Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria

González Cravino Gloodtdofsky, Javier María - Acerbis Bustamante, José Ignacio

Supervisor(es): Gak Szollosy, Joel - Pardo Piccone, Álvaro Daniel

Resumen:

Este trabajo presenta una prueba de concepto enfocada en evaluar la viabilidad de transmitir imágenes en entornos rurales mediante tecnología LoRa, comparando dos enfoques aplicados a trampas cromotrópicas automatizadas para el monitoreo fitosanitario de cultivos: el envío completo de imágenes hacia un servidor central para su visualización o análisis, y el procesamiento local de las imágenes mediante técnicas de edge computing, que permiten detectar automáticamente la presencia de insectos en el nodo remoto utilizando inteligencia artificial, con recursos computacionales limitados. El objetivo principal es evaluar la efectividad de ambas estrategias, así como su impacto en el consumo energético por estar en entornos rurales sin acceso a fuentes de energía y el tiempo en el aire de la transmisión de los datos para los casos en los que coexistan varios dispositivos. Para superar las limitaciones propias de LoRa en cuanto a ancho de banda y tasa de transmisión, se implementan técnicas de compresión y fragmentación de imágenes, así como el procesamiento en el borde que permite reducir significativamente la cantidad de datos transmitidos. El sistema se basa en una cámara ESP32-CAM y una placa Heltec WiFi LoRa 32 (V3), y se complementa con una arquitectura de servidor desarrollada con MQTT, Node.js y MongoDB, encargada de la reconstrucción de imágenes, la detección de paquetes faltantes y el almacenamiento de los datos para su posterior visualización o tratamiento de los archivos. Los resultados obtenidos demuestran que, mediante una adecuada combinación de hardware de bajo consumo y software optimizado, es posible lograr un monitoreo fitosanitario remoto eficiente a través de imágenes, con una considerable reducción del gasto energético y del tiempo de transmisión, contribuyendo así a una agricultura más sostenible.

This work presents a proof of concept focused on evaluating the feasibility of transmitting images in rural environments using LoRa technology. Two approaches are compared, both applied to automated chromotropic traps for phytosanitary crop monitoring: the complete transmission of images to a central server for visualization or analysis, and the local processing of images using edge computing techniques, which enable the detection of insect presence on the remote node through artificial intelligence under limited computational resources. The main objective is to assess the effectiveness of both strategies, as well as their impact on energy consumption in off-grid rural settings, and on airtime in scenarios with multiple coexisting devices. To overcome LoRa’s inherent limitations in bandwidth and data rate, the system implements image compression and fragmentation techniques, along with edge processing to significantly reduce the amount of transmitted data. The architecture is based on an ESP32-CAM and a Heltec WiFi LoRa 32 (V3) board, and is complemented by a server-side system developed with MQTT, Node.js, and MongoDB, responsible for image reconstruction, missing packet detection, and data storage for further visualization or analysis. The results show that with an appropriate combination of low-power hardware and optimized software, it is possible to achieve efficient remote phytosanitary monitoring through images, with a significant reduction in both energy consumption and transmission time, thus contributing to more sustainable agricultural practices.

Detalles Bibliográficos
2025
Redes inalámbricas
Electrónica de bajo consumo
Imágenes
Agroindustria
Memoria de grado (Ingeniería en telecomunicaciones)
Español
Universidad Católica del Uruguay
LIBERI
https://hdl.handle.net/10895/4780
Acceso abierto
Licencia Creative Commons Atribución – No Comercial – Sin Derivadas (CC BY-NC-ND 4.0).
_version_ 1876571985099620352
author González Cravino Gloodtdofsky, Javier María
author2 Acerbis Bustamante, José Ignacio
author2_role author
author_facet González Cravino Gloodtdofsky, Javier María
Acerbis Bustamante, José Ignacio
author_role author
bitstream.checksum.fl_str_mv 8959128847d0f9e9c091cfb50d80a977
40f5922ee6c15fece1c80fd7406b5bec
8468a64b51c5de3d825b850c95a80274
e8d92145609b63256b720f72b5c6b788
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
bitstream.url.fl_str_mv https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/209dc869-5064-422b-aaf1-5103aa7965f2/download
https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/2fb9ec46-e83a-47f1-9546-29937c59fd5f/download
https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/849e978c-49b4-4df0-a880-15ef0e8eff15/download
https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/595acd02-a35c-468b-a44d-4101a80227d2/download
collection LIBERI
dc.creator.advisor.none.fl_str_mv Gak Szollosy, Joel
Pardo Piccone, Álvaro Daniel
dc.creator.none.fl_str_mv González Cravino Gloodtdofsky, Javier María
Acerbis Bustamante, José Ignacio
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2025-09-01T18:31:16Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2025-09-01T18:31:16Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2025-05
dc.description.abstract.none.fl_txt_mv Este trabajo presenta una prueba de concepto enfocada en evaluar la viabilidad de transmitir imágenes en entornos rurales mediante tecnología LoRa, comparando dos enfoques aplicados a trampas cromotrópicas automatizadas para el monitoreo fitosanitario de cultivos: el envío completo de imágenes hacia un servidor central para su visualización o análisis, y el procesamiento local de las imágenes mediante técnicas de edge computing, que permiten detectar automáticamente la presencia de insectos en el nodo remoto utilizando inteligencia artificial, con recursos computacionales limitados. El objetivo principal es evaluar la efectividad de ambas estrategias, así como su impacto en el consumo energético por estar en entornos rurales sin acceso a fuentes de energía y el tiempo en el aire de la transmisión de los datos para los casos en los que coexistan varios dispositivos. Para superar las limitaciones propias de LoRa en cuanto a ancho de banda y tasa de transmisión, se implementan técnicas de compresión y fragmentación de imágenes, así como el procesamiento en el borde que permite reducir significativamente la cantidad de datos transmitidos. El sistema se basa en una cámara ESP32-CAM y una placa Heltec WiFi LoRa 32 (V3), y se complementa con una arquitectura de servidor desarrollada con MQTT, Node.js y MongoDB, encargada de la reconstrucción de imágenes, la detección de paquetes faltantes y el almacenamiento de los datos para su posterior visualización o tratamiento de los archivos. Los resultados obtenidos demuestran que, mediante una adecuada combinación de hardware de bajo consumo y software optimizado, es posible lograr un monitoreo fitosanitario remoto eficiente a través de imágenes, con una considerable reducción del gasto energético y del tiempo de transmisión, contribuyendo así a una agricultura más sostenible.
This work presents a proof of concept focused on evaluating the feasibility of transmitting images in rural environments using LoRa technology. Two approaches are compared, both applied to automated chromotropic traps for phytosanitary crop monitoring: the complete transmission of images to a central server for visualization or analysis, and the local processing of images using edge computing techniques, which enable the detection of insect presence on the remote node through artificial intelligence under limited computational resources. The main objective is to assess the effectiveness of both strategies, as well as their impact on energy consumption in off-grid rural settings, and on airtime in scenarios with multiple coexisting devices. To overcome LoRa’s inherent limitations in bandwidth and data rate, the system implements image compression and fragmentation techniques, along with edge processing to significantly reduce the amount of transmitted data. The architecture is based on an ESP32-CAM and a Heltec WiFi LoRa 32 (V3) board, and is complemented by a server-side system developed with MQTT, Node.js, and MongoDB, responsible for image reconstruction, missing packet detection, and data storage for further visualization or analysis. The results show that with an appropriate combination of low-power hardware and optimized software, it is possible to achieve efficient remote phytosanitary monitoring through images, with a significant reduction in both energy consumption and transmission time, thus contributing to more sustainable agricultural practices.
dc.format.extent.es.fl_str_mv 112 p.
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10895/4780
dc.language.iso.none.fl_str_mv spa
dc.publisher.country.none.fl_str_mv UY
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidad Católica del Uruguay
dc.rights.license.none.fl_str_mv Licencia Creative Commons Atribución – No Comercial – Sin Derivadas (CC BY-NC-ND 4.0).
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri.none.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.source.none.fl_str_mv reponame:LIBERI
instname:Universidad Católica del Uruguay
instacron:Universidad Católica del Uruguay
dc.subject.none.fl_str_mv Redes inalámbricas
Electrónica de bajo consumo
Imágenes
Agroindustria
Memoria de grado (Ingeniería en telecomunicaciones)
dc.title.none.fl_str_mv Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.version.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
description Este trabajo presenta una prueba de concepto enfocada en evaluar la viabilidad de transmitir imágenes en entornos rurales mediante tecnología LoRa, comparando dos enfoques aplicados a trampas cromotrópicas automatizadas para el monitoreo fitosanitario de cultivos: el envío completo de imágenes hacia un servidor central para su visualización o análisis, y el procesamiento local de las imágenes mediante técnicas de edge computing, que permiten detectar automáticamente la presencia de insectos en el nodo remoto utilizando inteligencia artificial, con recursos computacionales limitados. El objetivo principal es evaluar la efectividad de ambas estrategias, así como su impacto en el consumo energético por estar en entornos rurales sin acceso a fuentes de energía y el tiempo en el aire de la transmisión de los datos para los casos en los que coexistan varios dispositivos. Para superar las limitaciones propias de LoRa en cuanto a ancho de banda y tasa de transmisión, se implementan técnicas de compresión y fragmentación de imágenes, así como el procesamiento en el borde que permite reducir significativamente la cantidad de datos transmitidos. El sistema se basa en una cámara ESP32-CAM y una placa Heltec WiFi LoRa 32 (V3), y se complementa con una arquitectura de servidor desarrollada con MQTT, Node.js y MongoDB, encargada de la reconstrucción de imágenes, la detección de paquetes faltantes y el almacenamiento de los datos para su posterior visualización o tratamiento de los archivos. Los resultados obtenidos demuestran que, mediante una adecuada combinación de hardware de bajo consumo y software optimizado, es posible lograr un monitoreo fitosanitario remoto eficiente a través de imágenes, con una considerable reducción del gasto energético y del tiempo de transmisión, contribuyendo así a una agricultura más sostenible.
eu_rights_str_mv openAccess
format bachelorThesis
id LIBERI_0f406d383f0a99e6d269d2fdf69d5f86
instacron_str Universidad Católica del Uruguay
institution Universidad Católica del Uruguay
instname_str Universidad Católica del Uruguay
language spa
network_acronym_str LIBERI
network_name_str LIBERI
oai_identifier_str oai:liberi.ucu.edu.uy:10895/4780
publishDate 2025
publisher.none.fl_str_mv Universidad Católica del Uruguay
reponame_str LIBERI
repository.mail.fl_str_mv franco.pertusso@ucu.edu.uy
repository.name.fl_str_mv LIBERI - Universidad Católica del Uruguay
repository_id_str 10342
rights_invalid_str_mv Licencia Creative Commons Atribución – No Comercial – Sin Derivadas (CC BY-NC-ND 4.0).
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
spelling Licencia Creative Commons Atribución – No Comercial – Sin Derivadas (CC BY-NC-ND 4.0).info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/2025-09-01T18:31:16Z2025-09-01T18:31:16Z2025-05https://hdl.handle.net/10895/4780Este trabajo presenta una prueba de concepto enfocada en evaluar la viabilidad de transmitir imágenes en entornos rurales mediante tecnología LoRa, comparando dos enfoques aplicados a trampas cromotrópicas automatizadas para el monitoreo fitosanitario de cultivos: el envío completo de imágenes hacia un servidor central para su visualización o análisis, y el procesamiento local de las imágenes mediante técnicas de edge computing, que permiten detectar automáticamente la presencia de insectos en el nodo remoto utilizando inteligencia artificial, con recursos computacionales limitados. El objetivo principal es evaluar la efectividad de ambas estrategias, así como su impacto en el consumo energético por estar en entornos rurales sin acceso a fuentes de energía y el tiempo en el aire de la transmisión de los datos para los casos en los que coexistan varios dispositivos. Para superar las limitaciones propias de LoRa en cuanto a ancho de banda y tasa de transmisión, se implementan técnicas de compresión y fragmentación de imágenes, así como el procesamiento en el borde que permite reducir significativamente la cantidad de datos transmitidos. El sistema se basa en una cámara ESP32-CAM y una placa Heltec WiFi LoRa 32 (V3), y se complementa con una arquitectura de servidor desarrollada con MQTT, Node.js y MongoDB, encargada de la reconstrucción de imágenes, la detección de paquetes faltantes y el almacenamiento de los datos para su posterior visualización o tratamiento de los archivos. Los resultados obtenidos demuestran que, mediante una adecuada combinación de hardware de bajo consumo y software optimizado, es posible lograr un monitoreo fitosanitario remoto eficiente a través de imágenes, con una considerable reducción del gasto energético y del tiempo de transmisión, contribuyendo así a una agricultura más sostenible.This work presents a proof of concept focused on evaluating the feasibility of transmitting images in rural environments using LoRa technology. Two approaches are compared, both applied to automated chromotropic traps for phytosanitary crop monitoring: the complete transmission of images to a central server for visualization or analysis, and the local processing of images using edge computing techniques, which enable the detection of insect presence on the remote node through artificial intelligence under limited computational resources. The main objective is to assess the effectiveness of both strategies, as well as their impact on energy consumption in off-grid rural settings, and on airtime in scenarios with multiple coexisting devices. To overcome LoRa’s inherent limitations in bandwidth and data rate, the system implements image compression and fragmentation techniques, along with edge processing to significantly reduce the amount of transmitted data. The architecture is based on an ESP32-CAM and a Heltec WiFi LoRa 32 (V3) board, and is complemented by a server-side system developed with MQTT, Node.js, and MongoDB, responsible for image reconstruction, missing packet detection, and data storage for further visualization or analysis. The results show that with an appropriate combination of low-power hardware and optimized software, it is possible to achieve efficient remote phytosanitary monitoring through images, with a significant reduction in both energy consumption and transmission time, thus contributing to more sustainable agricultural practices.application/pdf112 p.spaUniversidad Católica del UruguayUYRedes inalámbricasElectrónica de bajo consumoImágenesAgroindustriaMemoria de grado (Ingeniería en telecomunicaciones)Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustriainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionreponame:LIBERIinstname:Universidad Católica del Uruguayinstacron:Universidad Católica del UruguayGonzález Cravino Gloodtdofsky, Javier MaríaAcerbis Bustamante, José IgnacioGak Szollosy, JoelPardo Piccone, Álvaro DanielORIGINAL106980.pdfTesis_Gonzalez_Acerbis__2025.pdfapplication/pdf3450121https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/209dc869-5064-422b-aaf1-5103aa7965f2/download8959128847d0f9e9c091cfb50d80a977MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtWritten by org.dspace.content.LicenseUtilstext/plain; charset=utf-81021https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/2fb9ec46-e83a-47f1-9546-29937c59fd5f/download40f5922ee6c15fece1c80fd7406b5becMD52falseAnonymousREADTEXT106980.pdf.txtWritten by FormatFilter org.dspace.app.mediafilter.TikaTextExtractionFilter on 2025-09-02T06:00:31Z (GMT).Extracted texttext/plain101685https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/849e978c-49b4-4df0-a880-15ef0e8eff15/download8468a64b51c5de3d825b850c95a80274MD53falseAnonymousREADTHUMBNAIL106980.pdf.jpgWritten by FormatFilter org.dspace.app.mediafilter.PDFBoxThumbnail on 2025-09-02T06:00:32Z (GMT).Generated Thumbnailimage/jpeg3602https://liberi.ucu.edu.uy/bitstreams/595acd02-a35c-468b-a44d-4101a80227d2/downloade8d92145609b63256b720f72b5c6b788MD54falseAnonymousREAD10895/47802025-09-02 08:00:32.41https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessopen.accessoai:liberi.ucu.edu.uy:10895/4780https://liberi.ucu.edu.uyInstitucionalhttps://liberi.ucu.edu.uy/Universidadhttps://www.ucu.edu.uy/https://liberi.ucu.edu.uy/server/oaifranco.pertusso@ucu.edu.uyUruguayopendoar:103422025-09-02T06:00:32LIBERI - Universidad Católica del 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
spellingShingle Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
González Cravino Gloodtdofsky, Javier María
Redes inalámbricas
Electrónica de bajo consumo
Imágenes
Agroindustria
Memoria de grado (Ingeniería en telecomunicaciones)
status_str publishedVersion
title Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
title_full Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
title_fullStr Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
title_full_unstemmed Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
title_short Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
title_sort Imágenes sobre LoRa para aplicación en la agroindustria
topic Redes inalámbricas
Electrónica de bajo consumo
Imágenes
Agroindustria
Memoria de grado (Ingeniería en telecomunicaciones)
url https://hdl.handle.net/10895/4780