A geada noturna continua sendo uma das ameaças mais significativas à produção de frutas. Algumas horas de baixas temperaturas podem danificar flores, reduzir a produtividade e causar prejuízos financeiros expressivos para os produtores.
Para ajudar os fruticultores a reagir de forma mais rápida e eficiente, a FruitProtect desenvolveu uma plataforma de monitoramento e automação baseada em IoT, com foco na proteção de pomares contra geadas noturnas. Ao integrar o módulo I/O 4G LTE TCG120-4 da Teracom, a empresa expandiu sua plataforma para além do monitoramento, permitindo o controle automatizado de ventiladores antigeada por meio de comunicação MQTT.
Sobre a FruitProtect
A FruitProtect desenvolve soluções IoT para a agricultura, com forte foco na proteção de pomares contra geadas noturnas.
A plataforma combina sensores sem fio, serviços em nuvem, aplicativos móveis e recursos de automação para fornecer aos produtores informações em tempo real sobre as condições de campo. O sistema monitora temperatura, umidade, umidade do solo e operação de bombeamento, gerando alertas quando condições críticas são detectadas.
Atualmente, a FruitProtect opera mais de 1.200 sensores em diversos países europeus, incluindo Países Baixos, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Hungria e Polônia. Aproximadamente 80% dos dispositivos implantados se comunicam via tecnologia LoRa.
Para fruticultores que gerenciam múltiplos pomares, a plataforma reduz a necessidade de deslocamento entre locais durante a noite, fornecendo informações precisas das áreas mais críticas.
Imagem: Sensor FruitProtect instalado em um pomar
O Desafio
Muitos fruticultores utilizam ventiladores antigeada para proteger seus pomares durante as noites frias.
Um ventilador antigeada funciona misturando o ar mais quente das camadas atmosféricas superiores com o ar mais frio próximo ao solo, ajudando a manter as temperaturas acima de níveis prejudiciais. No entanto, a operação eficiente depende de medições de temperatura precisas.
Em muitas instalações, os sensores de temperatura localizados próximos ao ventilador antigeada não representam com precisão as condições de todo o pomar. Como resultado, os ventiladores podem ser acionados tarde demais, desligados cedo demais ou operar desnecessariamente.
A FruitProtect queria automatizar a operação dos ventiladores antigeada com base em medições de temperatura coletadas diretamente dentro do pomar, mantendo uma comunicação confiável por redes celulares.
Ao mesmo tempo, os custos operacionais precisavam ser baixos o suficiente para viabilizar a implantação em larga escala.
Solução de Proteção contra Geada com MQTT
A plataforma FruitProtect coleta continuamente dados de temperatura de sensores posicionados em locais representativos dentro do pomar.
Quando a temperatura medida atinge um limiar predefinido, a plataforma envia automaticamente um comando MQTT para um módulo TCG120-4 instalado no ventilador antigeada.
O TCG120-4 recebe o comando e aciona uma saída de relé que liga o ventilador. O processo funciona de forma automática, sem exigir intervenção do produtor.
A mesma arquitetura também pode ser utilizada para controle de irrigação e outras aplicações de automação agrícola que requerem chaveamento remoto confiável.
Imagem: Aplicativo móvel FruitProtect
Imagem: Arquitetura do sistema FruitProtect e TCG120-4
Otimização da Comunicação MQTT na Proteção contra Geada
Uma comunicação MQTT confiável era um requisito fundamental para o projeto.
O TCG120-4 foi configurado para publicar informações de status e receber comandos de controle via MQTT por meio de uma conexão celular. Embora a solução tenha funcionado conforme o esperado, a FruitProtect identificou um desafio importante durante os testes.
O tráfego celular inicial era de aproximadamente 1 MB por dia por dispositivo. Para uma base de implantação em crescimento, os custos de comunicação poderiam se tornar um fator significativo.
Com as versões mais recentes de firmware, o TCG120-4 inclui melhorias na comunicação MQTT que aumentam a eficiência mantendo a operação confiável em redes celulares. Essas melhorias otimizam a comunicação com o broker MQTT e reduzem o tráfego desnecessário, preservando a conectividade confiável.
Nesta aplicação, o tráfego celular diário foi reduzido para aproximadamente 50–80 KB por dia, representando uma redução de mais de 90%.
Resultados
O sistema de proteção contra geada com MQTT implementado oferece diversos benefícios importantes:
- Medições de temperatura precisas coletadas dentro do pomar
- Controle automático do ventilador antigeada com base nas condições reais de campo
- Menor necessidade de deslocamento noturno entre locais
- Redução do consumo de combustível ao evitar operação desnecessária dos ventiladores
- Comunicação MQTT confiável por redes celulares
- Redução de mais de 90% no uso de dados móveis
A solução já está em operação em instalações reais e ajudou a FruitProtect a expandir sua oferta para novos clientes.
Feedback do Cliente
“A integração com o TCG120-4 funciona muito bem para nossa aplicação de ventiladores antigeada. O baixo consumo de dados celulares torna a solução escalável e oferece aos nossos clientes uma forma confiável de automatizar a proteção contra geada com base em medições reais de temperatura no pomar.”
Conclusão
Para a FruitProtect, a combinação de medições precisas em campo, automação via MQTT e comunicação celular confiável resultou em uma solução de proteção contra geada prática e escalável para a fruticultura moderna.
Esta arquitetura de proteção contra geada com MQTT permite que os produtores automatizem o controle dos ventiladores antigeada mantendo uma comunicação celular eficiente.
O projeto também demonstra o valor da colaboração estreita entre fornecedores de tecnologia e integradores de sistemas. O que começou como uma solicitação para reduzir o uso de dados celulares resultou em melhorias de firmware que agora beneficiam todos os usuários do TCG120-4.
Ao combinar a expertise agrícola da FruitProtect com a tecnologia de I/O remoto habilitada para MQTT da Teracom, os produtores podem proteger suas colheitas com mais eficiência, mantendo os custos de comunicação e operação sob controle.
Saiba mais sobre o dispositivo utilizado nesta aplicação: página do produto TCG120-4.
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