articulo aquasys

7/25/2019 Articulo AquaSys

1/9

1

Luis Rey Salas Rojas

[email protected]

Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.

Puebla,Pue,Mxico.

Jos Eduardo Ubera Cuautle

[email protected].

Puebla,Pue,Mxico.

Luisa Cern Perea

[email protected]


Puebla,Pue,Mxico.

Juan Carlos Rojas Prez

[email protected]


Puebla,Pue,Mxico.

Gilberto Vidal Alarcn

[email protected]


Puebla,Pue,Mxico.

Montserrat Ariana Huerta Chiquillo

[email protected]


Puebla,Pue,Mxico.

Christian Rosas Vsquez

[email protected]


Puebla,Pue,Mxico.

Sistema automtico de cuidado para peces de acuariodomstico (AQUASYS Versin 3).

Automatic system for fish care home (AQUASYSVersion 3)


2/9

2

ABSTRACTThe present article we mention the process of

creating and implementing a home automation

system for the care of domestic water specimens.

Physical control system is comprised of a

development board Arduino, incorporating an

Ethernet module, perform the actions of feeding,

flashing lights, in addition to the actions to show

the external aquarium and internal aquarium

temperature. And remotely schedule these

actions through a mobile application and a webapplication. Showing notifications and alerts for

these actions.

KEYWORDSArduino, aquarium controller, app mobile, app

web.

RESUMENEl actual articulo hacemos mencin del proceso

de creacin e implementacin de un sistema de

domtica para el cuidado de especmenes

acuticos domsticos.

El sistema fsico de control est constituido por

una tarjeta de desarrollo Arduino, incorporando

un mdulo Ethernet, que realizara las acciones

de alimentar, encender y apagar luces, adems

de realizar las acciones de mostrar la

temperatura ambiente externa del acuario y la

interna del acuario. Y programar de forma remota

esas acciones a travs de una aplicacin mvil y

una aplicacin web. Mostrando notificaciones y

alertas de dichas acciones.PALABRAS CLAVES

Aplicacin mvil, Arduino, controlador acuario,Aplicacin web.

I. INTRODUCCION

Actualmente las demandas poblacionales,

generan que las personas no puedan tener

mascotas de mayor tamao, tales como perros o

gatos, por lo cual optan por tener mascotas de

pequeo tamao como roedores, aves y peces.

Estos ltimos son ms difciles de cuidar por los

requerimientos de cuidado, pero han ganado

popularidad en los ltimos aos, por lo cual hay

demasiados usuarios novatos que los adquieren

sin tener conocimientos previos sobre ellos.

De este modo creamos el sistema AquaSys, que

est conformada por 2 elementos, 1 de hardware(AquaBox), que es el encargado de integrar

actuadores y sensores, en los cuales realizan la

comunicacin con el segundo elemento, que es

una plataforma web y una aplicacin mvil, en el

cual el usuario podr programar y realizar

acciones como alimentar o encender y apagar las

luces de manera remota, dichas plataformas son

AquaSys Web y AquaSys App.

Con estos elementos se lograran realizar los

siguientes puntos:

a. Mejorar en tiempo de vida los especmenes.b. Ahorrar tiempo para el usuario.

c. Apoyar ecolgicamente al ambiente, al

impedir, lo sobre-explotacin del recurso.

Clasificacin Colciencias: A

II. METODOLOGIA

La metodologa de desarrollo utilizada es el

iterativo incremental, debido a que el desarrollodel proyecto se ha realizado por bloques. Debido

principalmente, en las acciones que realiza el

dispositivo AquaBox, que son las mencionadas

anteriormente (Alimentar, encender/apagar luces,

mostrar temperatura), con las cuales son


3/9

3

representan partes con las que Arduino debe

trabajar o el comportamiento de ciertas acciones.

De ese modo, conforme se iba completando cada

una de las etapas, el resultado se iba acoplando

al cdigo principal; el cual iba creciendo y

cambiando en consecuencia.

DESARROLLO

Para el desarrollo del sistema se optaron a elegir

materiales (hardware) de bajo costo, optimas

dimensiones y buenas prestaciones para el

desarrollo del sistema, por lo cual se hicieron

comparaciones de precios, dimensiones y

prestaciones de las tarjetas controladoras.

Por lo cual se determin que la placa

controladora Arduino mega tiene los requisitos

ptimos en cuanto precio, dimensiones y

prestaciones, empezamos a desarrollar las

rutinas necesarias para manipulacin y

visualizacin del sistema.

Funciones implementadas en el desarrollo delsoftware.

Las funciones creadas, que se implementaron a

la tarjeta de desarrollo, para el control de los

actuadores y los sensores, son descritas acontinuacin:

Funcin para el censado de la

temperatura.- Esta funcin se encarga

de interpretar la temperatura por medio

de dos sensores DS18, los cuales

medirn la temperatura del acuario y

del ambiente.

Funcin para la visualizacin de la

informacin en la pantalla LCD.- Esta

funcin es la encargada en escribir lainformacin, sobre temperatura del

acuario, fecha actual y acontecimientos

ocurridos en el acuario.

Funcin servidor web interno.- Esta

funcin es la encargada de recibir las

acciones que se realiza en la interfaz

web, las acciones pueden ser

alimentar, encender o apagar las luces,

o programar las acciones automticas

del sistema.

Funcin de envi de datos.- Esta

funcin se encarga de enviar datos de

la temperatura, estados en los que se

encuentran las rutinas de alimentacin

y luces, y los datos de la programacin

automatizada de las rutinas de

encendido y apagado de luces.

Funcin de temporalizacin.- Esta

funcin estar encargada para el

control automatizado de las luces

(luces de da, luces de noche),

alimentacin, y envi de datos a la

base de datos cuando un estado de las

rutinas haya cambiado, esto utilizando

un mdulo RTC conectado a la placacontroladora.

Funcin de Salvar configuracin.- Esta

funcin de encarga de guardar las

variables en la memoria EPROM de la

tarjeta controladora, de tal forma

cuando exista un corte de energa no

se pierda la programacin de las

rutinas.

Funcin leer configuracin.- Esta

funcin lee los datos de programacin

de las rutina.

Funcin alarma.- Esta funcin ocupara

un buzzer para alertar sobre un

acontecimiento, tal como el encendido

del sistema, alimentacin, correcta

programacin de las rutinas o

temperatura fuera de los rangos

normales.

Las funciones Servidor web y envi de

datos ocupan un mdulo de conexin a

Internet. Creando peticiones y request en

protocolo HTTP, obteniendo y recibiendodatos en mtodos POST y GET,

respectivamente. Tambin ocupando

direccionamiento DHCP, para que el

dispositivo AquaBox, pueda tener una

direccin IP en la cual pueda recibir las

peticiones anteriormente mencionadas.


4/9

4

MEF


5/9

5

Figura 1.Mquina de estados finitos del funcionamiento del sistema AquaSys.

Descripcin de los elementos de hardwareocupados para la implementacin del sistema.

En hardware del sistema cuenta con los

siguientes elementos:

Tarjeta de desarrollo Arduino Mega 2560:Arduino es una marca de microcontroladoresmundialmente conocida por los amantes de laelectrnica, la programacin y la robtica. Es un

proyecto Open Source que pone a disposicin desus usuarios una amplia gama de dispositivosbasados en el microcontrolador AtMega. El

Arduino Mega posee 54 pines digitales quefuncionan como entrada/salida; 16 entradasanlogas, un cristal oscilador de 16 MHz, unaconexin USB, un botn de reset y una entradapara la alimentacin de la placa.

Modulo Ethernet:Este mdulo permite a unaplaca Arduino conectarse a internet. Se basa en

el chip Ethernet Wiznet W5100. Soporta hasta

cuatro conexiones de socket simultneas.

RTC (Reloj de Tiempo Real): Lleva la cuenta desegundos minutos y horas adems de da mes y

ao automticamente, vlido hasta el ao 2100.

56 byte de memoria RAM respaldada por una

batera exterior, que mantiene la fecha y hora

cuando no hay corriente, deteccin automtica

de corte de corriente y cambio a modo batera ,muy bajo consumo, lo que ayuda a que la batera

dure entre 5 y 10 aos, I2C integrado en el

mismo chip.

Display LCD 6X2: Dispositivo de visualizacin dela informacin de la hora y temperatura.


6/9

6

Censor de Temperatura: Sensor DS18B20basado en censado a travs de resistencia.

Circuito Dimmer: Circuito compuesto conTransistores Dip141 (Transistores de Potencia).

Dispositivo de alimentacin: Compuesto por unservomotor y recipiente plstico para el depsito

del alimento.

Arquitectura Del Hardware.

Figura 2. Disposicin de los componentes fiscos del dispositivo AQUASYS.

DISEO DE LA INTERFAZ DE LA APLICACIONWEB Y MOVIL.

Se opt por crear una interfaz principal a travs

de un entorno web, en dicho interfaz web se

puede visualizar y manipular el sistema, tal como

el caso de la programacin de la alimentacin e

iluminacin entro otros factores.

Esto se ideo de este modo puesto que solo se

necesita una navegador web compatible contecnologa HTML5 y conexin a internet, de esta

forma el usuario podr visualizar y programar el

sistema a travs de su Computadora, Tablet o

Smartphone desde cualquier lugar en donde

tenga conexin a internet.

De tal forma se ha creado una base de datos en

donde se albergan datos sobre el usuario, y

datos que enva el dispositivo AquaBox.

En si los datos del usuario necesarias o

importantes son las siguientes, nickname,

nombre, password y el identificador del

dispositivo AquaBox, debido que con el

identificador del AquaBox, se puede sincronizar y

actualizar la informacin que enva a laaplicacin web.

En si el usuario podr tener sincronizadas ms

de un AquaBox en su cuenta, y de este modo

poder visualizar la informacin y programar cada

una de ellas.


7/9

7

Parte importante de la aplicacin Web es la

muestra de las notificaciones y alertas Fig.3, que

son enviadas por el dispositivo AquaBox; el

dispositivo AquaBox enva informacin a la base

de datos cada minuto, por lo cual hay un retardo

de un minuto entre lo mostrado en AquaBox y lo

mostrado en la aplicacin web/mvil en cuestin

de la temperatura.

Figura 3. Mensaje de alerta, por temperatura ms alta de lo

requerido.

WorkFlow del Sistema AguaSys en conjunto Con AquaBox.

Figura 4. Flujo de la informacin entre la comunicacin del AquaBox con el Sistema AquaSys.


8/9

8

III. CONCLUSIONES

Una de las caractersticas observadas, es que las

acciones de manera manual y la programacin

inicial se realizan de manera correcta, pero al

realizar ms de tres programaciones de las

eventos en lapso menos de 10 minutos, puedeocasionar problemas en la memoria del

dispositivo, debido a los materiales con los

cuales esta echo, en este caso la tarjeta de

desarrollo Arduino mega del tipo genrica.

Tambin puede ser susceptible a la falta de

comunicacin por problemas del servidor,

ocasionando que las tramas no lleguen de

manera correcta de manera bilateral.

Tambin se not que si se mantiene trabajando

de manera continua, solo haciendo unaprogramacin diaria o semanal, funciona de

manera aceptable, sin problemas.

Por lo cual se le pueden incorporar mejoras en la

parte de hardware y tambin en programacin de

este.

IV. AGRADECIMIENTOS

Agradecimientos y mritos a:

Andros Codemos Bustamante.

Vctor Giovanny Morales.Participantes del prototipo AquaSys versin 1.

Jahaziel Cortez Caporal.

Participantes del prototipo AquaSys versin 2.

V. REFERENCIAS

Pginas web:

[1] https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardMega2560

[2] http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/

[3] http://forum.arduino.cc/[4] http://domotica-arduino.es/foro/Forum-

Espaol[5] http://www.redseafish.com/[6] http://ferduino.com/

VI. CURRICULOS

Luis Rey Salas Rojas estudiante deltimo grado de la Benemrita Universidad

Autnoma de Puebla, en Ingeniera de la

Computacin. Miembro del equipo

ganador del 2 lugar en la Feria deProyectos 2015 BUAP, con

AquariumSystem (AquaSys V2), Miembro

del equipo ganador de 1 lugar de Guerra

de dioses 2015 categora Vehculos

Acuticos.

Christian Rosas Vsquez, actualmentecursando: Ingeniera en ciencias de la

computacin. Desarrollador de Software y

servicios web, colaborador en el

desarrollo del sistema AquaSys,

desarrollador de varios sitios web sobrediversos tpicos. Actualmente

participando en la modernizacin de una

mini empresa, realizando un sistema de

control de produccin y punto de venta.

Experiencia Laboral Internacional como

Kitchen Staff en PA Estados Unidos.

Interesado en el desarrollo de

aplicaciones Mviles, Servicios Web, y

Desarrollo de Software.

Gilberto Vidal Alarcn estudiante deIngeniera en Ciencias de la Computacin,

BUAP. Desarrollador experimental de

aplicaciones web, as como de sistemas

empotrados y aplicaciones mviles con el

fin de involucrar experiencias sensoriales

en el uso del software.

Juan Carlos Rojas Perez. Estudianteactivo de la Benemrita Universidad

Autnoma de Puebla cursando la

Licenciatura en Ciencias de la

computacin. Desarrollador de Software yestudio de Hardware. Conocimiento en la

realizacin de aplicaciones Mviles y

gestionamiento de bases de datos.

Colaborador en el desarrollo de Sistema

para la gestin de cursos de capacitacin


9/9

9

para trabajadores de la Direccin General

de Bibliotecas BUAP.

Luisa Cern Perea estudiante deIngeniera en Ciencias de la

Computacin BUAP. Participante del

proyecto AquaSys. Desarrollador deaplicaciones web, bases de datos, java,

programacin bash.

Monserrat Ariana Huerta Chiquillo.Estudiante de la carrera en Ingeniera de

Ciencias de la Computacin, de la

Benemrita Universidad Autnoma de

Puebla cursando el dcimo cuatrimestre.

Organizador en el Hackaton Firefox OS

2013, colaborador en el libro "Anlisis y

Diseo de Circuitos Electrnicos, Teora y

Prctica" edicin 2014, operador del

sistema a acceso al comedor en la

Universiada Nacional BUAP 2014.

Jos Eduardo Ubera Cuautle,Obtencin del 2 lugar en la Feria de Proy

ectos FEPRO 2015, organizada por la Fac

ultad de Ciencias de la Computacin, BUA

P, en la categora de Internet de las Cosa

s, con el proyecto AQUASYS v2.

articulo aquasys

Documents