PT
A rápida evolução dos dispositivos conectados à Internet na agricultura tem transformado
significativamente o setor, possibilitando o desenvolvimento de sistemas inteligentes que
melhoram a monitorização das culturas e a gestão dos recursos. Estas inovações têm conduzido
a práticas agrícolas mais eficazes e eficientes, sobretudo através da recolha de dados em tempo
real e da monitorização remota, aspetos particularmente relevantes para culturas perenes e
rotativas com distintos ciclos de crescimento e exigências ambientais.
Um dos fatores determinantes para o desempenho destes sistemas é a escolha do protocolo
de comunicação, que influencia diretamente a eficiência energética, a fiabilidade da transmissão
de dados e o desempenho global do sistema. A seleção do protocolo mais adequado é, por
conseguinte, essencial para garantir a autonomia e a viabilidade operacional das soluções de
monitorização inteligente.
A presente tese apresenta uma análise comparativa de três protocolos de comunicação
amplamente utilizados em sistemas de monitorização agrícola inteligente: Wi-Fi (IEEE 802.11
Wireless LAN), LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) e GSM/GPRS (Global System
for Mobile communications/ General Packet Radio Service) -. Cada uma destas tecnologias
possui características específicas que a tornam mais adequada a determinados tipos de culturas
e contextos operacionais.
Para assegurar uma comparação justa e consistente, foi utilizado o mesmo conjunto de
sensores — responsáveis pela medição da temperatura, humidade, luminosidade e humidade
do solo — em todos os ensaios experimentais. Estes sensores funcionaram exclusivamente
como instrumentos de medição constantes, permitindo que o estudo se focasse na avaliação do
consumo energético, da autonomia e do desempenho de comunicação de cada protocolo.
Os resultados obtidos fornecem evidências relevantes para a escolha da tecnologia de
comunicação mais adequada à monitorização agrícola em tempo real, combinando eficiência
energética com potencial para a otimização dos processos de rega e fertilização.
EN
The rapid evolution of Internet-connected devices in agriculture has significantly transformed
the sector, enabling the development of intelligent systems that enhance crop monitoring and
resource management. These innovations have led to more effective and efficient agricultural
practices, particularly through real-time data acquisition and remote monitoring, which are
especially valuable for perennial and rotational crops with distinct growth cycles and
environmental requirements.
A key factor influencing the performance of such systems is the choice of communication
protocol, which directly affects energy efficiency, data transmission reliability, and overall
system performance. Selecting the most suitable protocol is therefore crucial to ensuring the
autonomy and operational viability of smart monitoring solutions.
This thesis presents a comparative analysis of three main communication protocols used in
smart crop monitoring systems: Wi-Fi, LoRaWAN, and GSM/GPRS. Each of these
technologies has unique characteristics that make it more appropriate for specific crop types
and operational contexts.
To ensure a fair and consistent comparison, the same set of sensors—measuring
temperature, humidity, light, and soil moisture—was used across all tests. These sensors served
solely as constant measurement instruments, allowing the study to focus exclusively on the
energy consumption, autonomy, and communication performance of each protocol.
The results provide valuable evidence for selecting the most suitable communication
technology for energy-efficient, real-time crop monitoring and for the optimization of irrigation
and fertilization processes.
