Sistema autónomo y remoto de adquisición

Abstract

SARA-Bee es un sistema que se compone de un equipo modular de telemetría y un servidor. Este sistema es flexible y adaptable a múltiples problemas. Como aplicación particular se desarrollaron módulos para el monitoreo de colmenas de abejas. El objetivo general del proyecto fue diseñar y construir un equipo cuyas características fundamentales fueran arquitectura flexible, autonomía energética y comunicación remota. Conformado por módulos independientes, el cual proporciona versatilidad y permite la re-utilización de gran parte del hardware para distintas aplicaciones. El equipo se compone de tres tipos de módulos con funcionalidades específicas: adquisición, alimentación y principal, este último encargado de la comunicación y de la agenda. Cada módulo está basado en una placa de desarrollo de Arduino y un shield diseñado específicamente para el propósito de dicho módulo. El firmware de los módulos fue desarrollado en lenguaje C. Para la comunicación entre módulos, se utilizó el bus I2C y se desarrolló un protocolo de comunicación en base a las características del bus y del equipo. Dicho protocolo contempla lecturas escalares y vectoriales en múltiples canales; y tiene una secuencia de inicialización en la cual el maestro escanea el bus consultando parámetros que caracterizan a cada uno de los módulos esclavos. En cuanto a la comunicación con el servidor, se utilizó el protocolo MQTT a través de GPRS. Es posible configurar el equipo, solicitar medidas y la configuración actual por medio de clientes MQTT. Se presentan dos bases de datos para el almacenamiento, MongoDB e In uxDB. En la primera se almacenan los datos crudos tal cual los recibe el servidor. En In-uxDB se almacenan los valores propiamente dichos. Consecuentemente, se utilizan dos Web Services. Uno es Chronograf, un Web Service de In uxDB que permite la presentación de los datos. El otro Web Service es MongoKU en el cual se visualiza los mensajes en crudo. Se realizaron pruebas a nivel de laboratorio en cada de uno de los módulos de forma independiente, de todos los módulos en conjunto, y del equipo con el servidor. El equipo y cada uno de sus módulos fueron diseñados para ser utilizados a la intemperie. El sistema completo se probó de forma continua en el techo de facultad durante una semana con resultado satisfactorio.