Diseño e implementación de un dispositivo para la adquisición de datos meteorológicos y conectividad IP que se integre con la red de datos de Senagua en la cuenca del río Santa Bárbara
En la cuenca del río Santa Bárbara, SENAGUA tiene en funcionamiento un conjunto de estaciones meteorológicas automáticas para el estudio del clima, que en gran parte cuentan con un sistema de telemetría. Al ser estos equipos importados, da como consecuencia elevados costos en su instalación, dado qu...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
2016
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| author | Mejía Garcés, Rubén Danilo |
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| description | En la cuenca del río Santa Bárbara, SENAGUA tiene en funcionamiento un conjunto de estaciones meteorológicas automáticas para el estudio del clima, que en gran parte cuentan con un sistema de telemetría. Al ser estos equipos importados, da como consecuencia elevados costos en su instalación, dado que se necesita actualizar y buscar la compatibilidad de los sensores con el sistema de adquisición de datos.
Por esta razón, el objetivo de este proyecto es diseñar e implementar un sistema de adquisición de datos meteorológicos automático, basado en estándares internacionales tales como OMM, ASTM y otros, que tenga un funcionamiento similar al de las estaciones actuales. Para el desarrollo del prototipo del sistema se ha utilizado ingeniería inversa, la instrumentación de los sensores, así como los criterios de tropicalización para la exposición a ambientes adversos, utilizando tres plataformas diferentes: Microcontrolador PIC, Arduino y Raspberry PI.
Las diferentes arquitecturas presentadas se han elegido acorde a tres parámetros de análisis para sistemas embebidos. En primer lugar, el análisis de costos permite comparar los gastos que se realizarían al colocar una estación meteorológica Campbell Scientific, actualmente funcionando en la red de SENAGUA, con respecto a cada una de las plataformas en las que se ha desarrollado el equipo. En segundo lugar, el análisis de consumo energético determina el número de paneles solares necesarios para alimentar el sistema. En tercer lugar el análisis de la complejidad computacional permite establecer cuán difícil (y por lo tanto el consumo de horas hombre) es implementar los algoritmos necesarios en cada una de las plataformas.
Como resultado se obtiene la comparativa de las tres diferentes arquitecturas, estableciendo una estación meteorológica de menor costo, bajo consumo energético y mínima complejidad computacional, siendo la plataforma basada en Microcontrolador PIC, aquella que presenta un mejor rendimiento en base a los parámetros de análisis. |
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| institution | Universidad de Cuenca |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-259612020-08-03T17:13:31Z Diseño e implementación de un dispositivo para la adquisición de datos meteorológicos y conectividad IP que se integre con la red de datos de Senagua en la cuenca del río Santa Bárbara Mejía Garcés, Rubén Danilo Guevara Baculima, Remigio Clemente Electronica Telecomunicaciones Metereologia Sistema Embebido Sensores Comunicacion Almacenamiento En la cuenca del río Santa Bárbara, SENAGUA tiene en funcionamiento un conjunto de estaciones meteorológicas automáticas para el estudio del clima, que en gran parte cuentan con un sistema de telemetría. Al ser estos equipos importados, da como consecuencia elevados costos en su instalación, dado que se necesita actualizar y buscar la compatibilidad de los sensores con el sistema de adquisición de datos. Por esta razón, el objetivo de este proyecto es diseñar e implementar un sistema de adquisición de datos meteorológicos automático, basado en estándares internacionales tales como OMM, ASTM y otros, que tenga un funcionamiento similar al de las estaciones actuales. Para el desarrollo del prototipo del sistema se ha utilizado ingeniería inversa, la instrumentación de los sensores, así como los criterios de tropicalización para la exposición a ambientes adversos, utilizando tres plataformas diferentes: Microcontrolador PIC, Arduino y Raspberry PI. Las diferentes arquitecturas presentadas se han elegido acorde a tres parámetros de análisis para sistemas embebidos. En primer lugar, el análisis de costos permite comparar los gastos que se realizarían al colocar una estación meteorológica Campbell Scientific, actualmente funcionando en la red de SENAGUA, con respecto a cada una de las plataformas en las que se ha desarrollado el equipo. En segundo lugar, el análisis de consumo energético determina el número de paneles solares necesarios para alimentar el sistema. En tercer lugar el análisis de la complejidad computacional permite establecer cuán difícil (y por lo tanto el consumo de horas hombre) es implementar los algoritmos necesarios en cada una de las plataformas. Como resultado se obtiene la comparativa de las tres diferentes arquitecturas, estableciendo una estación meteorológica de menor costo, bajo consumo energético y mínima complejidad computacional, siendo la plataforma basada en Microcontrolador PIC, aquella que presenta un mejor rendimiento en base a los parámetros de análisis. In the Santa Barbara river basin, SENAGUA has in place a set of automatic weather stations for the climate study, which largely have a telemetry system. These are imported equipments, so installation is expensive, since the need of updates and to search the compatibility of sensors with the data acquisition system. For this reason, the aim of this project is to design and implement a system of automatic meteorological data acquisition, based on international standards such as WMO, ASTM and others, which operates similar to current operating stations. For the development of the prototype system, it has been used reverse engineering, instrumentation of the sensors and tropicalisation criteria for exposure to adverse environments, using three different platforms: PIC microcontroller, Arduino and Raspberry PI. The different architectures already submitted have been chosen according to three parameters of analysis for embedded systems. First, the cost analysis allows you to compare the costs that would be made by placing a Campbell Scientific weather station, currently operating in network SENAGUA with respect to each of the platforms on which the equipment has developed. Secondly, energy consumption analysis determines the number of solar panels required to power the system. In third place, the computational complexity establishes the difficulty (and therefore the manhours quantity) to implement algorithms required of each platform used. As a result the comparison of three different architectures is obtained, establishing a weather station with lower cost, lower energy consumption and lower computational complexity. The PIC microcontroller platform is the one that presents better performance based on the analysis parameters. Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2016-11-15T10:42:18Z 2016-11-15T10:42:18Z 2016 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/25961 spa TET;44 application/pdf application/pdf |
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