Diseño y desarrollo de un sistema IoT para la adquisición automática de datos climatológicos basado en microcontroladores ESP8266
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Palabras clave

MQTT
monitoreo
sensores
internet
sistemas

Resumen

El monitoreo de variables climatológicas mediante tecnologías de bajo costo representa una alternativa viable para aplicaciones ambientales, agrícolas e industriales. El objetivo de este trabajo fue diseñar, implementar y evaluar un sistema IoT para la adquisición automática de datos de temperatura y humedad utilizando microcontroladores ESP8266. La metodología empleada consistió en el desarrollo de una arquitectura distribuida basada en módulos servidores y nodos de adquisición comunicados mediante el protocolo MQTT sobre una red WLAN local. El sistema incorpora almacenamiento local en tarjeta microSD y sincronización temporal mediante un módulo RTC DS1302. Para validar su funcionamiento, se implementó un grupo operativo conformado por un servidor y dos nodos de adquisición equipados con sensores DHT22, realizando pruebas experimentales durante 60 min con una frecuencia de adquisición de una lectura por segundo. Los resultados mostraron una comunicación estable entre los dispositivos en un rango de 10 a 15 m y un consumo promedio de 320 mA durante la transmisión activa y 90 mA en modo inactivo. Asimismo, los datos adquiridos fueron almacenados correctamente, permitiendo la generación de registros históricos de temperatura y humedad. Se concluye que la arquitectura propuesta constituye una solución de bajo costo, escalable y adecuada para aplicaciones de monitoreo ambiental que no requieren infraestructura externa para el almacenamiento de datos.

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Citas

Adafruit Industries. 2024. DHT11 and DHT22 sensor datasheet. Retrieved from Adafruit Industries: https://learn.adafruit.com/dht

Ai-Thinker Technology Co., Ltd. 2015. ESP-01 Wi-Fi Module Based on ESP8266EX. https://www.ai-thinker.com/product/esp8266

Banzi, M., & Shiloh, M. 2014. Getting started with Arduino (3rd ed.). Maker Media.

Electronics, A. (n.d.). DHT22 (AM2302) Digital Humidity and Temperature Sensor Datasheet. https://www.aosong.com/

Espressif Systems. 2023. ESP8266EX datasheet. Retrieved from Espressif Systems: https://www.espressif.com/en/products/socs/esp8266

Hunkeler, U., Truong, H. L., & Stanford-Clark, A. 2008. MQTT-S—A publish/subscribe protocol for Wireless Sensor Networks. 2008 3rd International Conference on Communication Systems Software and Middleware and Workshops (COMSWARE’08), 791–798.

Kumar, A., & Singh, R. 2020. IoT-based weather monitoring system using ESP8266 and Blynk. International Journal of Scientific Research in Engineering and Management, 1–6.

LC Studio. 2012. Micro SD Card Module for Arduino (SPI Interface). https://components101.com/modules/micro-sd-card-module

Mahesh, D. S., S, M. S., & Anvekar, D. K. 2014. A Cloud Computing Architecture with Wireless Sensor Networks for Agricultural Applications. International Journal of Computer Networks and Communications Security, 1(2013), 34–38. https://doi.org/10.47277/ijcncs/2(1)6

Maxim Integrated. 2015. DS1302: Trickle-Charge Timekeeping Chip. https://www.analog.com/en/products/ds1302.html

Naik, N. 2017. Choice of effective messaging protocols for IoT systems: MQTT, CoAP, AMQP and HTTP. 2017 IEEE International Systems Engineering Symposium (ISSE), 1–7.

OASIS. 2019. MQTT Version 5.0. https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html

Organización Meteorológica Mundial. 2021. Organización Meteorológica Mundial. Retrieved from Guía sobre instrumentos y métodos de observación meteorológicos: https://library.wmo.int/

Pahuja, R., & Kumar, N. 2017. Design and development of a wireless sensor network for precision agriculture. International Journal of Computer Applications, 25–30.

Paputungan, I. V., Faruq, A. Al, Puspasari, F., Hakim, F. Al, Fahrurrozi, I., Oktiawati, U. Y., & Mutakhiroh, I. 2020. Temperature and Humidity Monitoring System in Broiler Poultry Farm. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 803(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/803/1/012010

Sethi, P., & Sarangi, S. 2017. Internet of Things: Architectures, protocols, and applications. Journal of Electrical and Computer Engineering.

Texas Instruments. 2019. HDC1080 low power, high accuracy digital humidity sensor with temperature sensor. Retrieved from Texas Instruments: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/hdc1080.pdf

Wangtong Electronics Co., Ltd. 2016. LM2596 DC-DC Adjustable Power Supply Module Datasheet. https://components101.com/modules/lm2596-dc-dc-buck-converter-module

Zafar, S., Miraj, G., Baloch, R., Murtaza, D., & Arshad, K. 2018. Environmental Monitoring System Using IoT and Environmental Monitoring System Using IoT and Cloud Service at Real-Time. Engineering, Technology & Applied Science Research, 8(4), 3238–3242.

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