Desenvolvimento de infraestrutura IoT para monitoramento das condições ambientais na avicultura

Abstract

A Indústria 4.0, baseada em tecnologias como IoT, IA e Big Data, torna os processos mais eficientes e integrados, sendo especialmente promissora para o agronegócio, setor com grande importância na economia brasileira. Apesar de seu potencial, a adoção dessas tecnologias por pequenos e médios produtores avícolas brasileiros ainda é limitada, devido a barreiras como infraestrutura, conectividade reduzida e restrições financeiras. Na avicultura, o uso de sensores e monitoramento remoto permite controlar variáveis ambientais que afetam diretamente a produção. A automação melhora a eficiência, garante rastreabilidade e qualidade dos produtos, e pode transformar granjas convencionais em sistemas inteligentes e sustentáveis. Diante desse cenário, este trabalho propôs o desenvolvimento de uma prova de conceito teórica de uma arquitetura IoT voltada ao monitoramento remoto de variáveis ambientais em galpões avícolas, considerando especialmente as necessidades e limitações. O sistema foi estruturado com base em uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) composta por módulos sensores e um módulo interrogador central, que realiza a coleta e transmissão dos dados via comunicação RS-485 e LoRa®, respectivamente. Foram definidos os requisitos técnicos da solução, selecionados os sensores e microcontroladores adequados, e desenvolvidos os esquemáticos eletrônicos e layouts de PCI, com ênfase em baixo custo, baixo consumo energético e robustez. A arquitetura proposta mostrou-se viável para aplicações futuras em campo, com potencial para melhorar o bem-estar animal, a produtividade e a sustentabilidade da produção avícola nacional.

Industry 4.0, based on technologies such as IoT, Artificial Intelligence, and Big Data, enhances process efficiency and integration, proving especially promising for agribusiness, a sector of great importance to the Brazilian economy. Despite its potential, the adoption of these technologies by small and medium-sized poultry producers in Brazil remains limited due to barriers such as infrastructure deficiencies, limited connectivity, and financial constraints. In poultry farming, the use of sensors and remote monitoring allows for the control of environmental variables that directly affect production. Automation improves operational efficiency, ensures traceability and product quality, and has the potential to transform conventional farms into intelligent and sustainable systems. Given this context, this work proposed the development of a theoretical proof of concept for an IoT architecture aimed at the remote monitoring of environmental variables in poultry houses, with special attention to the needs and limitations of small and medium producers. The system was structured based on a Wireless Sensor Network (WSN) composed of sensor modules and a central interrogator module, responsible for collecting and transmitting data via RS-485 and LoRa® communication, respectively. Technical requirements were defined, appropriate sensors and microcontrollers were selected, and electronic schematics and PCB layouts were developed, emphasizing low cost, low energy consumption, and robustness. The proposed architecture proved to be feasible for future field applications, with the potential to improve animal welfare, productivity, and the sustainability of poultry production in Brazil.