Implementacion De Una Red De Sensores Para Un Espacio Inteligente.docx

IMPLEMENTACION DE UNA RED DE SENSORES PARA UN ESPACIO INTELIGENTE Using the Wireless Sensor Network (WSN) to create an Intelligent area

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE JALISCO Proyecto final

Integrantes: José Alfredo Cataño Santos Luis Manuel Macias Patiño Eduardo Vazquez Enciso

Contenido IMPLEMENTACION DE UNA RED DE SENSORES PARA UN ESPACIO INTELIGENTE ....................................... 1 RESUMEN .................................................................................................................................................. 3 ABSTRAC.................................................................................................................................................... 3 OBJETIVO GENERAL................................................................................................................................... 3 Objetivos específicos ............................................................................................................................ 3 INTRODUCCION......................................................................................................................................... 3 ANTECEDENTES ......................................................................................................................................... 3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 4 METODOLOGÍA ......................................................................................................................................... 4 Perspectiva de la Investigación ............................................................................................................. 4 Tipo de Investigación ............................................................................................................................ 4 Métodos de Investigación ..................................................................................................................... 4 PLANO Y ISOMÉTRICO ............................................................................................................................... 6 DESARROLLO DEL CÓDIGO ........................................................................................................................ 7 Librerias................................................................................................................................................. 7 Conexiones. ........................................................................................................................................... 7 Módulos arduino. .................................................................................................................................. 8 Sensor de Monóxido de Carbono MQ7 .............................................................................................. 10 Lectura Analógica de los módulos MQ ............................................................................................... 10 Modulo sensor de temperatura y humedad DHT11 y DHT22 ............................................................ 12 Sensor DHT11 ...................................................................................................................................... 13 Sensor DHT22 ...................................................................................................................................... 13 Conexiones entre Arduino y el sensor DHT11 o DHT22 ..................................................................... 14 Librería DHT para Arduino .................................................................................................................. 15 Lectura de humedad y temperatura con Arduino: ............................................................................. 15 DECLARACION DE ENTEROS Y VARIABLES .......................................................................................... 17 Código completo. ................................................................................................................................ 18

1. RESUMEN En este documento se describe la implementación de una red de sensores inalámbricos (WSN), para crear un espacio inteligente, controlando, monitoreando y midiendo las variables físicas para optimizar su rendimiento y aumentar su seguridad. Palabras clave: Sensores, Rendimiento, WSN.

2. ABSTRAC In this document the implementation of a Wireless Sensor Network is described, to create an intelligent space, controlling and measuring the physical variables to optimize the performance and increase the security. Keyword: Sensors, Performance, WSN.

3. INTRODUCCION Este trabajo se muestra la implementación de un sistema de adquisición de datos por medio de una red de sensores, para el monitoreo de la presión utilizando el sensor BMP180, la temperatura utilizando el sensor DHT22, un sensor de flujo y el sensor de gas MQ9. Para la realización de este proyecto se decidió dividirlo en varias etapas; acondicionamiento de la señal, conversión de la señal de análoga a digital, adquisición de la señal por la aplicación Android con visualización grafica de los datos, envió de datos por medio inalámbrico al computador e implementación de una interfaz de almacenamiento de datos por Excel, para visualizar el comportamiento de los sensores desde una PC y un teléfono móvil.

3.1.

Objetivo General

Cubrir las demandas de seguridad, eficiencia energética, confort, actividades mecánicas, mantenimiento y operaciones, dentro del marco de la normativa actual de manera automatizada y controlada de forma no presencial. 3.1.1. Objetivos específicos  Desarrollar programa en la PC y Celular para el monitoreo de información de los sensores.  Visualizar los datos en la PC y Celular, arrojados por el sensor de temperatura y humedad, presión y gas.  Almacenar la información en una nube virtual para poder realizar la cita de esta a cualquier hora.

4. ANTECEDENTES Actualmente en el mercado existen sistemas de espacio inteligente, pero estos son diseñados de manera personalizada para los diferentes ámbitos y presentan deficiencia de seguridad y visualización de datos, provocando una gran exposición de riesgos hacia la integridad de una persona, tiempos muertos y pérdidas hacia la corporación misma.

5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Actualmente se vive una época donde es indispensable llevar un control y manejo de los factores de riesgo domésticos, comerciales e industriales, estos factores presentan un peligro a la integridad de los física, económica y moralmente de los individuos, a su vez, se detecta la necesidad de un control permanente de las variables de riesgo en donde los usuarios puedan visualizar los cambios a lo largo del tiempo, para crear programas de alerta temprana que puedan cubrir sus amenazas y necesidades, para lograr evitar percances que pudiesen llegar a afectar.

6. METODOLOGÍA 6.1.

Perspectiva de la Investigación

A partir de la teoría ya existente acerca de las metodologías que se han utilizado para la gestión de proyectos de tecnología y a las definiciones y factores que impactan el desarrollo de un proyecto de virtualización de aplicaciones y hardware, se definirán las principales variables a tener en cuenta para la selección de la metodología más adecuada para este tipo de proyectos, plasmando estas variables en una encuesta, que permitirá a partir de una muestra seleccionada de profesionales que ya han implementado este tipo de tecnología (ya sea desde el punto de vista técnico o de gestión), conocer sus experiencias y aplicar un estudio estadístico a esas experiencias recolectadas. La perspectiva de esta investigación será Cuantitativa utilizando el método deductivo, es decir va de lo más general a lo más específico o particular que en este caso son los proyectos de virtualización. (Martínez Carazo, P. C., 2011).

6.2.

Tipo de Investigación

La investigación será del tipo Exploratoria, ya que el tema en específico sobre el cual se está investigando no está ampliamente documentado y en la bibliografía consultada se encuentra mucha información acerca de las metodologías que se aplican en proyectos de tecnología, pero a un nivel muy general, y no se encuentran recomendaciones o análisis para el caso específico de la virtualización. El resultado de la investigación generará una visión aproximada o superficial acerca de la metodología más apropiada para la implementación de este tipo de proyectos, es decir se generará una hipótesis, la cual estará sustentada en la experiencia de las personas que formarán parte de la muestra a evaluar. (Arias, F. G. ,2006). Esta investigación exploratoria permitirá dar respuesta a las preguntas, qué factores deben tenerse en cuenta para definir si se debe realizar la virtualización o no y cuál es la metodología que más se adapta a este tipo de proyectos teniendo en cuenta esos factores y su impacto dentro de una organización.

6.3.

Métodos de Investigación

Método de Muestreo: Se utilizará el muestreo no probabilístico, ya que a partir de la muestra seleccionada, se realizará la evaluación del tema de investigación propuesto, sin embargo a partir de los resultados obtenidos, no se podrá generalizar en ellos, es decir, es probable que los resultados no apliquen para todos los proyectos de virtualización, si no para una parte de ellos, es más, aplicarán para los relacionados con el área de conocimiento y tipo de organización en la cual labora la muestra seleccionada. Para este caso la muestra seleccionada no será aleatoria, se seleccionarán expertos en el tema de la virtualización, personas que hayan participado o liderado proyectos de virtualización, es decir gerentes de proyecto y personal técnico que cuente con un criterio apropiado, al momento de definir que se hizo bien y que se puede mejorar, para de esta forma identificar una metodología que se adapte a esas

experiencias vividas. El muestreo será de Juicio o Expertos. (Lastra, R. P.,2000). Recolección de información: Como fuentes primarias se utilizarán expertos que hayan participado en proyectos de virtualización, tanto en el desarrollo de la parte técnica, como en la parte de planeación y gestión de este, esto para contar con una visión un poco más amplia del tema y poder evaluar desde los distintos puntos de vista la metodología que más se adapte. Se utilizarán expertos en el tema, ya que un proyecto de virtualización puede involucrar diferentes aspectos que un proyecto genérico o de otro tipo no tengan en cuenta. Como fuentes secundarias se utilizarán artículos científicos y libros basados en estudios similares, relacionados con los tipos de virtualización y las metodologías de implementación, esto con el fin de construir una base sólida para la recolección de la información a través de la muestra seleccionada. Técnica de Recolección de la Información: Se formularán una serie de preguntas definidas con anterioridad y se aplicarán a la muestra seleccionada a través de una encuesta. La encuesta será del tipo correlacional, ya que se definirán variables a evaluar, las cuales se deben correlacionar para obtener el resultado esperado de acuerdo a los objetivos planteados. (Grajales, T., 2000).

6.4.

Planos Isométricos

Ilustración 1 Plano de la maqueta

7. DESARROLLO DEL CÓDIGO 7.1.

Librerias.

Para la realización del programa Las librerías son trozos de código hechas por terceros que usamos en nuestro sketch. Esto nos facilita mucho la programación y permite la abstracción haciendo que nuestro programa sea más sencillo de hacer y de entender. En este apartado también veremos cómo escribir o modificar librerías. (APRENDIENDOARDUINO, 2016)

7.2.

Conexiones.

/////////////////////////////////////////////// // MQ-7 (A0=A0) // RELAY (SENAL=D2)

// //

// BLUE (RX=TX Y TX=RX)

//

// DHT22 (SENAL=D12)

//

// ZUMBADOR (SENAL=D3)

//

///////////////////////////////////////////////

7.3.

Módulos Arduino.

Sensor de gas MQ-7

Ilustración 2 Conexión del sensor MQ-7-

Los sensores de gas de la serie MQ son sensores analógicos por lo que son fáciles de implementar con cualquier microcontrolador.

Ilustración 3 Sensores de gas

Estos sensores son electroquímicos y varían su resistencia cuando se exponen a determinados gases, internamente posee un calentador encargado de aumentar la temperatura interna y con esto el sensor pueda reaccionar con los gases provocando un cambio en el valor de la resistencia. El calentador dependiendo del modelo puede necesitar un voltaje entre 5 y 2 voltios, el sensor se comporta como una resistencia y necesita una resistencia de carga (RL) para cerrar el circuito y con este hacer un divisor de tención y poder leerlo desde un microcontrolador:

Ilustración 4 Configuración electrónica de los sensores de gas

Debido al calentador es necesario esperar un tiempo de calentamiento para que la salida sea estable y tenga las características que el fabricante muestra en sus datasheet, dicho tiempo dependiendo del modelo puede ser entre 12 y 48 horas. En el mercado, generalmente los sensores MQ se encuentran en módulos, lo que nos simplifica la parte de conexiones y nos facilitan su uso, solo basta con alimentar el módulo y empezar a leer el sensor, estos módulos también tienen una salida digital la cual internamente trabaja con un comparador y con la ayuda de un potenciómetro podemos calibrar el umbral y así poder interpretar la salida digital como presencia o ausencia del gas.

La diferencia entre los distintos tipos de sensores MQ es la sensibilidad a cierta gama de gases, más sensibles a algunos gases que a otros, pero siempre detectan a más de un gas, por lo que es necesario revisar los datasheet para escoger el sensor adecuado para nuestra aplicación.

A continuación, detallamos los principales sensores MQ: 7.4. Sensor de Monóxido de Carbono MQ7 Este sensor es de alta sensibilidad al monóxido de carbono (CO), pero también es sensible al H2.

Ilustración 5 sensores de Gas MQ-7

7.5.

Lectura Analógica de los módulos MQ

Para este caso debemos de conectar la salida analógica del módulo a una entrada analógica del Arduino: La diferencia de utilizar la salida digital es que usando la salida analógica podemos trabajar con diferentes niveles de presencia de gas y escalarlo de acuerdo a la necesidad de nuestra aplicación. A continuación, mostramos un sketch para leer la salida analógica: void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { int adc_MQ = analogRead(A0); //Lemos la salida analógica del MQ float voltaje = adc_MQ * (5.0 / 1023.0); //Convertimos la lectura en un valor de voltaje Serial.print("adc:"); Serial.print(adc_MQ); Serial.print(" voltaje:"); Serial.println(voltaje); delay(100); } Ilustración 6 Codigo MQ-7

Al tratarse de una salida analógica, el código es el mismo para cualquier tipo de sensor MQ con el que estén trabajando.

Debido a que el módulo tiene una cámara de calentamiento a donde tiene que ingresar o salir el gas, el tiempo de respuesta es lento, el sensor seguirá detectando los residuos de gas que se quedan dentro de la cámara de calentamiento hasta que estos desaparezcan. A continuación, mostramos valores que se obtuvieron para el sensor MQ-3 sin exponer a alcohol ni otro tipo gas.

Ilustración 7 Medicion

Y cunado exponemos a aire con alcohol los datos obtenidos son los siguientes:

Ilustración 8 Medición con alcochol

Tener en cuenta que todos los módulos son sensibles a más de un gas, claro que en diferente proporción; pero si se trabaja en ambientes en donde hay diferentes tipos de gases no podríamos diferenciar entre ellos y podríamos tener una referencia equivocada si solo necesitamos leer un gas. (Naylamp, 2016)

7.6.

Modulo sensor de temperatura y humedad DHT11 y DHT22

Ilustración 9 Conexion DHT 22

Los sensores DHT11 y DHT22 son sensores digitales de Temperatura y Humedad, fáciles de implementar con cualquier microcontrolador. Utiliza un sensor capacitivo de humedad y un termistor para medir el aire circundante y solo un pin para la lectura de los datos. Tal vez la desventaja de estos es la velocidad de las lecturas y el tiempo que hay que esperar para tomar nuevas lecturas (nueva lectura después de 2 segundos), pero esto no es tan importante puesto que la Temperatura y Humedad son variables que no cambian muy rápido en el tiempo.

7.7.

Sensor DHT11

Este sensor trabaja con un rango de medición de temperatura de 0 a 50 °C con precisión de ±2.0 °C y un rango de humedad de 20% a 90% RH con precisión de 4% RH. Los ciclos de lectura debe ser como mínimo 1 o 2 segundos.

Ilustración 10 DHT11

7.8.

Sensor DHT22

El rango de medición de temperatura es de -40°C a 80 °C con precisión de ±0.5 °C y rango de humedad de 0 a 100% RH con precisión de 2% RH, el tiempo entre lecturas debe ser de 2 segundos.

Ilustración 11 DHT 22

Como se observa la diferencia entre estos sensores es solo el rango y precisión, otra diferencia es que el DHT11 puede soportar ciclos más rápidos de lectura.

7.9.

Conexiones entre Arduino y el sensor DHT11 o DHT22

La conexión es igual para ambos sensores:

Ilustración 12 Diarama de conexión DHT 11 y DHT 22

La resistencia Pull-Up puede ser un valor entre 4.7K y 10K. Si se desea trabajar con lógica de 3.3v solo hay que cambiar la alimentación a dicho voltaje al igual que la resistencia pull-up debe ir a 3.3V, en nuestro caso vamos a trabajar con el pin digital 2, pero pueden usar otro pin si lo desean.

7.10. Librería DHT para Arduino

Usaremos la librería de adafruit, la cual lo pueden descargar desde el siguiente link: https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library Con esta librería podemos realizar fácilmente la lectura de ambos sensores y no preocuparnos por el protocolo de comunicación entre Arduino y los sensores. Después de descargar e importar la librería podemos empezar a programar nuestro sketch 7.11. Lectura de humedad y temperatura con Arduino:

Realizar la lectura del sensor es simple, el siguiente ejemplo muestra como leer la humedad, temperatura en Celsius y en Fahrenheit: #include "DHT.h" #define DHTPIN 2

// Pin donde está conectado el sensor

//#define DHTTYPE DHT11 // Descomentar si se usa el DHT 11 #define DHTTYPE DHT22 // Sensor DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Iniciando..."); dht.begin(); } void loop() { delay(2000); float h = dht.readHumidity(); //Leemos la Humedad float t = dht.readTemperature(); //Leemos la temperatura en grados Celsius float f = dht.readTemperature(true); //Leemos la temperatura en grados Fahrenheit //--------Enviamos las lecturas por el puerto serial------------Serial.print("Humedad "); Serial.print(h); Serial.print(" %t"); Serial.print("Temperatura: "); Serial.print(t); Serial.print(" *C "); Serial.print(f); Serial.println(" *F"); } Ilustración 13 Código sensor de temperatura

Expliquemos el Sketch anterior: Con las siguientes líneas definimos el pin al que está conectado el sensor, tipo de sensor y creamos la variable DHT: #include "DHT.h" #define DHTPIN 2

// Pin donde está conectado el sensor

//#define DHTTYPE DHT11 // Descomentar si se usa el DHT 11 #define DHTTYPE DHT22 // Sensor DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

Dependerá el tipo de sensor con el que están trabajando para definir el DHTTYPE, en nuestro caso es el DHT22, si usan el DHT11, deberán cambiar a #define DHTTYPE DHT11, también pueden cambiar el número del DHTPIN si desean conectar el sensor en otro pin. Para inicializar el sensor usamos la siguiente función: dht.begin();

Y para realizar las lecturas correspondientes se usan las siguientes funciones: float h = dht.readHumidity(); //Humedad float t = dht.readTemperature(); //Temperatura en grados Celsius float f = dht.readTemperature(true); //Temperatura en grados Fahrenheit

Tener en cuenta que solo podemos tomar 1 lectura cada 2 segundos, es por eso que ponemos una pausa de 2 segundos antes de tomar las lecturas para asegurarnos que ya han transcurrido 2 segundos después de la lectura anterior. (Naylamp, 2016)

7.12. Declaración De Enteros Y Variables #include "DHT.h" // Libreria de sensor DHT #define DHTPIN 12 // Pin donde está conectado el sensor //#define DHTTYPE DHT11 // Descomentar si se usa el DHT 11 #define DHTTYPE DHT22 // Sensor DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // llamado al sensor DHT

int t=0; //declaracion de valores enteros para usar en temperatura int h=0; //declaracion de valores enteros para usar en humedad int ppm = 0; //declaracion de valores enteros para usar en partes por millon de CO

String envia=""; char Se_Envia[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia1[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia2[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia3[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia4[10] ; // dato enviado en forma de caracter

Void setup void setup() { pinMode(2, OUTPUT); // RELAY pinMode(A0, INPUT); // Valor analogico sensor MQ-7 pinMode(12, INPUT); // Valor digital sensor DHT22 pinMode(3, OUTPUT); // Zumbador

Serial.begin(9600); Serial.println("CLEARDATA"); //limpia los datos previos Serial.println("RESETTIMER"); //resetea el tiempo Serial.println("LABEL, HORA, TIEMPO, ppm , temperatura , humedad ,"); //nombre de los datos dht.begin(); // llamado al sensor DHT }

Void loop void loop(){ ppm = analogRead(A0); //lectura analoga del sensor MQ-7 dtostrf(ppm, 5 , 3 , Se_Envia); //conversion de datos a uno compatible con excel PLXDAQ t= dht.readTemperature(); //lectura de la temperatura del sensor DHT22 dtostrf(t, 5 , 3 , Se_Envia1); //conversion de datos a uno compatible con excel PLXDAQ h= dht.readHumidity(); //lectura de el porcentaje de humedad del sensor DHT22 dtostrf(h, 5 , 3 , Se_Envia2); //conversion de datos a uno compatible con excel PLXDAQ if (ppm >= 650){ //Condicion a cumplir para el accionamiento del RELAY y del zumbador digitalWrite(2, HIGH); // Enciendo RELAY digitalWrite(3,LOW); // Hago sonar zumbador delay (70); //pausa en milisegundos digitalWrite(3,HIGH); delay (50); //pausa en milisegundos } else{ digitalWrite(2, LOW); // Apagado RELAY digitalWrite(3,HIGH); // Hago sonar zumbador }

Serial.println( (String) "DATA,DATE,TIME," + Se_Envia + "," + Se_Envia1 + "," + Se_Envia2 + "," ); //envio de datos a excel por filas } 7.13. Código completo. /// UTJ /// INGENIERIA EN MANTENIMIENTO IDUSTRIAL /////////////////////////////////////////////// // MQ-7 (A0=A0) // // RELAY (SENAL=D2) // // BLUE (RX=TX Y TX=RX) // // DHT22 (SENAL=D12) // // ZUMBADOR (SENAL=D3) // ///////////////////////////////////////////////

#include "DHT.h" // Libreria de sensor DHT #define DHTPIN 12 // Pin donde está conectado el sensor //#define DHTTYPE DHT11 // Descomentar si se usa el DHT 11 #define DHTTYPE DHT22 // Sensor DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // llamado al sensor DHT int t=0; //declaracion de valores enteros para usar en temperatura int h=0; //declaracion de valores enteros para usar en humedad int ppm = 0; //declaracion de valores enteros para usar en partes por millon de CO

String envia=""; char Se_Envia[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia1[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia2[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia3[10] ; // dato enviado en forma de caracter char Se_Envia4[10] ; // dato enviado en forma de caracter void setup() { pinMode(2, OUTPUT); // RELAY pinMode(A0, INPUT); // Valor analogico sensor MQ-7 pinMode(12, INPUT); // Valor digital sensor DHT22 pinMode(3, OUTPUT); // Zumbador Serial.begin(9600); Serial.println("CLEARDATA"); //limpia los datos previos Serial.println("RESETTIMER"); //resetea el tiempo Serial.println("LABEL, HORA, TIEMPO, ppm , temperatura , humedad ,"); //nombre de los datos dht.begin(); // llamado al sensor DHT } void loop(){ ppm = analogRead(A0); //lectura analoga del sensor MQ-7 dtostrf(ppm, 5 , 3 , Se_Envia); //conversion de datos a uno compatible con excel PLXDAQ t= dht.readTemperature(); //lectura de la temperatura del sensor DHT22 dtostrf(t, 5 , 3 , Se_Envia1); //conversion de datos a uno compatible con excel PLXDAQ

h= dht.readHumidity(); //lectura de el porcentaje de humedad del sensor DHT22 dtostrf(h, 5 , 3 , Se_Envia2); //conversion de datos a uno compatible con excel PLXDAQ if (ppm >= 650){ //Condicion a cumplir para el accionamiento del RELAY y del zumbador digitalWrite(2, HIGH); // Enciendo RELAY digitalWrite(3,LOW); // Hago sonar zumbador delay (70); //pausa en milisegundos digitalWrite(3,HIGH); delay (50); //pausa en milisegundos } else{ digitalWrite(2, LOW); // Apagado RELAY digitalWrite(3,HIGH); // Hago sonar zumbador } Serial.println( (String) "DATA,DATE,TIME," + Se_Envia + "," + Se_Envia1 + "," + Se_Envia2 + "," ); //envio de datos a excel por filas }

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS Tras un monitoreo de 24 horas en lapsos de 10 minutos, se obtuvo la siguiente información, respecto a los cambios de temperatura.

INDEX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Intervalos de 10 minutos DATE & TIME Temperatura 23/3/19 27.7 11:00:01 23/3/19 27.7 11:10:01 23/3/19 27.8 11:20:00 23/3/19 28.1 11:30:01 23/3/19 30.2 11:40:01 23/3/19 28.7 11:50:01 23/3/19 28.5 12:00:01 23/3/19 27.7 12:10:00 23/3/19 27.8 12:20:00 23/3/19 28.2 12:30:00 23/3/19 28.7 12:40:04 23/3/19 29.2 12:50:21 23/3/19 28.2 13:00:05 23/3/19 28.2 13:10:01 23/3/19 27.3 13:20:00 23/3/19 27.3 13:30:01 23/3/19 27.4 13:40:01 23/3/19 27.5 13:50:01 23/3/19 28.1 14:00:02 23/3/19 30.7 14:10:02 23/3/19 29.7 14:20:00 23/3/19 29.7 14:30:01 23/3/19 29.7 14:40:01

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

23/3/19 14:50:02 23/3/19 15:00:02 23/3/19 15:10:02 23/3/19 15:20:00 23/3/19 15:30:00 23/3/19 15:40:00 23/3/19 15:50:01 23/3/19 16:00:00 23/3/19 16:10:00 23/3/19 16:20:02 23/3/19 16:30:01 23/3/19 16:40:00 23/3/19 16:50:03 23/3/19 17:00:00 23/3/19 17:10:00 23/3/19 17:20:02 23/3/19 17:30:00 23/3/19 17:40:02 23/3/19 17:50:02 23/3/19 18:00:01 23/3/19 18:10:03 23/3/19 18:20:01 23/3/19 18:30:02 23/3/19 18:40:02 23/3/19 18:50:01

29.7 30 29.7 30 29.7 29.7 30 30 37.2 28.2 28 28.6 29.6 44 43.7 43.2 43.5 43.5 44 43.2 43.2 43.2 43.2 43.5 43.4

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75

23/3/19 19:00:01 23/3/19 19:10:01 23/3/19 19:20:00 23/3/19 19:30:01 23/3/19 19:40:00 23/3/19 19:50:01 23/3/19 20:00:00 23/3/19 20:10:00 23/3/19 20:20:00 23/3/19 20:30:00 23/3/19 20:40:01 23/3/19 20:50:00 23/3/19 21:00:01 23/3/19 21:10:00 23/3/19 21:20:01 23/3/19 21:30:00 23/3/19 21:40:00 23/3/19 21:50:01 23/3/19 22:00:00 23/3/19 22:10:01 23/3/19 22:20:00 23/3/19 22:30:00 23/3/19 22:40:01 23/3/19 22:50:00 23/3/19 23:00:01 23/3/19 23:10:03 23/3/19 23:20:00

43.4

76

43.2

77

40.7

78

38.7

79

38.2

80

40.2

81

41

82

41.2

83

39.5

84

37.7

85

37

86

38.7

87

40

88

41.2

89

41.7

90

42.2

91

42.7

92

43.2

93

43

94

43.2

95

43.2

96

43.4

97

43.4

98

43.7

99

43.5

100

44

101

43.7

102

23/3/19 23:30:00 23/3/19 23:40:00 23/3/19 23:50:01 24/3/19 00:00:01 24/3/19 00:10:00 24/3/19 00:20:00 24/3/19 00:30:02 24/3/19 00:40:02 24/3/19 00:50:02 24/3/19 01:00:01 24/3/19 01:10:01 24/3/19 01:20:00 24/3/19 01:30:03 24/3/19 01:40:04 24/3/19 01:50:05 24/3/19 02:00:05 24/3/19 02:10:01 24/3/19 02:20:00 24/3/19 02:30:01 24/3/19 02:40:01 24/3/19 02:50:00 24/3/19 03:00:06 24/3/19 03:10:00 24/3/19 03:20:00 24/3/19 03:30:05 24/3/19 03:40:02 24/3/19 03:50:04

43.5 43.4 43.5 43.7 43.9 43.7 43.9 43.7 41.5 39 37.4 36.2 36.9 39 40.2 41 41.5 41.9 42.2 40 37.9 36.2 35.4 34.4 33.5 35.2 37

103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124

24/3/19 04:00:01 24/3/19 04:10:03 24/3/19 04:20:00 24/3/19 04:30:00 24/3/19 04:40:07 24/3/19 04:50:02 24/3/19 05:00:06 24/3/19 05:10:07 24/3/19 05:20:04 24/3/19 05:30:04 24/3/19 05:40:03 24/3/19 05:50:07 24/3/19 06:00:05 24/3/19 06:10:07 24/3/19 06:20:06 24/3/19 06:30:04 24/3/19 06:40:07 24/3/19 06:50:08 24/3/19 07:00:03 24/3/19 07:10:01 24/3/19 07:20:08 24/3/19 07:30:01

38.2

125

39.4

126

39.9

127

40.7

128

40.9

129

38.7

130

36.5

131

35.2

132

35

133

37

134

38

135

39

136

39.5

137

38.5

138

36.7

139

35

140

33.7

141

33.9

142

33.5

143

36.5

144

36.2

145

34.7

24/3/19 07:40:08 24/3/19 07:50:01 24/3/19 08:00:03 24/3/19 08:10:07 24/3/19 08:20:01 24/3/19 08:30:06 24/3/19 08:40:05 24/3/19 08:50:10 24/3/19 09:00:07 24/3/19 09:10:01 24/3/19 09:20:06 24/3/19 09:30:04 24/3/19 09:40:10 24/3/19 09:50:08 24/3/19 10:00:12 24/3/19 10:10:12 24/3/19 10:20:01 24/3/19 10:30:03 24/3/19 10:40:01 24/3/19 10:50:00 24/3/19 11:00:06

33.2 32.7 34.2 35.2 36.6 37.5 37.7 38.9 38.9 36.2 34.7 33.5 32.9 32.2 34 36 37.7 37 35.7 34.5 33.4

Tabla 1 Resultados del sensor de temperatura

Graficando los resultados obtenidos nos arroja la siguiente información.

Ilustración 14 Grafica de los resultados de temperatura

Histograma de los resultados de temperatura

Ilustración 15 Histograma de temperatura

Resultados del monitoreo de la humedad Intervalos de 10 minutos INDEX DATE & TIME Humedad 1 23/3/19 11:00:01 24.7% 2 23/3/19 11:10:01 24.0% 3 23/3/19 11:20:00 24.0% 4 23/3/19 11:30:01 26.2% 5 23/3/19 11:40:01 28.1% 6 23/3/19 11:50:01 29.7% 7 23/3/19 12:00:01 30.0% 8 23/3/19 12:10:00 32.2% 9 23/3/19 12:20:00 29.1% 10 23/3/19 12:30:00 26.3% 11 23/3/19 12:40:04 25.2% 12 23/3/19 12:50:21 25.2% 13 23/3/19 13:00:05 23.8% 14 23/3/19 13:10:01 23.7% 15 23/3/19 13:20:00 25.1% 16 23/3/19 13:30:01 26.5% 17 23/3/19 13:40:01 25.5% 18 23/3/19 13:50:01 27.2% 19 23/3/19 14:00:02 26.7% 20 23/3/19 14:10:02 27.2% 21 23/3/19 14:20:00 26.8% 22 23/3/19 14:30:01 26.2% 23 23/3/19 14:40:01 25.6% 24 23/3/19 14:50:02 24.3% 25 23/3/19 15:00:02 24.0% 26 23/3/19 15:10:02 24.3% 27 23/3/19 15:20:00 22.2% 28 23/3/19 15:30:00 22.2% 29 23/3/19 15:40:00 21.7% 30 23/3/19 15:50:01 20.8% 31 23/3/19 16:00:00 18.8% 32 23/3/19 16:10:00 20.0% 33 23/3/19 16:20:02 20.2% 34 23/3/19 16:30:01 19.5% 35 23/3/19 16:40:00 19.7% 36 23/3/19 16:50:03 17.7% 37 23/3/19 17:00:00 17.1% 38 23/3/19 17:10:00 17.7% 39 23/3/19 17:20:02 19.0% 40 23/3/19 17:30:00 17.7% 41 23/3/19 17:40:02 17.5% 42 23/3/19 17:50:02 18.2% 43 23/3/19 18:00:01 19.8% 44 23/3/19 18:10:03 19.7%

45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

23/3/19 18:20:01 23/3/19 18:30:02 23/3/19 18:40:02 23/3/19 18:50:01 23/3/19 19:00:01 23/3/19 19:10:01 23/3/19 19:20:00 23/3/19 19:30:01 23/3/19 19:40:00 23/3/19 19:50:01 23/3/19 20:00:00 23/3/19 20:10:00 23/3/19 20:20:00 23/3/19 20:30:00 23/3/19 20:40:01 23/3/19 20:50:00 23/3/19 21:00:01 23/3/19 21:10:00 23/3/19 21:20:01 23/3/19 21:30:00 23/3/19 21:40:00 23/3/19 21:50:01 23/3/19 22:00:00 23/3/19 22:10:01 23/3/19 22:20:00 23/3/19 22:30:00 23/3/19 22:40:01 23/3/19 22:50:00 23/3/19 23:00:01 23/3/19 23:10:03 23/3/19 23:20:00 23/3/19 23:30:00 23/3/19 23:40:00 23/3/19 23:50:01 24/3/19 00:00:01 24/3/19 00:10:00 24/3/19 00:20:00 24/3/19 00:30:02 24/3/19 00:40:02 24/3/19 00:50:02 24/3/19 01:00:01 24/3/19 01:10:01 24/3/19 01:20:00 24/3/19 01:30:03 24/3/19 01:40:04 24/3/19 01:50:05

20.0% 19.7% 19.7% 19.7% 20.7% 21.5% 22.6% 25.1% 25.2% 23.5% 23.2% 23.5% 24.3% 26.2% 27.2% 26.1% 25.0% 24.7% 24.2% 24.0% 23.6% 23.3% 23.3% 23.1% 23.1% 22.8% 22.8% 23.0% 22.8% 22.7% 23.0% 23.2% 23.3% 23.5% 23.3% 23.5% 23.6% 23.3% 25.5% 26.3% 27.1% 28.5% 29.7% 29.5% 27.7% 26.3%

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

24/3/19 02:00:05 24/3/19 02:10:01 24/3/19 02:20:00 24/3/19 02:30:01 24/3/19 02:40:01 24/3/19 02:50:00 24/3/19 03:00:06 24/3/19 03:10:00 24/3/19 03:20:00 24/3/19 03:30:05 24/3/19 03:40:02 24/3/19 03:50:04 24/3/19 04:00:01 24/3/19 04:10:03 24/3/19 04:20:00 24/3/19 04:30:00 24/3/19 04:40:07 24/3/19 04:50:02 24/3/19 05:00:06 24/3/19 05:10:07 24/3/19 05:20:04 24/3/19 05:30:04 24/3/19 05:40:03 24/3/19 05:50:07 24/3/19 06:00:05 24/3/19 06:10:07 24/3/19 06:20:06 24/3/19 06:30:04 24/3/19 06:40:07 24/3/19 06:50:08 24/3/19 07:00:03

25.8% 25.3% 24.8% 24.7% 26.5% 28.2% 30.0% 30.8% 32.5% 33.7% 31.7% 29.3% 27.8% 27.1% 26.3% 25.7% 24.8% 27.2% 29.1% 30.8% 31.2% 29.3% 27.7% 27.0% 26.5% 27.2% 29.0% 30.7% 32.9% 32.4% 28.7%

122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145

24/3/19 07:10:01 24/3/19 07:20:08 24/3/19 07:30:01 24/3/19 07:40:08 24/3/19 07:50:01 24/3/19 08:00:03 24/3/19 08:10:07 24/3/19 08:20:01 24/3/19 08:30:06 24/3/19 08:40:05 24/3/19 08:50:10 24/3/19 09:00:07 24/3/19 09:10:01 24/3/19 09:20:06 24/3/19 09:30:04 24/3/19 09:40:10 24/3/19 09:50:08 24/3/19 10:00:12 24/3/19 10:10:12 24/3/19 10:20:01 24/3/19 10:30:03 24/3/19 10:40:01 24/3/19 10:50:00 24/3/19 11:00:06

27.7% 27.5% 28.7% 30.3% 31.2% 30.0% 29.2% 28.2% 27.3% 27.0% 26.6% 26.2% 28.2% 30.0% 31.7% 32.5% 33.5% 31.2% 28.7% 27.0% 27.3% 28.5% 30.1% 31.3%

Tabla 2 Resultados del sensor de humedad

Graficando los resultados obtenidos nos arroja la siguiente información.

Ilustración 16 Grafica de Humedad

Histograma de los resultados de Humedad

Ilustración 17 Histograma de Humedad

Resultados después del monitoreo del CO2 durante 24 horas Intervalos de 10 minutos INDEX DATE & TIME PPM de CO 1 23/3/19 4 11:00:01 2 23/3/19 11 11:10:01 3 23/3/19 2 11:20:00 4 23/3/19 2 11:30:01 5 23/3/19 0 11:40:01 6 23/3/19 7 11:50:01 7 23/3/19 0 12:00:01 8 23/3/19 15 12:10:00 9 23/3/19 0 12:20:00 10 23/3/19 2 12:30:00 11 23/3/19 0 12:40:04 12 23/3/19 4 12:50:21 13 23/3/19 2 13:00:05 14 23/3/19 0 13:10:01 15 23/3/19 0 13:20:00 16 23/3/19 5 13:30:01 17 23/3/19 3 13:40:01 18 23/3/19 5 13:50:01 19 23/3/19 0 14:00:02 20 23/3/19 4 14:10:02 21 23/3/19 2 14:20:00 22 23/3/19 1 14:30:01 23 23/3/19 0 14:40:01 24 23/3/19 1 14:50:02 25 23/3/19 0 15:00:02

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

23/3/19 15:10:02 23/3/19 15:20:00 23/3/19 15:30:00 23/3/19 15:40:00 23/3/19 15:50:01 23/3/19 16:00:00 23/3/19 16:10:00 23/3/19 16:20:02 23/3/19 16:30:01 23/3/19 16:40:00 23/3/19 16:50:03 23/3/19 17:00:00 23/3/19 17:10:00 23/3/19 17:20:02 23/3/19 17:30:00 23/3/19 17:40:02 23/3/19 17:50:02 23/3/19 18:00:01 23/3/19 18:10:03 23/3/19 18:20:01 23/3/19 18:30:02 23/3/19 18:40:02 23/3/19 18:50:01 23/3/19 19:00:01 23/3/19 19:10:01 23/3/19 19:20:00

3 0 4 2 0 1 0 1 0 0 0 0 1 4 0 0 2 3 0 2 0 0 1 0 2 0

52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

23/3/19 19:30:01 23/3/19 19:40:00 23/3/19 19:50:01 23/3/19 20:00:00 23/3/19 20:10:00 23/3/19 20:20:00 23/3/19 20:30:00 23/3/19 20:40:01 23/3/19 20:50:00 23/3/19 21:00:01 23/3/19 21:10:00 23/3/19 21:20:01 23/3/19 21:30:00 23/3/19 21:40:00 23/3/19 21:50:01 23/3/19 22:00:00 23/3/19 22:10:01 23/3/19 22:20:00 23/3/19 22:30:00 23/3/19 22:40:01 23/3/19 22:50:00 23/3/19 23:00:01 23/3/19 23:10:03 23/3/19 23:20:00 23/3/19 23:30:00 23/3/19 23:40:00 23/3/19 23:50:01

2

79

6

80

1

81

3

82

4

83

3

84

2

85

4

86

0

87

5

88

1

89

5

90

2

91

0

92

0

93

0

94

0

95

0

96

2

97

0

98

1

99

6

100

0

101

0

102

1

103

4

104

1

105

24/3/19 00:00:01 24/3/19 00:10:00 24/3/19 00:20:00 24/3/19 00:30:02 24/3/19 00:40:02 24/3/19 00:50:02 24/3/19 01:00:01 24/3/19 01:10:01 24/3/19 01:20:00 24/3/19 01:30:03 24/3/19 01:40:04 24/3/19 01:50:05 24/3/19 02:00:05 24/3/19 02:10:01 24/3/19 02:20:00 24/3/19 02:30:01 24/3/19 02:40:01 24/3/19 02:50:00 24/3/19 03:00:06 24/3/19 03:10:00 24/3/19 03:20:00 24/3/19 03:30:05 24/3/19 03:40:02 24/3/19 03:50:04 24/3/19 04:00:01 24/3/19 04:10:03 24/3/19 04:20:00

0 3 5 0 4 5 1 3 0 5 2 1 1 0 3 1 0 0 6 2 17 10 0 12 0 8 0

106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125

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13 17 0 4 6 0 7 0 6 8 15 18 15 18 0 7 4 2 16 15

Tabla 3 Resultados del monitoreo de CO2

Graficando los resultados obtenidos

Ilustración 18 Grafica de CO2

Realizando el histograma de humedad

Ilustración 19 Histograma de Humedad

9. CONCLUSIONES 1- Se diseño una red inalámbrica de sensores que permiten medir procesar y comunicar la densidad de GLP y CO, temperatura y flujo de gas en ambientes domésticos y comerciales. 2- Debido al micro calefactor del sensor MQ-7, es necesario un tiempo de espera para que la salida sea estable y posea las características especificadas por el fabricante. Este periodo de prueba puede varia de 24 a 48 horas dependiendo del modelo, pero este proceso solo se realiza una vez y previa la inserción a los nodos correspondientes. 3- El sensor de temperatura DHT-22 tiene un tiempo de muestreo cada 2 segundos, con tiempo de respuesta de 10 segundos respecto a la temperatura y 5 segundos respecto a la humedad. 4- Cada impulso del sensor de flujo YF-S201 es aproximadamente cada 2.25 milímetros y requiere una calibración para obtener una precisión cercana al 10%.

De un sistema que permita controlar, medir y monitorear las variables de riesgo se puede obtener gran cantidad de información que permite poder determinar el estado de los sistemas y su rendimiento, así poder calcular o crear programas de acción inmediata para evitar percances y peligros.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Karl, H. y Willing, A. (2005). Protocols And Architectures For Wireless Sensor Networks. West Sussex: John Wiley & Sons, ISBN: 978-0470095102. Forouzan, B. (2002). Transmisión de datos y redes de comunicaciones. Aravaca: McGraw-Hill, ISBN: 9788448156176. Zhao, F., Guibas, L. J (2004). Wireless Sensor Networks: An Information Processing Approach. Massachusetts, Morgan Kaufmann. ISBN: 978-1558609143. Smith J. M., Van Ness, H. C. (2007). Abbot,t M. M. Introducción a la termodinámica en ingeniería química. Madrid, McGraw-Hill, ISBN: 978-9701061473. Fernández Martínez, R. (2009). Redes Inalámbricas de sensores: teoría y práctica. Universidad de la Rioja: Servicio de publicaciones.