Diseño de un prototipo para control, monitoreo y análisis de los niveles de contaminación en un sector de la ciudad de Quito mediante sensores IoT

Abstract

En el presente trabajo de titulación se diseñó un prototipo para el control, monitoreo y análisis de los niveles de contaminación que existen dentro de un sector de Quito, el mismo que se elaboró mediante el uso de sensores IoT los cuales, generaron datos llegando a detectar contaminantes del aire, estos fueron recolectados utilizando un Arduino ESP32s, permitiendo la interpretación de los datos mediante el uso de librerías especialmente creadas para los sensores de la serie MQ (basados en un termo reactivo) y el uso de fórmulas para el sensor de partículas, el resultado de esos datos se envió mediante protocolo MQTT. El prototipo físico cuenta con otros componentes para una óptima experiencia del usuario, siendo una pantalla LCD, para la visualización de datos al instante, junto con un sensor de temperatura y humedad relativa del ambiente. El Aplicativo web IoT cuenta con un servicio en la nube, el cual se trata de un servidor VPS (Virtual Private Server) y un dominio exclusivo del sitio web (airmonitor-ute.live), donde se encuentra y accede al aplicativo web. Dentro de este aplicativo se usa MongoDB para el almacenamiento con datos no relacionales, el uso de un Broker MQTT que permitió el intercambio de tópicos y payloads entre los diferentes participantes (Dispositivo, usuario y servidor VPS) y el uso de node.js para la ejecución del aplicativo, todos estos servicios se levantaron dentro de Docker con la creación de contenedores de Linux, los cuales almacenan los servicios mencionados. Se decidió utilizar la metodología SCRUM tanto para la investigación como para el desarrollo, otorgándonos herramientas como bitácoras y registros de actividades. El uso de la IoT para la calidad del aire es de una gran ayuda y nos permitió la exploración de manera automática y en tiempo real de sus datos.