Diseño de un sistema de monitorización remota de un depósito de agua mediante LoRa

Abstract

En este trabajo se propone el diseño de un sistema que permite monitorizar, automatizar procesos y transmitir datos de un depósito de agua para consumo humano, típico de pequeñas poblaciones. La finalidad es poder tener un mayor control sobre el agua que se consume en un municipio, donde normalmente solo se recurre a controles periódicos de la calidad, que pueden ser semestrales e incluso anuales. Por un lado, se pretende poder conocer con mayor frecuencia parámetros como el nivel del depósito y el pH del agua, sin necesidad de estar en las instalaciones. De este modo se logra una monitorización remota que facilita en gran medida el acceso a la información. Por otro lado, se recurre al entorno Arduino como sistema de monitorización y automatización y se emplea la tecnología LoRa para poder tener acceso a los datos de forma remota. Para ello, se recurre a una metodología en cascada, donde partiendo de la contextualización del proyecto y del estudio de las tecnologías necesarias, se diseña el sistema, se construye el prototipo y se verifica su funcionamiento. Finalmente, una vez alcanzados los objetivos planteados inicialmente, se implementan mejoras como emplear LoRaWAN para subir los datos a TTN y añadir comunicaciones GSM/GPRS que permitan enviar mensajes de alarma, dando lugar a un sistema más completo que el inicialmente planteado.

In this work, we propose the design of a system that allows monitoring, automate processing and transmiting data from a water tank for human consumption, typical of small populations. The purpose is to be able to have greater control over the water consumed in a municipality, where normally only recurrent quality controls are used, which can be semi-annual or even annual. On the one hand, it is intended to be able to know more frequently parameters such as the level of the tank and the pH of the water, without needing to be in the facilities. In this way, remote monitoring is achieved, which greatly facilitates access to information. On the other hand, the Arduino environment is used as a monitoring and automation system and the LoRa technology is used to access the data remotely. Then, a cascade methodology is used, that is, starting from the contextualization of the project and the study of the necessary technologies, the system is designed, the prototype is built and its operation verified. Finally, once the initial objectives have been achieved, some improvements are implemented, such as using LoRaWAN to upload the data to TTN and add GSM / GPRS communications that allow sending alarm messages, giving rise to a more complete system than initially proposed.

En aquest treball es proposa el disseny d'un sistema que permet monitorar, automatitzar processos i transmetre dades d'un dipòsit d'aigua per a consum humà, típic de petites poblacions. La finalitat és poder tenir un major control sobre l'aigua que es consumeix en un municipi, on normalment només es recorre a controls periòdics de la qualitat, que poden ser semestrals i fins i tot anuals. D'una banda, es pretén poder conèixer amb major freqüència paràmetres com el nivell del dipòsit i el pH de l'aigua, sense necessitat d'estar en les instal·lacions. D'aquesta manera s'aconsegueix un monitoratge remot que facilita en gran manera l'accés a la informació. D'altra banda, es recorre a l'entorn Arduino com a sistema de monitoratge i automatització i s'empra la tecnologia LoRa per a poder tenir accés a les dades de manera remota. Per a això, es recorre a una metodologia en cascada, on partint de la contextualització del projecte i de l'estudi de les tecnologies necessàries, es dissenya el sistema, es construeix el prototip i es verifica el seu funcionament. Finalment, una vegada aconseguits els objectius plantejats inicialment, s'implementen millores com emprar LoRaWAN per a pujar les dades a TTN i afegir comunicacions GSM/GPRS que permetin enviar missatges d'alarma, donant lloc a un sistema més complet que l'inicialment plantejat.