Estudio y diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo del co2 en el aire y niveles de ruido en el casco urbano de la ciudad de Loja.

Abstract

En el presente trabajo se realizó el estudio y diseño de una red inalámbrica de sensores con el objetivo de monitorear las concentraciones de CO2 en el aire y los niveles de ruido del casco urbano de la ciudad de Loja. La investigación comenzó con el estudio de las Redes Inalámbricas de Sensores (WSN), para determinar sus principales características, definir su funcionamiento, describir sus áreas de aplicación y establecer los requerimientos mínimos para una adecuada selección de dispositivos, tales como: velocidad de transmisión, número de nodos aceptados, la eficiencia energética y la seguridad de la red. De la misma manera, se analizó las diferentes tecnologías de soporte en base a varios estándares de comunicación, como: Bluetooth, Wifi, WiMAX, Zigbee y LoRa, de las cuales se seleccionó Zigbee por su costo y especificaciones técnicas que presenta, haciéndolo apto para este tipo de aplicación. Para determinar el escenario de monitoreo, se tomó en cuenta cinco escenarios del casco urbano lojano, los cuales presentan el mayor porcentaje de actividad socioeconómica, y de entre estos escenarios se eligió el centro de la ciudad, a partir de un análisis de factores que contribuyan a un correcto desarrollo del proyecto. Para el diseño de la red inalámbrica, se realizó la simulación en el software Riverbeb Modeler, con el objetivo de encontrar los parámetros de evaluación, como: la velocidad de transmisión, el retardo y los paquetes recibidos. Además, se diseñó los nodos sensores y el nodo coordinador, que permite el establecimiento y comunicación de la red, a través del módulo XBee PRO S2B, de la tecnología Zigbee. Para evaluar la red diseñada, se realizó dos tipos de prueba: una prueba de nivel de potencia de recepción entre los nodos a diferentes distancias: 100, 200 y 300 metros de alcance, y la segunda prueba se realizó en base al funcionamiento de la red con el establecimiento de un nodo coordinador y dos nodos sensores, un nodo para el monitoreo de CO2 y el otro para el ruido. Para la visualización de los datos se ha desarrollado una interfaz gráfica de usuario HMI que hace posible la obtención de información en tiempo real acerca de las condiciones en la zona, a través del software VS Express 2017.