Arquitectura IoT para la automatización agrícola: captura del conocimiento ancestral y gestión en entornos de conectividad limitada

dc.contributor.advisorZúñiga Prieto, Miguel Ángel
dc.contributor.authorOrellana Salinas, Juan Diego
dc.contributor.authorPacurucu Llivichuzhca, Carlos Samuel
dc.contributor.tutorPalacio Baus, Kenneth Samuel
dc.date.accessioned2025-09-26T13:01:39Z
dc.date.available2025-09-26T13:01:39Z
dc.date.issued2025-09-25
dc.descriptionLa agricultura representa un sector fundamental en países en desarrollo como Ecuador, donde aún se practica de forma artesanal y con acceso limitado a tecnologías que optimicen la producción. Las soluciones basadas en IoT han mostrado potencial para automatizar tareas como riego, fertilización o monitoreo ambiental, pero suelen depender de conectividad y suministro energético constantes, lo cual limita su efectividad en zonas rurales con infraestructura deficiente, además de enfocarse únicamente en la automatización sin valorar el conocimiento ancestral de los agricultores. Este trabajo tuvo como objetivo diseñar una arquitectura de software distribuida para aplicaciones IoT en contextos agrícolas con conectividad limitada, orientada al monitoreo de tareas y a la preservación del conocimiento ancestral. La propuesta incluye: (1) detectar prácticas agrícolas mediante datos ambientales capturados por sensores, (2) registrar decisiones y técnicas aplicadas por los agricultores y (3) correlacionar ambas fuentes para digitalizar el conocimiento ancestral, validar patrones con aprendizaje automático y generar recomendaciones adaptativas que integren sabiduría tradicional y agricultura de precisión. La metodología fue RUP, y la arquitectura se documentó con el modelo de las 4+1 vistas de Kruchten, aplicando principios SOLID. Se implementó un prototipo con Flutter e Isar para la aplicación móvil, Angular para el entorno web, RabbitMQ para mensajería asincrónica, Spring Boot con PostgreSQL para el servidor central y un nodo local en Python sobre Raspberry Pi. Los resultados muestran autonomía bajo conectividad intermitente, tolerancia a fallos, escalabilidad, eficiencia energética y una solución modular, resiliente y replicable que promueve equidad tecnológica y sostenibilidad en contextos rurales.
dc.description.abstractAAgriculture is a fundamental sector in developing countries such as Ecuador, where it is still practiced in a traditional way with limited access to technologies that optimize production. IoT-based solutions have shown potential to automate tasks such as irrigation, fertilization, and environmental monitoring; however, they often rely on constant connectivity and energy supply, which limits their effectiveness in rural areas with deficient infrastructure. Moreover, these solutions usually focus solely on automation, without considering mechanisms that preserve the ancestral knowledge of farmers. This work aimed to design a distributed software architecture for IoT applications in agricultural contexts with limited connectivity, oriented toward task monitoring and the preservation of ancestral knowledge. The proposal includes: (1) detecting agricultural practices through environmental data captured by sensors, (2) recording farmers’ decisions and techniques, and (3) correlating both sources to digitalize ancestral knowledge, validate patterns through machine learning, and generate adaptive recommendations that integrate traditional wisdom with precision agriculture. The methodology applied was RUP, and the architecture was documented using Kruchten’s 4+1 views model, also applying SOLID principles. A prototype was implemented with Flutter and Isar for the mobile application, Angular for the web environment, RabbitMQ for asynchronous messaging, Spring Boot with PostgreSQL for the central server, and a local node developed in Python on Raspberry Pi. The results demonstrate autonomy under intermittent connectivity, fault tolerance, scalability, energy efficiency, and a modular, resilient, and replicable solution that promotes technological equity and sustainability in rural contexts.
dc.description.uri0000-0001-9369-1813
dc.description.uri0000-0002-7318-8062
dc.formatapplication/pdf
dc.format.extent209 páginas
dc.identifier.urihttps://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/47476
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Cuenca
dc.relation.ispartofTS; 349
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
dc.rights.accessRightsopenAccess
dc.subjectIngeniería en Sistemas
dc.subjectArquitectura distribuida
dc.subjectAutomatización agrícola
dc.subjectConectividad limitada
dc.subject.otherIngeniería Informática
dc.titleArquitectura IoT para la automatización agrícola: captura del conocimiento ancestral y gestión en entornos de conectividad limitada
dc.title.alternativeArquitectura IoT para la Automatización Agrícola: Captura del Conocimiento Ancestral y Gestión en Entornos de Conectividad Limitada
dc.typebachelorThesis
dcterms.descriptionIngeniero en Ciencias de la Computación
dcterms.spatialCuenca, Ecuador

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