Development and validation of a rapid-prototyping IoT-based sensor system for poultry house microclimate monitoring

O sistema de produção industrial de frangos de corte envolve a criação dos animais em um ambiente artificial (aviário) que deve fornecer todas as condições necessárias para gerar um microclima adequado. Esse microclima garante o desenvolvimento ideal dos animais com base em seus índices produtivos e potencial genético. O monitoramento desse ambiente requer atenção cuidadosa às variáveis ​​ambientais que influenciam diretamente o desempenho animal. Este estudo apresenta o desenvolvimento de um módulo eletrônico, denominado Sensor Ambiental, que captura variáveis-chave do microclima em aviários de frangos de corte utilizando microcontroladores e sensores de prototipagem rápida. Especificamente, o dispositivo foi construído em torno de um microcontrolador Wemos Mega R3 (ESP8266/ATmega2560) e empregou sensores de prototipagem rápida (MQ-137 para NH₃, MH-Z19E para CO₂, MQ-7 para CO, BME280 para temperatura e umidade, DSM501A para poeira e TEMT6000 para luminosidade). O método de construção envolveu a seleção de componentes eletrônicos por meio de um processo iterativo de prototipagem, e cada sensor foi calibrado com base em padrões de referência industriais, seguindo a Norma Técnica NBR 14610. A análise estatística dos dados de calibração resultou em equações de regressão linear para cada variável (por exemplo, para NH₃: y = 0,602x + 501,86). As métricas de desempenho demonstraram alta concordância com instrumentos de referência certificados e calibrados: o sensor de NH₃ MQ-137 apresentou uma correlação de R = 0,82 (R² = 0,64) com o padrão de referência industrial (erro padrão = 0,41 ppm), e o sensor de temperatura BME280 alcançou R = 0,95 (R² = 0,91) (erro padrão = 0,07 °C). Esses resultados indicam a precisão e a adequação do sistema para o monitoramento das condições em aviários de frangos de corte. Experimentos de campo subsequentes em uma granja avícola comercial confirmaram a compatibilidade dos sensores com cada variável medida e demonstraram que os sensores de prototipagem calibrados podem estimar de forma confiável os parâmetros microclimáticos em condições práticas de produção.