articulo aquasys
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Luis Rey Salas Rojas
Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.
Puebla,Pue,Mxico.
Jos Eduardo Ubera Cuautle
Puebla,Pue,Mxico.
Luisa Cern Perea
Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.
Puebla,Pue,Mxico.
Juan Carlos Rojas Prez
Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.
Puebla,Pue,Mxico.
Gilberto Vidal Alarcn
Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.
Puebla,Pue,Mxico.
Montserrat Ariana Huerta Chiquillo
Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.
Puebla,Pue,Mxico.
Christian Rosas Vsquez
Ing.CienciasdelaComputacin.BUAP.
Puebla,Pue,Mxico.
Sistema automtico de cuidado para peces de acuariodomstico (AQUASYS Versin 3).
Automatic system for fish care home (AQUASYSVersion 3)
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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
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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.
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MEF
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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.
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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.
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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.
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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
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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.