Sistema de automatización inteligente para invernadero con control remoto y tolerancia a fallos

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado aborda el diseño e implementación de un sistema de automatización inteligente para invernaderos, con control remoto, funcionamiento autónomo y tolerancia a fallos. La motivación principal es garantizar la eficiencia y la seguridad en entornos agrícolas mediante tecnologías accesibles y robustas, evitando que errores de lectura o condiciones inseguras comprometan el funcionamiento del sistema. El objetivo consiste en desarrollar una solución integral que permita monitorizar y controlar variables críticas como la humedad del suelo, la temperatura ambiente, el nivel del depósito de agua y el estado de los actuadores, todo ello desde una aplicación móvil conectada mediante un broker MQTT. La metodología combina el uso de microcontroladores Arduino ESP32, sensores analógicos y digitales, y una aplicación Android desarrollada con Jetpack Compose. El sistema incorpora un control autónomo basado en PID, que regula el riego en función de la humedad del suelo y la ventilación según la temperatura ambiente. Además, se implementa una arquitectura modular que asegura la sincronización entre firmware y aplicación, junto con mecanismos de seguridad que bloquean acciones ante fallos de lectura, detienen el riego en caso de error y protegen la bomba cuando el nivel de agua es insuficiente. También se incluye un sistema de eventos, visualización dinámica del estado y registro histórico de alertas y notificaciones, garantizando trazabilidad y fiabilidad. Los resultados muestran una comunicación robusta entre dispositivos, una experiencia de usuario clara y profesional, y una gestión segura de los eventos del sistema. En conclusión, se valida la viabilidad de aplicar soluciones embebidas y móviles para la automatización agrícola, proponiendo como líneas futuras la integración de inteligencia artificial para riego predictivo, así como la implementación de medidas de seguridad adicionales —como autenticación mediante claves, cifrado TLS en el broker MQTT o validación de origen en los mensajes— con el fin de reforzar la integridad y la fiabilidad del sistema.