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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:


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:



Teléfono:

0969481929

0986002969

E-mail:

[email protected]

[email protected]

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,

_________________________________


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.


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

___________________________________


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”.



IX






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

“”.


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 15. Respuestas Pregunta 4 ........................................................................ 44


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 5. Resultados Pregunta 4 ..................................................................................... 44


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






Autores: Ingrid Magdalena Morán Asanza.


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




“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)


Cuadro 3. Producción de acuicultura total en la República del Ecuador (toneladas)

Fuente: (FAO, 2018)


18

Gráfico 1. Producción de acuicultura por medio de cultivo la República del Ecuador

Fuente: (FAO, 2018)


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


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

26

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.



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


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



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



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



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


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%



41

Gráfico 2. Resultados Pregunta 1.



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?


OPCIONES RESULTADOS PORCENTAJE

Si 8 80%

No 2 20%

TOTAL 10 100%



100%

0% 0%

Totalmente manuales

Parcialmente manual, es decir, utiliza alguna herramientatecnológica

Uso total de herramientas tecnológicas

42




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?



Muy alto 2 20%

Alto 8 80%

Medio 0 0%

Bajo 0 0%

Muy Bajo 0 0%

TOTAL 10 100%



80%

20%

Si No

43




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


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%



Gráfico 5. Resultados Pregunta 4



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?



Totalmente de acuerdo 2 20%

De acuerdo 7 70%

Indiferente 1 10%

En desacuerdo 0 0%

Totalmente en desacuerdo 0 0%

TOTAL 10 100%






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%



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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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




Entrevista 1



Empresa: Agrícola Pisco La Tecol Ubicación: Esmeraldas

Entrevistado: Blgo. Edwin Morán Peña


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.



Consideramos que el método manual que implementamos es un 60% confiable.


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


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




Entrevista 2



Empresa: Procesadora MARPEL S.A Ubicación: Naranjal, Vía Machala.

Entrevistado: Sr. Ítalo Peláez Luzuriaga.


tilapias?

Utilizamos un phmetro, es un aparato que aparte de medir el PH, también mide la

temperatura.



Sí es confiable, hasta el momento no nos ha ocasionado problemas.


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.


El personal encargado toma la temperatura cada 2 o 3 veces por semana


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




Entrevista 3



Empresa: Asociación de Productores “La Hormiga” Ubicación: Taura-Guayas

Entrevistado: Téc. Edison Cárdenas Calle.


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.



Sí, considero que son un 90% confiable.


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


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.


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.


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.



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.



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.

http://192.168.1.6/sistema_temperatura/public/

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">  <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">  <meta name="csrf-token" content="{{ csrf_token() }}"> <title>Control de temperatura</title>  <link href="{{ asset('css/app.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/datetimepicker.js') }}"></script>  <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">  <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>  <a class="navbar-brand" href="{{ url('/') }}"> FishTemp </a> </div> <div class="collapse navbar-collapse" id="app-navbar-collapse">  <ul class="nav navbar-nav">

79

</ul>  <ul class="nav navbar-nav navbar-right">  @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

84

ANEXO 9

CARTA DE AUTORIZACIÓN

85

ANEXO 10

CARTA DE ACEPTACIÓN

86

ANEXO 11




Evidencias

Visita de campo a la Asociación de Productores Agropecuarios “La Hormiga”

87

Piscinas de tilapia

90

Oxímetro para medir la temperatura de las piscinas donde se cultiva tilapias

Japas de alevines

92

Tilapias rojas reproductoras machos y hembras

94

Tilapias negras

universidad de guayaquil -...

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