Oxímetro para medir la temperatura de las piscinas donde se cultiva tilapias
Japas de alevines
91
92
Tilapias rojas reproductoras machos y hembras
93
94
Tilapias negras