DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en...
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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Patricia Belén Meneses Buitrón
Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones
Sangolquí, Marzo 2015
IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DE CO2 MEDIANTE REDES DE SENSORES
INALÁMBRICOS EN EL CAMPUS UNIVERSITARIO DE LA ESPE
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INTRODUCCIÓN
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ONU
Año 2050
70% Población
Urbanaurbano rural
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Distribución de PoblaciónEcuador - España
Ecuador España
Introducción
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Quito 5.1 Millones
de toneladas
Introducción
Huella de Carbono
Ecuador 75%
Vehículos
56% Transporte
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OBJETIVOS
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Objetivos
Objetivo General
Implementar un sistema de monitorización de CO2 mediante redes de sensores inalámbricos en el campus universitario de la ESPE, para conocer el grado de contaminación.
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Objetivos
Objetivos Específicos
• Desplegar un sistema con sensores inalámbricos para poder monitorizar CO2 en el campus universitario matriz.
• Desarrollar una página web para poder realizar consultas de los índices de contaminación de cada sensor desplegado.
• Determinar los efectos en la salud que conlleva estar expuesto a emisiones de CO2.
• Realizar pruebas con diferentes condiciones de clima y en el mismo espacio para obtener un análisis de las emisiones en interiores.
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MARCO TEÓRICO
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Wireless Sensor Networks (WSN)
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Elementos de una WSN
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Redes Ad Hoc
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Redes Ad Hoc (cont.)
Características
Comunicación y Consumo de
energía
Topología de red
dinámica
Escalabilidad para el
despliegue
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ZigBee y 802.15.4
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ZigBee y 802.15.4 (cont.)
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MÉTODOS Y MATERIALES
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Medición de CO2 en Partes por millón (ppm)
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Nodos
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Nodos (cont.)
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Gateway
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Página Web
Procesamiento
Diseño
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DESARROLLO DEL
SISTEMA
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Arquitectura
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Topología
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Frecuencia de Muestreo
5 Mínimo
48 Recomendación
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Ahorro de energía
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Programación Nodos
1. Añadir Librerías
• WaspXBee802• WaspFrame• WaspSensorGas_v20
2. Declaración de variables• packetXBee* packet• MAC_ADDRESS• CO2
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Programación nodos (cont.)
3. Inicialización de módulos
• Real Time Clock• Placa de gases• Socket del sensor de CO2• Sensor de CO2
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Programación nodos (cont.)
4. Mediciones• Batería• Sensor de CO2
5. Enviar la información• Establecer parámetros de envío
6. Definir modo Sleep • Apagar Xbee• 00:00:15:00.
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Configuración Módulos Transmisión
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Configuración Gateway
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Configuración Gateway (cont.)
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Configuración Gateway (cont.)
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Programación Interfaz de Usuario
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Programación Interfaz de Usuario (cont.)
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Programación Interfaz de Usuario (cont.)
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Programación Interfaz de Usuario (cont.)
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Programación Interfaz de Usuario (cont.)
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Programación Interfaz de Usuario (cont.)
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IMPLEMENTACIÓN DE LA RED
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Despliegue Exterior
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Despliegue Exterior (cont.)
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Despliegue Interior
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Despliegue Interior (cont.)
![Page 44: DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Sangolquí, Marzo 2015.](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022062309/5665b4d41a28abb57c940b20/html5/thumbnails/44.jpg)
PRUEBAS
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Condiciones
PRUEBA EN PARQUEADEROS
Hora
12:45 pm
14:00 pm
Clima
Despejado con viento
Despejado con viento
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Condiciones (cont.)
Prueba en Laboratorio
Día
1
2
2
3
3
4
4
Hora
7:15 am
6:45 am
8:00 am
7:00 am
8:15 am
6:45 am
9:30 am
No. Personas
19
13
13
16
16
13
13
Observaciones
Poco movimiento
Movimiento
Poco movimiento
Poco movimiento
Casi nada de movimiento
Poco movimiento
Casi nada de movimiento
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RESULTADOS OBTENIDOS
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Prueba exterior
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Prueba exterior (cont.)
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Pruebas en laboratorio
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Pruebas en laboratorio (cont.)
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Pruebas en laboratorio (cont.)
![Page 53: DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Sangolquí, Marzo 2015.](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022062309/5665b4d41a28abb57c940b20/html5/thumbnails/53.jpg)
Pruebas en laboratorio (cont.)
![Page 54: DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Sangolquí, Marzo 2015.](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022062309/5665b4d41a28abb57c940b20/html5/thumbnails/54.jpg)
Pruebas en laboratorio (cont.)
![Page 55: DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Sangolquí, Marzo 2015.](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022062309/5665b4d41a28abb57c940b20/html5/thumbnails/55.jpg)
Pruebas en laboratorio (cont.)
![Page 56: DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Sangolquí, Marzo 2015.](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022062309/5665b4d41a28abb57c940b20/html5/thumbnails/56.jpg)
Pruebas en laboratorio (cont.)
![Page 57: DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Patricia Belén Meneses Buitrón Carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones Sangolquí, Marzo 2015.](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022062309/5665b4d41a28abb57c940b20/html5/thumbnails/57.jpg)
ANÁLISIS DE RESULTADOS
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Niveles de CO2
350 – 450 ppm Concentración atmosférica típica
600 – 800 ppm Calidad del aire interno aceptable
1.000 ppm Calidad del aire interno tolerable
5.000 ppm Límite promedio de exposición en un período de 8 horas
6.000 – 30.000 ppm Exposición breve, preocupación
3 – 8% Incremento de la frecuencia de respiración, dolor de cabeza
>10% Náuseas, vómito, pérdida de conocimiento
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Análisis
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Análisis (cont.)
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Conclusiones
Ahorro de Energía
Ventilación y Ventanas
Menor tamaño
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Conclusiones (cont.)
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Trabajos futuros
Ampliar sensores
Aplicación para teléfonos inteligentes
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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PREGUNTAS