Implementación de tecnología LoRa para mejorar la fiabilidad de la transmisión de datos en aplicaciones de monitoreo energético Español
Los sistemas de monitoreo de energía se han vuelto cada vez más populares en la industria y en el hogar, ya que permiten una mejor gestión y control del consumo de energía, lo que puede traducirse en ahorros económicos y de recursos. El uso de dispositivos IoT para el monitoreo de energía permite la...
- Autores:
-
Lowis Torregroza, Andrés David
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Corporación Universidad de la Costa
- Repositorio:
- REDICUC - Repositorio CUC
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/13009
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11323/13009
https://repositorio.cuc.edu.co
- Palabra clave:
- Transmisión de datos
Comunicación
Monitoreo de energía
Internet de las cosas
LPWAN
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Energy monitoring
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- Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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Los sistemas de monitoreo de energía se han vuelto cada vez más populares en la industria y en el hogar, ya que permiten una mejor gestión y control del consumo de energía, lo que puede traducirse en ahorros económicos y de recursos. El uso de dispositivos IoT para el monitoreo de energía permite la recolección de datos en tiempo real, lo que permite una toma de decisiones más informada y rápida. El presente proyecto se centra en el diseño y desarrollo de tecnología IoT LoRa para la transmisión de datos en un sistema de comunicación enfocado en la obtención y medición de datos de consumo de energía para la empresa e2 Energía Eficiente, con fines de obtener los mejores resultados en la adquisición de datos entre los dispositivos de monitoreo de energía que serán utilizados para su posterior análisis de datos. En la investigación, se diseñan pruebas del dispositivo de red de área amplia y de baja potencia (LPWAN), para determinar la implementación adecuada para el monitoreo de energía. En este dispositivo, se evaluarán diferentes variables necesarias para una mejor transmisión de los datos, como los consumos de energía, velocidad y señal de transmisión, seguridad y constancia en la recepción de datos. Además, se realizarán pruebas en entornos reales con presencia de diferentes niveles de obstáculos, distancias y demás materiales que afecten la señal de transmisión de estas variables |
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TD-DAQ: A low-cost data acquisition system monitoring the unsaturated pore pressure regime in tailings dams. HardwareX, 10. https://doi.org/10.1016/j.ohx.2021.e00221 Comunicaciones inalámbricas de largo alcance frente a las de corto alcance: ¿Qué es lo mejor para su proyecto? | Digi International. (n.d.). Retrieved September 11, 2023, from https://es.digi.com/blog/post/long-range-vs-short-range-wireless-communications Dian, F. J. (2019). Low-power synchronized multi-channel data acquisition communication system. 2019 IEEE 9th Annual Computing and Communication Workshop and Conference, CCWC 2019, 1027–1031. https://doi.org/10.1109/CCWC.2019.8666538 ESP32 Series Datasheet Including. (2023). https://www.espressif.com/en/support/download/documents. ESP32¬WROOM¬32E ESP32¬WROOM¬32UE Datasheet 2.4 GHz Wi¬Fi + Bluetooth ® + Bluetooth LE module Built around ESP32 series of SoCs, Xtensa ® dual¬core 32¬bit LX6 microprocessor On¬board PCB antenna or external antenna connector ESP32¬WROOM¬32E ESP32¬WROOM¬32UE. (2023). https://espressif.com/documentation/esp32-wroom-32e_esp32-wroom-32ue_datasheet_en.pdf Frenzel, L. E. (2016). Principles of electronic communication systems. Gao, S., Zhang, X. H., Du, C. C., & Ji, Q. (2019). A Multichannel Low-Power Wide-Area Network With High-Accuracy Synchronization Ability for Machine Vibration Monitoring. IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, 6(3), 5040–5047. https://doi.org/10.1109/JIOT.2019.2895158 Guide to USB-C Pinout and Features - Technical Articles. (n.d.). Retrieved April 19, 2023, from https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/introduction-to-usb-type-c-which-pins-power-delivery-data-transfer/ Implementing Hardware Switch Debounce | DigiKey. (n.d.). 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El presente proyecto se centra en el diseño y desarrollo de tecnología IoT LoRa para la transmisión de datos en un sistema de comunicación enfocado en la obtención y medición de datos de consumo de energía para la empresa e2 Energía Eficiente, con fines de obtener los mejores resultados en la adquisición de datos entre los dispositivos de monitoreo de energía que serán utilizados para su posterior análisis de datos. En la investigación, se diseñan pruebas del dispositivo de red de área amplia y de baja potencia (LPWAN), para determinar la implementación adecuada para el monitoreo de energía. En este dispositivo, se evaluarán diferentes variables necesarias para una mejor transmisión de los datos, como los consumos de energía, velocidad y señal de transmisión, seguridad y constancia en la recepción de datos. Además, se realizarán pruebas en entornos reales con presencia de diferentes niveles de obstáculos, distancias y demás materiales que afecten la señal de transmisión de estas variablesEnergy monitoring systems have become increasingly popular in industry and in the home, as they enable better management and control of energy consumption, which can translate into economic and resource savings. The use of IoT devices for energy monitoring enables real-time data collection, allowing for more informed and faster decision making. This project focuses on the design and development of IoT LoRa technology for data transmission in a communication system focused on obtaining and measuring energy consumption data for the company e2 Energía Eficiente, to obtain the best results in data acquisition between energy monitoring devices that will be used for subsequent data analysis. In the research, tests of the low power wide area network (LPWAN) device are designed to determine the appropriate implementation for energy monitoring. In this device, different variables necessary for better data transmission will be evaluated, such as energy consumption, transmission speed and signal, security, and consistency in data reception. In addition, tests will be performed in real environments with the presence of different levels of obstacles, distances and other materials that affect the transmission signal of these variablesLista de tablas y figuras 9-- Introducción 14-- El problema 16-- Planteamiento del problema 16-- Objetivos de la investigación 19-- Justificación de la investigación 20-- Delimitación de la investigación 21-- Marco teórico 22-- Antecedentes de la investigación 22-- Referentes teóricos 29-- Marco metodológico 42-- Diseño de la investigación 42-- Escenario de aplicación 44-- Diseño del sistema de transmisión 45-- Estructura del sistema 47-- Elementos del sistema 49-- Pruebas de funcionamiento del sistema de transmisión 56-- Resultados 64-- Desarrollo de tarjetas PCB para la adquisición y transmisión de los datos 64-- Configuración del módulo LoRa de los nodos transmisor y receptor 70-- Procedimiento para la configuración de los módulos LoRa 71-- Resultados de prueba de distancia máxima entre nodos 76-- Resultados de prueba de transmisión en el entorno de aplicación 79-- Resultados de prueba de transmisión en el lugar de ubicación de los nodos 89-- Recepción de datos y almacenamiento en la nube 97-- Organización y visualización de datos 98-- Ubicación y montaje de los nodos 99-- Monitoreo y análisis de datos 101-- Conclusiones 105-- Referencias 107--Ingeniero(a) Electrónico(a)Pregrado114 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaCiencias de la Computación y ElectrónicaBarranquilla, ColombiaIngeniería ElectrónicaImplementación de tecnología LoRa para mejorar la fiabilidad de la transmisión de datos en aplicaciones de monitoreo energético EspañolTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionADS101x Ultra-Small, Low-Power, I 2C-Compatible, 3.3-kSPS, 12-Bit ADCs With Internal Reference, Oscillator, and Programmable Comparator. (n.d.).Alqurashi, H., Bouabdallah, F., & Khairullah, E. (2023). SCAP SigFox: A Scalable Communication Protocol for Low-Power Wide-Area IoT Networks. SENSORS, 23(7). https://doi.org/10.3390/s23073732AN1953. (n.d.-b).AN1953. (n.d.-a).Aranguren, G., Odriozola, J., Gómez, R., & López Nozal, L. A. (n.d.). Las visitas a empresas electrónicas. Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones. Escuela Técnica Superior de Ingeniería. Universidad Del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea. Bilbao. España. .Arroyo, P., Herrero, J. L., Lozano, J., & Montero, P. (2022). Integrating LoRa-Based Communications into Unmanned Aerial Vehicles for Data Acquisition from Terrestrial Beacons. ELECTRONICS, 11(12). https://doi.org/10.3390/electronics11121865Basson, J. A., Broekman, A., & Jacobsz, S. W. (2021). TD-DAQ: A low-cost data acquisition system monitoring the unsaturated pore pressure regime in tailings dams. HardwareX, 10. https://doi.org/10.1016/j.ohx.2021.e00221Comunicaciones inalámbricas de largo alcance frente a las de corto alcance: ¿Qué es lo mejor para su proyecto? | Digi International. (n.d.). Retrieved September 11, 2023, from https://es.digi.com/blog/post/long-range-vs-short-range-wireless-communicationsDian, F. J. (2019). Low-power synchronized multi-channel data acquisition communication system. 2019 IEEE 9th Annual Computing and Communication Workshop and Conference, CCWC 2019, 1027–1031. https://doi.org/10.1109/CCWC.2019.8666538ESP32 Series Datasheet Including. (2023). https://www.espressif.com/en/support/download/documents.ESP32¬WROOM¬32E ESP32¬WROOM¬32UE Datasheet 2.4 GHz Wi¬Fi + Bluetooth ® + Bluetooth LE module Built around ESP32 series of SoCs, Xtensa ® dual¬core 32¬bit LX6 microprocessor On¬board PCB antenna or external antenna connector ESP32¬WROOM¬32E ESP32¬WROOM¬32UE. (2023). https://espressif.com/documentation/esp32-wroom-32e_esp32-wroom-32ue_datasheet_en.pdfFrenzel, L. E. (2016). Principles of electronic communication systems.Gao, S., Zhang, X. H., Du, C. C., & Ji, Q. (2019). A Multichannel Low-Power Wide-Area Network With High-Accuracy Synchronization Ability for Machine Vibration Monitoring. IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, 6(3), 5040–5047. https://doi.org/10.1109/JIOT.2019.2895158Guide to USB-C Pinout and Features - Technical Articles. (n.d.). Retrieved April 19, 2023, from https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/introduction-to-usb-type-c-which-pins-power-delivery-data-transfer/Implementing Hardware Switch Debounce | DigiKey. (n.d.). Retrieved April 19, 2023, from https://www.digikey.com/en/articles/how-to-implement-hardware-debounce-for-switches-and-relaysKirianaki, N. Vladimirovich. (2002). Data acquisition and signal processing for smart sensors. J. Wiley.Kuhlmann, F., & Alonso, A. (1996). Información y Telecomunicaciones. 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