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ADMINISTRADOR DE REGISTROS DE INFORMACIÓN DE CONDICIONES
                           TÉRMICAS

  A. Cortés Mánica1, S. Narváez Samuel1, E. Uicab Santos1, O. Carvajal Espinoza1, R.
                Atoche Enseñat1, O. Sánchez Siordia1, O. Moreno Franco1
                      1.     CIESD – Instituto Tecnológico de Mérida
            Dir: Av. Tecnológico km. 4.5, C.P. 97118, Mérida, Yucatán, México.
   Teléfono (9999) 44-81-13      Fax (9999) 44-81-81     E-mail: {acmanica, nassam10,
lossehelin, ozzcarbajal, oskrsasi}@hotmail.com, jatoche@itmerida.mx, kingalo@ciesd.net


Resumen –– En este artículo muestra un            autómatas que apoyen en la búsqueda de
sistema de adquisición de datos inalámbrico       resultados. Las comunidades científicas
para la medición de temperatura llamado           necesitan de herramientas que proporcionen
Datalogger SAX-06, con el cual el operador
                                                  de una solución a los diferentes problemas
tiene la posibilidad de descargar la
información del registro a su computadora
                                                  que encuentran el los objetos de estudio [1].
personal de manera inalámbrica para realizar
su estudio correspondiente. El aparato es              Los instrumentos de medición de
escalable y permite el crecimiento del mismo a    condiciones      ambientales      son      una
través de módulos de sensores configurables       herramienta útil para el registro y estadística
y compatibles con el sistema de adquisición.      de un proyecto. Un Sistema de Adquisición
La transferencia inalámbrica de información se    de Datos no es mas que un equipo
realiza   de    manera     segura   y rápida,     electrónico cuya función es el control o
aprovechando      su     alta   velocidad    de
                                                  simplemente el registro de una o varias
transferencia de datos. Cuenta con una interfaz
visual para PC con la cual el operador podrá
                                                  variables de un proceso cualquiera. El
controlar    las   diversas    funciones    del   sistema debe tener una estructura y
administrador de registros, utilizando un layer   organización muy equilibrada que le permita
amigable para su operación.                       su buen funcionamiento de ello depende de
                                                  que éste mismo rinda al máximo y sin ningún
Abstract –– This paper shows a wireless data      defecto [2].
acquisition system for measuring temperature
conditions named Datalogger SAX-06, the                El objetivo básico de estos sistemas de
operator is able to download the information to
                                                  adquisición de datos es la integración de los
a notebook or a desktop computer for analyze
it in back off. The device can expand its
                                                  diferentes recursos que lo componen :
functions using sensors slots, witch must be      tranductores de diferentes tipos y naturaleza,
compatible with the hardware interface.           multiplexores, amplificadores, conversores
Wireless data transfer its made on quick and      A/D     y    D/A,   además      el   uso     de
safe mode, getting advantage in the high speed    microcontroladores, utilizando todas sus
data transfer. The system links with a            prestaciones: interrupciones, temporizadores,
computer software where the operator is able      comunicación serie así como hacer uso de
to control, manage, and restart the different     memorias y puertos externos y creando con
functions of the wireless data acquisition
                                                  todo ello un sistema que se encargue de una
system, through a friendly computer layer.
                                                  aplicación especifica para verificar diferentes
                                                  variables      (PH,     humedad        relativa,
              1. INTRODUCCIÓN                     temperatura, iluminación, concentración, etc.)
                                                  para un posterior uso de la información en la
     Automatizar una aplicación        es un      generación de estadística [3].
proceso complejo, involucra diferentes usos
de técnicas, metodologías y tecnologías para
                                                           2. EL ADMINISTRADOR DE
realizarlo. El estudio de las diferentes
variables que afectan a la aplicación consiste                     REGISTROS
en el uso del método científico para su
estudio, y existen pocas herramientas
La arquitectura del sistema Datalogger           Cuando se trata del manejo de
SAX-06 se compone por cuatro etapas              mediciones y estadísticas resulta necesario
esenciales: los sensores de temperatura, el      llevar un control sobre las fechas de los
sistema de adquisición y acoplamiento de         muestreos utilizando un reloj en tiempo real.
señales, la etapa de procesamiento y control     La funcionalidad del DS1302 provee de una
digital, y el módulo de transmisión              útil herramienta para la estadística del
inalámbrica de información.                      tiempo.

     La etapa de sensores de temperatura              Este       dispositivo    contiene      un
esta    formada    por     un     dispositivo    reloj/calendario y una RAM estática de 31
semiconductor que varía su voltaje de salida     Bytes, se comunica con un microprocesador
con respecto a la temperatura que se             a través de una interfase serial SPI. Posee
encuentra midiendo, este sensor es el LM35       una característica importante la cual permite
[4].                                             conectar una fuente de alimentación
                                                 secundaria como lo es una batería, esto con
    La etapa de adquisición de señales           el fin de no perder los datos de configuración.
contiene circuitos de comparación analógica,     El DS1302 provee información de segundos,
así como de muestreo y retención. A través       minutos, horas, días, meses, años. El fin de
de un convertidor analógico- digital, se         mes es ajustado de forma automática así
acopla la señal adquirida a la etapa de          como las correcciones para los años
procesamiento digital. Se utiliza el conversor   bisiestos. El reloj opera en formato de 24 y
análogo digital para obtener muestras            12 horas ya que posee un indicador interno
periódicas de las condiciones térmicas del       de AM/PM. Sólo se requiere de 3 cables para
ambiente con el termómetro. Dichas               conectar el RTC a un microcontrolador
muestras son almacenadas en una unidad de        CE(chip enable), I/O (data line), y SCLK
memoria para completar el registro.              (serial clock) [6].

     La etapa de procesamiento digital                 2.2. Almacenamiento de Información
contiene un microcontrolador PIC16F877A
[5], con el cual se procesa la información           El dispositivo de almacenamiento del
obtenida para almacenarla en unidades de         registrador de datos lo componen tres
memoria. El sistema cuenta con un reloj en
                                                 memorias 24AA1025 del fabricante Microchip
tiempo real, el cual contiene la información
                                                 las cuales se comunicaban a través de un
completa de la fecha y la hora actual, que es
                                                 bus I2C (Ver Figura 2) se trata de memorias
proporcionado al microcontrolador para tomar     EEPROM que a su vez pueden trabajar en
las muestras en un periodo de tiempo             rangos de voltaje que van desde los 1.8 a
seleccionado por el usuario. Además incluye
                                                 5.5V orientadas a aplicaciones de bajo
una pantalla de cristal líquido para desplegar
                                                 consumo. El sistema se vuelve escalable
información.
                                                 hasta para 4 memorias por cada par de
                                                 cables de comunicación. Posee lecturas de
    Finalmente la etapa de transmisión de        acceso aleatorio o secuencial. La memoria se
datos es controlada por el microcontrolador,     encuentra dividida en dos paginas, la primera
contiene una transmisión vía serial que es
                                                 va de la dirección 0000h a la FFFFh y la
conectada directa al puerto RS232 de la PC,
                                                 segunda va de la dirección 10000h a la
y una transmisión de información inalámbrica
                                                 dirección 1FFFFh [7].
a través de un transceiver. Existe el módulo
de transmisión del lado del sistema de                    2.3. Comunicación Inalámbrica:
adquisición y un módulo de recepción del                             Transceiver
lado de la PC, con un total de dos
transceivers.
                                                     El transceiver es un simple chip de radio,
                                                 transmisor-receptor    cuyo     modelo     es
     2.1. Sistema de Adquisición en Tiempo
                                                 nRF2401, trabaja en la banda frecuencia
                       Real
                                                 mundial ISM 2.4 - 2.5 GHz. El nRF2401
consiste de un sintetizador de frecuencia                        poder, un oscilador de cristal y un modulador-
totalmente integrado, un amplificador de                         demodulador. La potencia de salida y los
      Sensor de Temperatura                         PIC16F877A                                Transceiver




                                        REAL TIME                   MEMORY
                                         CLOCK                       BLOCK



                  Fig. 1. Diagrama a Bloques del Sistema de Adquisición de Datos Dtalogger SAX-06.

                                                                 canales de frecuencia son fácilmente
bloques programables mediante el uso de                          enviados vía serial por el PIC16f877A al
una interfaz serial de 3 vías. Su consumo                        módulo de radiofrecuencia transceiver y
actual es muy bajo, sólo 10.5mA con una                          recibidos en el puerto serial de la
potencia de -5dBm en el modo de                                  computadora por otro módulo transceiver.
transmisión y 18mA en el modo de recepción                       Contiene una pantalla principal en modo de
[8].                                                             menú para poder acceder a cada función
                                                                 correspondiente (Ver Figura 2).
   3. SOFTWARE DE ADQUISICIÓN DE
              DATOS

     Para poder descargar los datos
adquiridos con el Sistema fue necesario
desarrollar un software visual para configurar
el Administrador de Registro en modo de
configuración o adquisición (Administrador
del Datalogger SAX-06), configurar su reloj
interno y descargar los datos. De igual
manera se desarrolló el un programa servidor
llamado        Appserv 2.4.5 entre sus
características importantes contiene una
base de datos en MYSQL, el servidor Web                          Fig. 2. Pantalla Principal del Software Administrador del
llamado Apache que se utilizó          con la                                       Datalogger SAX-06.
finalidad de manipular, guardar, y mostrar la
información vía       Web respectivamente                            El software tiene 4 pantallas diferentes
(Sistema de Consulta del Datalogger “SAX-                        en las que se pueden hacer las siguientes
06).                                                             funciones:

 3.1. Software Administrador del Datalogger                              Configuración del reloj interno.
                    SAX-06                                               Descarga de datos.
                                                                         Visualización en tiempo real de la
   El software visual Administrador del                                   temperatura Ambiente.
Datalogger SAX-06 sirve         para poder                               Configuración del dispositivo en
Administrar los datos adquiridos del sistema                              modo de Adquisición.
de adquisición de datos. Los datos son
3.1.1.     Configuración del Reloj Interno            puerto serial de la computadora de manera
                                                         inalámbrica. La figura 5 muestra el contenido
    En la figura 3 se muestra la pantalla de             de esta pantalla.
configuración de reloj en la que básicamente
el programa de la PC manda la hora y fecha
del sistema al PIC16f877A para poder
configurar el reloj interno del Datalogger
“SAX-06” a una hora establecida vía
inalámbrica.




                                                             Fig. 5 Pantalla redescarga de Visualización de
                                                                              Temperatura.


  Fig. 3. Pantalla de configuración del reloj interno.   4. Configuración del dispositivo en modo de
                                                                               Adquisición
            3.1.2.   Descarga de datos
                                                              La principal función de esta parte del
     En esta opción del menú y parte del                 software es la de configurar al Datalogger
programa es donde se reciben los datos                   “SAX-06” en modo de Adquisición; esto con
directamente del Datalogger “SAX-06” y los               la finalidad de que el dispositivo empiece a
guarda en una base de datos para su futura               medir la temperatura a un tiempo deseado.
visualización en este mismo programa. La                 En esta pantalla se selecciona de igual
figura 4 muestra el contenido de esta                    manera el tiempo de muestreo. La figura 6
pantalla.                                                muestra la pantalla completa.




       Fig. 4. Pantalla de descarga de Datos.                  Fig. 6. Pantalla de Modo de Adquisición.

 3.1.3.     Visualización en tiempo real de la             3.2. Sistema de Consulta del Datalogger
                 temperatura Ambiente                                     “SAX-06”

    Con esta pantalla se puede visualizar la                 Para poder visualizar las temperaturas
temperatura que esta muestreando en tiempo               registradas con sus respectivas fechas y
real el Datalogger “SAX-06”, este a su vez               horas se realiza una conexión a una base
tiene que estar enviando información al                  datos para habilitar la opción de almacenar y
manipular en tablas los datos de la memoria                    En esta pantalla de la figura 8 se muestra
que han sido descargados, de la misma                     información sobre el manejo del sistema,
forma, se despliega la información en una                 donde el operador puede ingresar las
pagina de Web en la que se muestran las                   palabras clave de búsqueda.
temperaturas con sus respectivas fechas y
horas. Se realizó la integración de diversos
programas de cómputo para crear una
plataforma software en la PC que funcione
como servidor de información, utilizando los
siguientes lenguajes:

        Lenguaje PHP: Usado para crear
         paginas web dinámicas.
        Lenguaje HTML, JAVA SCRIPT:                         Fig. 8. Pantalla de autentificación del Sistema de
         Usados para crear páginas Web.                              Consulta del Datalogger “SAX-06”
        Sentencias SQL: Usado para crear
         comunicación entre las bases de                      En la figura 9 se muestra la pantalla de
         datos.                                           consulta de una hora y fecha específica de
                                                          los datos descargados del sistema de
   El Sistema de Consulta del Datalogger                  adquisición de datos.
“SAX-06” se divide en las siguientes etapas:

        Acceso al Sistema.
        Manejo del Sistema.

            3.2.1. Acceso al Sistema

    Para consultar los datos es necesario
entrar al Sistema de Consulta del
                                                           Fig. 9. Pantalla de inicio del Sistema de Consulta del
Datalogger “SAX-06”         se introduce el                                 Datalogger “SAX-06”.
nombre de Usuario y el Password y se
siguen las instrucciones que indica la página.
                                                                       4. FUNCIONAMIENTO
    La figura 7 muestra la pantalla de acceso
al Sistema de Consulta del Datalogger “SAX-                   El Datalogger “SAX-06” tiene dos modos
06”; aquí es necesario que el operador                    de operación el de Configuración y
ingrese el nombre de usuario y contraseña                 Adquisición. Para el Modo Configuración el
para poder acceder.                                       dispositivo está listo para ser conectado a la
                                                          computadora a través del transceiver para
                                                          configurar sus funciones. En el Modo
                                                          Adquisición el dispositivo esta listo para
                                                          empezar a Adquirir datos y almacenarlos

                                                              El Datalogger “SAX-06” está configurado
                                                          para que se cargue en modo de
                                                          Configuración al momento de encenderlo,
                                                          esto con la finalidad de poder cargar la hora
 Fig. 7. Pantalla de inicio del Sistema de Consulta del   actual.
                  Datalogger “SAX-06”.

                                                                      4.1. Modo Configuración
           3.2.2. Manejo del Sistema
                                                              Para la Configuración del Reloj Interno
                                                          se selecciona el botón  de                la
pantalla del Menú Principal esto hará que el    leer las primeras 100 direcciones de las tres
software muestre la pantalla de Configurar      memorias y mandarlas a la PC. Cada dato
Reloj interno, una vez abierta la pantalla se   es procesado y guardado en un tabla de la
                                                base de datos; todo eso se hace con el
selecciona el botón       para preparar al      evento que se dispara en el “Administrador
Datalogger “SAX-06” en modo de recibir          del Datalogger SAX-06”. Una vez que
datos; Después de seleccionar este botón se     termina el Datalogger “SAX-06” de transmitir
activara en la parte superior izquierda el      los datos de al memorias dentro del
                                                programa “Administrador del Datalogger
siguiente Botón          este le mandará al     SAX-06” se crea una nueva tabla en la base
Microcontrolador PIC 16f877A del Datalogger     de datos con todos los datos descargados
la rutina de inicio_CLK que es la encargada     (Ver Tabla 1).
de configurar y desplegar en el LCD la hora
                                                Temperatura      Horas       Minutos      Segundos
que ha sido enviada desde la computadora,
                                                   26.3            19           00           5
una vez realizado esta operación se
                                                   26.3            19           10           5
                                                   27.8            19           20           5
selecciona el botón de cerrar     y pondrá         26.9            19           30           5
al microcontrolador PIC16f877A en la rutina        31.1            19           40           5
de modo de espera.                                 30.5            19           50           5
                                                   30.2            20           00           5
                                                   29.9            20           10           5
           4.2. Modo Adquisición
                                                   28.2            20           20           5
                                                   Tabla 1. Muestra de base de datos en el software
   Para entrar a este modo se selecciona el            “Administrador del Datalogger SAX-06”.

botón          , se abrirá la ventana de Modo       Integrando las etapas anteriores se
De Adquisición, aquí se selecciona cuanto       obtiene el sistema de Administrador
tiempo de muestreo se desea, esto pondrá al     Inalámbrico de Registros de Información de
microcontrolador PIC16f877A en la rutina        Condiciones Térmicas, con lo que el usuario
donde espera el valor de muestreo y luego       podrá introducir los sensores de temperatura
activa el ADC, para tomar la temperatura,       a los contenedores donde desee obtener la
después guarda la temperatura, hora, fecha      medición de temperatura, el sistema cuenta
en las memorias, regresa de nuevo y espera      con una pantalla de cristal líquido para
el tiempo de muestreo que se selecciono         visualizar en el lugar donde se toma la
para repetir la función.                        medición el valor de la temperatura actual, el
                                                operador si lo desea podrá llevar su
           4.3. Descarga de Datos               computadora al lugar de las mediciones para
                                                descargar los valores obtenidos en un
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“SAX-06” se selecciona el siguiente botón       remota a través de la transmisión
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       del menú principal, se abrirá una                     5. CONCLUSIONES
nueva ventana que será la de Descarga de
                                                     El sistema de adquisición de datos
datos , se selecciona el botón         para     inalámbrico Datalogger SAX-06, ofrece un
informar al microcontrolador PIC16f877A que     comportamiento estable al momento de realizar
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inmediatamente se activará un botón en el       inalámbrica provee al operador la comodidad de
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Measurement”, Universita di L'Aquila,
      Una vez descargada la información el                 March 16, 2005.
operador podrá compartir la base de datos con        [2]   MAXIM         Semiconductor,     “Electrical
cualquier persona que tenga acceso a la Internet,          Engineering Glossary Definition for Data
utilizando el software de acceso. Así los                  Acquisition System”, USA, 2007.
operadores    remotos    pondrán   obtener     la    [3]   B. Griffith, “Essential Components of Data
información de las muestras y actualizar sus               Acquisition        Systems”,        Agilent
bases de datos para generar la estadística que             Technologies, January 11, 2002.
necesiten.                                           [4]   National      Semiconductor,    “LM35      -
                                                           Precision       Centigrade   Temperature
     El sistema ofrece escalabilidad por lo que en         Sensor Data Sheet”, USA, 2007.
futuras implementaciones es posible añadir mayor     [5]   Microchip,      “8     Bit  Microcontroller
número de sensores para incrementar las                    PICMICRO 16F877A Data Sheet”, USA,
funciones del sistema de adquisición de datos,
                                                           2007.
siendo estos módulos nuevos configurables y
                                                     [6]   Maxim Integrated Circuits, “Trickle-
compatibles en diseño y adaptación con el sistema
                                                           Charge Timekeeping Chip Data Sheet”,
base.
                                                           USA, 2007.
                                                     [7]   Microchip, “24AA1025 1024K I2C CMOS
              6. REFERENCIAS                               Serial EEPROM Data Sheet”, USA, 2007.
                                                     [8]   Nordic    Semiconductor,  “2.5   GHz
[1]     G. Bucci, F. Ciancetta, and E. Fiorucci,           nRF2401 Transceiver Data Sheet”, USA,
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Administrador de registros de información de condiciones térmicas

  • 1. ADMINISTRADOR DE REGISTROS DE INFORMACIÓN DE CONDICIONES TÉRMICAS A. Cortés Mánica1, S. Narváez Samuel1, E. Uicab Santos1, O. Carvajal Espinoza1, R. Atoche Enseñat1, O. Sánchez Siordia1, O. Moreno Franco1 1. CIESD – Instituto Tecnológico de Mérida Dir: Av. Tecnológico km. 4.5, C.P. 97118, Mérida, Yucatán, México. Teléfono (9999) 44-81-13 Fax (9999) 44-81-81 E-mail: {acmanica, nassam10, lossehelin, ozzcarbajal, oskrsasi}@hotmail.com, jatoche@itmerida.mx, kingalo@ciesd.net Resumen –– En este artículo muestra un autómatas que apoyen en la búsqueda de sistema de adquisición de datos inalámbrico resultados. Las comunidades científicas para la medición de temperatura llamado necesitan de herramientas que proporcionen Datalogger SAX-06, con el cual el operador de una solución a los diferentes problemas tiene la posibilidad de descargar la información del registro a su computadora que encuentran el los objetos de estudio [1]. personal de manera inalámbrica para realizar su estudio correspondiente. El aparato es Los instrumentos de medición de escalable y permite el crecimiento del mismo a condiciones ambientales son una través de módulos de sensores configurables herramienta útil para el registro y estadística y compatibles con el sistema de adquisición. de un proyecto. Un Sistema de Adquisición La transferencia inalámbrica de información se de Datos no es mas que un equipo realiza de manera segura y rápida, electrónico cuya función es el control o aprovechando su alta velocidad de simplemente el registro de una o varias transferencia de datos. Cuenta con una interfaz visual para PC con la cual el operador podrá variables de un proceso cualquiera. El controlar las diversas funciones del sistema debe tener una estructura y administrador de registros, utilizando un layer organización muy equilibrada que le permita amigable para su operación. su buen funcionamiento de ello depende de que éste mismo rinda al máximo y sin ningún Abstract –– This paper shows a wireless data defecto [2]. acquisition system for measuring temperature conditions named Datalogger SAX-06, the El objetivo básico de estos sistemas de operator is able to download the information to adquisición de datos es la integración de los a notebook or a desktop computer for analyze it in back off. The device can expand its diferentes recursos que lo componen : functions using sensors slots, witch must be tranductores de diferentes tipos y naturaleza, compatible with the hardware interface. multiplexores, amplificadores, conversores Wireless data transfer its made on quick and A/D y D/A, además el uso de safe mode, getting advantage in the high speed microcontroladores, utilizando todas sus data transfer. The system links with a prestaciones: interrupciones, temporizadores, computer software where the operator is able comunicación serie así como hacer uso de to control, manage, and restart the different memorias y puertos externos y creando con functions of the wireless data acquisition todo ello un sistema que se encargue de una system, through a friendly computer layer. aplicación especifica para verificar diferentes variables (PH, humedad relativa, 1. INTRODUCCIÓN temperatura, iluminación, concentración, etc.) para un posterior uso de la información en la Automatizar una aplicación es un generación de estadística [3]. proceso complejo, involucra diferentes usos de técnicas, metodologías y tecnologías para 2. EL ADMINISTRADOR DE realizarlo. El estudio de las diferentes variables que afectan a la aplicación consiste REGISTROS en el uso del método científico para su estudio, y existen pocas herramientas
  • 2. La arquitectura del sistema Datalogger Cuando se trata del manejo de SAX-06 se compone por cuatro etapas mediciones y estadísticas resulta necesario esenciales: los sensores de temperatura, el llevar un control sobre las fechas de los sistema de adquisición y acoplamiento de muestreos utilizando un reloj en tiempo real. señales, la etapa de procesamiento y control La funcionalidad del DS1302 provee de una digital, y el módulo de transmisión útil herramienta para la estadística del inalámbrica de información. tiempo. La etapa de sensores de temperatura Este dispositivo contiene un esta formada por un dispositivo reloj/calendario y una RAM estática de 31 semiconductor que varía su voltaje de salida Bytes, se comunica con un microprocesador con respecto a la temperatura que se a través de una interfase serial SPI. Posee encuentra midiendo, este sensor es el LM35 una característica importante la cual permite [4]. conectar una fuente de alimentación secundaria como lo es una batería, esto con La etapa de adquisición de señales el fin de no perder los datos de configuración. contiene circuitos de comparación analógica, El DS1302 provee información de segundos, así como de muestreo y retención. A través minutos, horas, días, meses, años. El fin de de un convertidor analógico- digital, se mes es ajustado de forma automática así acopla la señal adquirida a la etapa de como las correcciones para los años procesamiento digital. Se utiliza el conversor bisiestos. El reloj opera en formato de 24 y análogo digital para obtener muestras 12 horas ya que posee un indicador interno periódicas de las condiciones térmicas del de AM/PM. Sólo se requiere de 3 cables para ambiente con el termómetro. Dichas conectar el RTC a un microcontrolador muestras son almacenadas en una unidad de CE(chip enable), I/O (data line), y SCLK memoria para completar el registro. (serial clock) [6]. La etapa de procesamiento digital 2.2. Almacenamiento de Información contiene un microcontrolador PIC16F877A [5], con el cual se procesa la información El dispositivo de almacenamiento del obtenida para almacenarla en unidades de registrador de datos lo componen tres memoria. El sistema cuenta con un reloj en memorias 24AA1025 del fabricante Microchip tiempo real, el cual contiene la información las cuales se comunicaban a través de un completa de la fecha y la hora actual, que es bus I2C (Ver Figura 2) se trata de memorias proporcionado al microcontrolador para tomar EEPROM que a su vez pueden trabajar en las muestras en un periodo de tiempo rangos de voltaje que van desde los 1.8 a seleccionado por el usuario. Además incluye 5.5V orientadas a aplicaciones de bajo una pantalla de cristal líquido para desplegar consumo. El sistema se vuelve escalable información. hasta para 4 memorias por cada par de cables de comunicación. Posee lecturas de Finalmente la etapa de transmisión de acceso aleatorio o secuencial. La memoria se datos es controlada por el microcontrolador, encuentra dividida en dos paginas, la primera contiene una transmisión vía serial que es va de la dirección 0000h a la FFFFh y la conectada directa al puerto RS232 de la PC, segunda va de la dirección 10000h a la y una transmisión de información inalámbrica dirección 1FFFFh [7]. a través de un transceiver. Existe el módulo de transmisión del lado del sistema de 2.3. Comunicación Inalámbrica: adquisición y un módulo de recepción del Transceiver lado de la PC, con un total de dos transceivers. El transceiver es un simple chip de radio, transmisor-receptor cuyo modelo es 2.1. Sistema de Adquisición en Tiempo nRF2401, trabaja en la banda frecuencia Real mundial ISM 2.4 - 2.5 GHz. El nRF2401
  • 3. consiste de un sintetizador de frecuencia poder, un oscilador de cristal y un modulador- totalmente integrado, un amplificador de demodulador. La potencia de salida y los Sensor de Temperatura PIC16F877A Transceiver REAL TIME MEMORY CLOCK BLOCK Fig. 1. Diagrama a Bloques del Sistema de Adquisición de Datos Dtalogger SAX-06. canales de frecuencia son fácilmente bloques programables mediante el uso de enviados vía serial por el PIC16f877A al una interfaz serial de 3 vías. Su consumo módulo de radiofrecuencia transceiver y actual es muy bajo, sólo 10.5mA con una recibidos en el puerto serial de la potencia de -5dBm en el modo de computadora por otro módulo transceiver. transmisión y 18mA en el modo de recepción Contiene una pantalla principal en modo de [8]. menú para poder acceder a cada función correspondiente (Ver Figura 2). 3. SOFTWARE DE ADQUISICIÓN DE DATOS Para poder descargar los datos adquiridos con el Sistema fue necesario desarrollar un software visual para configurar el Administrador de Registro en modo de configuración o adquisición (Administrador del Datalogger SAX-06), configurar su reloj interno y descargar los datos. De igual manera se desarrolló el un programa servidor llamado Appserv 2.4.5 entre sus características importantes contiene una base de datos en MYSQL, el servidor Web Fig. 2. Pantalla Principal del Software Administrador del llamado Apache que se utilizó con la Datalogger SAX-06. finalidad de manipular, guardar, y mostrar la información vía Web respectivamente El software tiene 4 pantallas diferentes (Sistema de Consulta del Datalogger “SAX- en las que se pueden hacer las siguientes 06). funciones: 3.1. Software Administrador del Datalogger  Configuración del reloj interno. SAX-06  Descarga de datos.  Visualización en tiempo real de la El software visual Administrador del temperatura Ambiente. Datalogger SAX-06 sirve para poder  Configuración del dispositivo en Administrar los datos adquiridos del sistema modo de Adquisición. de adquisición de datos. Los datos son
  • 4. 3.1.1. Configuración del Reloj Interno puerto serial de la computadora de manera inalámbrica. La figura 5 muestra el contenido En la figura 3 se muestra la pantalla de de esta pantalla. configuración de reloj en la que básicamente el programa de la PC manda la hora y fecha del sistema al PIC16f877A para poder configurar el reloj interno del Datalogger “SAX-06” a una hora establecida vía inalámbrica. Fig. 5 Pantalla redescarga de Visualización de Temperatura. Fig. 3. Pantalla de configuración del reloj interno. 4. Configuración del dispositivo en modo de Adquisición 3.1.2. Descarga de datos La principal función de esta parte del En esta opción del menú y parte del software es la de configurar al Datalogger programa es donde se reciben los datos “SAX-06” en modo de Adquisición; esto con directamente del Datalogger “SAX-06” y los la finalidad de que el dispositivo empiece a guarda en una base de datos para su futura medir la temperatura a un tiempo deseado. visualización en este mismo programa. La En esta pantalla se selecciona de igual figura 4 muestra el contenido de esta manera el tiempo de muestreo. La figura 6 pantalla. muestra la pantalla completa. Fig. 4. Pantalla de descarga de Datos. Fig. 6. Pantalla de Modo de Adquisición. 3.1.3. Visualización en tiempo real de la 3.2. Sistema de Consulta del Datalogger temperatura Ambiente “SAX-06” Con esta pantalla se puede visualizar la Para poder visualizar las temperaturas temperatura que esta muestreando en tiempo registradas con sus respectivas fechas y real el Datalogger “SAX-06”, este a su vez horas se realiza una conexión a una base tiene que estar enviando información al datos para habilitar la opción de almacenar y
  • 5. manipular en tablas los datos de la memoria En esta pantalla de la figura 8 se muestra que han sido descargados, de la misma información sobre el manejo del sistema, forma, se despliega la información en una donde el operador puede ingresar las pagina de Web en la que se muestran las palabras clave de búsqueda. temperaturas con sus respectivas fechas y horas. Se realizó la integración de diversos programas de cómputo para crear una plataforma software en la PC que funcione como servidor de información, utilizando los siguientes lenguajes:  Lenguaje PHP: Usado para crear paginas web dinámicas.  Lenguaje HTML, JAVA SCRIPT: Fig. 8. Pantalla de autentificación del Sistema de Usados para crear páginas Web. Consulta del Datalogger “SAX-06”  Sentencias SQL: Usado para crear comunicación entre las bases de En la figura 9 se muestra la pantalla de datos. consulta de una hora y fecha específica de los datos descargados del sistema de El Sistema de Consulta del Datalogger adquisición de datos. “SAX-06” se divide en las siguientes etapas:  Acceso al Sistema.  Manejo del Sistema. 3.2.1. Acceso al Sistema Para consultar los datos es necesario entrar al Sistema de Consulta del Fig. 9. Pantalla de inicio del Sistema de Consulta del Datalogger “SAX-06” se introduce el Datalogger “SAX-06”. nombre de Usuario y el Password y se siguen las instrucciones que indica la página. 4. FUNCIONAMIENTO La figura 7 muestra la pantalla de acceso al Sistema de Consulta del Datalogger “SAX- El Datalogger “SAX-06” tiene dos modos 06”; aquí es necesario que el operador de operación el de Configuración y ingrese el nombre de usuario y contraseña Adquisición. Para el Modo Configuración el para poder acceder. dispositivo está listo para ser conectado a la computadora a través del transceiver para configurar sus funciones. En el Modo Adquisición el dispositivo esta listo para empezar a Adquirir datos y almacenarlos El Datalogger “SAX-06” está configurado para que se cargue en modo de Configuración al momento de encenderlo, esto con la finalidad de poder cargar la hora Fig. 7. Pantalla de inicio del Sistema de Consulta del actual. Datalogger “SAX-06”. 4.1. Modo Configuración 3.2.2. Manejo del Sistema Para la Configuración del Reloj Interno se selecciona el botón de la
  • 6. pantalla del Menú Principal esto hará que el leer las primeras 100 direcciones de las tres software muestre la pantalla de Configurar memorias y mandarlas a la PC. Cada dato Reloj interno, una vez abierta la pantalla se es procesado y guardado en un tabla de la base de datos; todo eso se hace con el selecciona el botón para preparar al evento que se dispara en el “Administrador Datalogger “SAX-06” en modo de recibir del Datalogger SAX-06”. Una vez que datos; Después de seleccionar este botón se termina el Datalogger “SAX-06” de transmitir activara en la parte superior izquierda el los datos de al memorias dentro del programa “Administrador del Datalogger siguiente Botón este le mandará al SAX-06” se crea una nueva tabla en la base Microcontrolador PIC 16f877A del Datalogger de datos con todos los datos descargados la rutina de inicio_CLK que es la encargada (Ver Tabla 1). de configurar y desplegar en el LCD la hora Temperatura Horas Minutos Segundos que ha sido enviada desde la computadora, 26.3 19 00 5 una vez realizado esta operación se 26.3 19 10 5 27.8 19 20 5 selecciona el botón de cerrar y pondrá 26.9 19 30 5 al microcontrolador PIC16f877A en la rutina 31.1 19 40 5 de modo de espera. 30.5 19 50 5 30.2 20 00 5 29.9 20 10 5 4.2. Modo Adquisición 28.2 20 20 5 Tabla 1. Muestra de base de datos en el software Para entrar a este modo se selecciona el “Administrador del Datalogger SAX-06”. botón , se abrirá la ventana de Modo Integrando las etapas anteriores se De Adquisición, aquí se selecciona cuanto obtiene el sistema de Administrador tiempo de muestreo se desea, esto pondrá al Inalámbrico de Registros de Información de microcontrolador PIC16f877A en la rutina Condiciones Térmicas, con lo que el usuario donde espera el valor de muestreo y luego podrá introducir los sensores de temperatura activa el ADC, para tomar la temperatura, a los contenedores donde desee obtener la después guarda la temperatura, hora, fecha medición de temperatura, el sistema cuenta en las memorias, regresa de nuevo y espera con una pantalla de cristal líquido para el tiempo de muestreo que se selecciono visualizar en el lugar donde se toma la para repetir la función. medición el valor de la temperatura actual, el operador si lo desea podrá llevar su 4.3. Descarga de Datos computadora al lugar de las mediciones para descargar los valores obtenidos en un Para descargar los datos del Datalogger periodo de tiempo, ó descargarlos de manera “SAX-06” se selecciona el siguiente botón remota a través de la transmisión inalámbrica. del menú principal, se abrirá una 5. CONCLUSIONES nueva ventana que será la de Descarga de El sistema de adquisición de datos datos , se selecciona el botón para inalámbrico Datalogger SAX-06, ofrece un informar al microcontrolador PIC16f877A que comportamiento estable al momento de realizar prepare los datos a enviar hacia la PC, las muestras de temperatura. El uso de tecnología inmediatamente se activará un botón en el inalámbrica provee al operador la comodidad de colocar el sistema en algún lugar deseado para realizar la medición y de manera remota descargar la información a una base de datos, sin tener que lado superior izquierdo ; cuando se llevar todo el equipo hasta el punto donde se presiona mandará al microcontrolador toman las muestras, esto para evitar que se dañe PIC16f877A a ejecutar la rutina encargada de el equipo de cómputo en el trayecto.
  • 7. Measurement”, Universita di L'Aquila, Una vez descargada la información el March 16, 2005. operador podrá compartir la base de datos con [2] MAXIM Semiconductor, “Electrical cualquier persona que tenga acceso a la Internet, Engineering Glossary Definition for Data utilizando el software de acceso. Así los Acquisition System”, USA, 2007. operadores remotos pondrán obtener la [3] B. Griffith, “Essential Components of Data información de las muestras y actualizar sus Acquisition Systems”, Agilent bases de datos para generar la estadística que Technologies, January 11, 2002. necesiten. [4] National Semiconductor, “LM35 - Precision Centigrade Temperature El sistema ofrece escalabilidad por lo que en Sensor Data Sheet”, USA, 2007. futuras implementaciones es posible añadir mayor [5] Microchip, “8 Bit Microcontroller número de sensores para incrementar las PICMICRO 16F877A Data Sheet”, USA, funciones del sistema de adquisición de datos, 2007. siendo estos módulos nuevos configurables y [6] Maxim Integrated Circuits, “Trickle- compatibles en diseño y adaptación con el sistema Charge Timekeeping Chip Data Sheet”, base. USA, 2007. [7] Microchip, “24AA1025 1024K I2C CMOS 6. REFERENCIAS Serial EEPROM Data Sheet”, USA, 2007. [8] Nordic Semiconductor, “2.5 GHz [1] G. Bucci, F. Ciancetta, and E. Fiorucci, nRF2401 Transceiver Data Sheet”, USA, “A DSP-Based Wireless and Modular 2007. Data Acquisition Unit for Real-Time