SISTEMA ELECTRÓNICO PARA EL MONITOREO DE BOVINOS HEMBRA EN SU CICLO ESTRAL KEVIN SEBASTIÁN ROA PRIETO LUIS CARLOS ROJAS SCARPETTA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ D.C. 2019 SISTEMA ELECTRÓNICO PARA EL MONITOREO DE BOVINOS HEMBRA EN SU CICLO ESTRAL KEVIN SEBASTIÁN ROA PRIETO LUIS CARLOS ROJAS SCARPETTA TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO ELECTRÓNICO Y DE TELECOMUNICACIONES Director JOSÉ ROBERTO CUARÁN VALENZUELA INGENIERO ELECTRÓNICO, MSC. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ 2019 3 Nota de aceptación: ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ ____________________________________ Firma del presidente del jurado ____________________________________ Firma del jurado ____________________________________ Firma del jurado Bogotá, Noviembre de 2019 4 PAGINA DEDICATORIA Le dedico este trabajo a mis papás por haber formado parte del proceso de desarrollo de este, también se lo dedico a toda mi familia, los cuales de una forma u otra aportaron para que este trabajo se hiciera realidad. También agradezco los esfuerzos y apoyos prestados por parte de los ingenieros y laboratoristas de la Universidad Católica de Colombia que hicieron parte del diseño e implementación del dispositivo. Luis. Agradezco el apoyo tanto financiero como emocional prestado por parte de mi madre Claudia Prieto y mi padre Raul Roa quienes hicieron parte del proceso desde el inicio hasta el fin de este trabajo de grado, no se me olvida mencionar a mi hermano Brayan Roa quien presencio todo el evento generando una imagen positiva para continuar con el proceso hasta el fin. Por último, agradezco a mis abuelos, tíos, tías, primas y hermanas que hicieron parte de alguna forma dentro del marco del proyecto. Kevin. 5 AGRADECIMIENTOS Agradecemos a todas aquellas personas que aportaron con su granito de arena para la culminación de este trabajo de grado. También agradecemos nuestro director, ya que gracias a su asesoría logramos mejorar la calidad del trabajo que se realizó. De antemano agradecemos al Ingeniero Alberto Diaz el cual presto grandes aportes gracias a sus conocimientos para lograr las metas propuestas. 6 CONTENIDO Pág. 1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 17 2 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................................ 18 3 OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 20 3.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................................ 20 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................................................... 20 4 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 21 5 ANTECEDENTES ................................................................................................................................. 22 6 MARCO TEÓRICO .............................................................................................................................. 29 6.1 INTERNET DE LAS COSAS (IOT) ............................................................................................................ 29 6.1.1 Una revisión histórica sobre IoT. ............................................................................................... 29 6.1.2 Definición de IoT. ...................................................................................................................... 31 6.1.3 Elementos de IoT....................................................................................................................... 34 6.2 BOVINOS Y SU MORFOLOGÍA ............................................................................................................. 49 6.2.1 Ganado bovino.......................................................................................................................... 49 6.2.2 Ganado según el clima.............................................................................................................. 50 6.2.3 Ciclo estral en bovinos .............................................................................................................. 52 6.3 INDICADORES DE CICLO ESTRAL ......................................................................................................... 54 6.3.1 Vocalización como indicador .................................................................................................... 54 6.3.2 Temperatura ............................................................................................................................. 56 6.3.3 Locomoción Diaria .................................................................................................................... 57 6.3.4 Desplazamiento ........................................................................................................................ 57 6.3.5 Frecuencia cardiaca .................................................................................................................. 57 6.4 SENSORES ........................................................................................................................................... 58 6.4.1 Sensores de temperatura .......................................................................................................... 59 6.4.2 Sensores de desplazamiento ..................................................................................................... 64 6.4.3 Sensores de ritmo cardíaco. ...................................................................................................... 66 7 METODOLOGÍA ................................................................................................................................. 69 7.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN: .............................................................................................................. 70 7.1.1 Tecnologías IOT: ....................................................................................................................... 70 7.1.2 Ciclo Estral en Bovinos: ............................................................................................................. 70 7.1.3 Instrumentación: ...................................................................................................................... 70 7.1.4 Redes de Comunicación: ........................................................................................................... 70 7.1.5 Aplicaciones Móviles: ................................................................................................................ 70 7.2 DISEÑO: ................................................................................................................................................ 71 7.2.1 Selección de Instrumentación: .................................................................................................. 71 7.2.2 Planos Eléctricos: ...................................................................................................................... 71 7.2.3 Diagrama de Flujo del Funcionamiento del Sistema:................................................................ 71 7.2.4 Diseño de la Interfaz de Usuario: .............................................................................................. 71 7.3 IMPLEMENTACIÓN: .................................................................................................................................. 71 7.3.1 Desarrollo de PCB: .................................................................................................................... 71 7.3.2 Interconexión de Diferentes Módulos del Sistema:................................................................... 72 7.3.3 Programación del Sistema: ....................................................................................................... 72 7.4 PRUEBAS: .............................................................................................................................................. 72 7 7.4.1 Calibración de Sensores: ........................................................................................................... 72 7.4.2 Pruebas de Comunicación: ........................................................................................................ 72 7.4.3 Interfaz del Usuario: ................................................................................................................. 72 7.4.4 Aplicación en Campo de todo el Sistema: ................................................................................. 72 8 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN .................................................................................................... 73 8.1 DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE APLICACIÓN ......................................................................................... 73 8.2 SENSORES DISPONIBLES EN EL MERCADO. ........................................................................................