Un sistema de telemetría nos permite realizar medidas de magnitudes físicas como de forma remota utilizando una plataforma de transporte. La telemetría (medición a distancia) puede ser utilizada también para obtener información de lugares cercanos pero de difícil acceso. El objetivo del presente artículo es el de implementar un sistema de telemetría de bajo costo utilizando un microcontrolador pic y la red de acceso WiFi para el envió de datos. Las variables a monitorear serán temperatura e intensidad de luz. www.sciatel.org Desarrollado por: M.Sc. Edgar Ramos Ing. Remmy Fuentes Univ. Nelson Olivares Cochabamba - Bolivia 2012

1. IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE TELEMETRÍA
UTILIZANDO LA TECNOLOGIA INALAMBRICA WIFI
PRESENTA:
M.Sc. Edgar Ramos
Ing. Remmy Fuentes
Univ. Nelson Olivares

2. Introducción
Desarrollo del Hardware
Desarrollo del Software
Resultados obtenidos
Conclusiones y recomendaciones
Referencias

3. Un sistema de telemetría nos permite
realizar medidas de magnitudes físicas
como de forma remota utilizando una
plataforma de transporte. La telemetría
(medición a distancia) puede ser
utilizada también para obtener
información de lugares cercanos pero
de difícil acceso.
El envió de la información hacia un
usuario en un sistema de telemetría se
lo realiza por lo general de forma
inalámbrica pero pudiendo también
realizarse por medio de la red de datos
con conectividad física.

4. Wi-Fi son las siglas de Wireless Fidelity y comprende
una gran cantidad de estándares para redes de
comunicación inalámbrica basados en las
especificaciones IEEE 802.11. En sus inicios Wi-Fi fue
pensado para conectar redes locales inalámbricas; sin
embargo, actualmente se utiliza para el acceso a
Internet.

5. En [8] se implementó un prototipo de comunicación
inalámbrica para la medición de presiones plantares
empleando microcontroladores y módulos de transmisión
y recepción de radiofrecuencias.
En [9] se presenta un sistema transmisor- receptor para
una aplicación de telemetría cuya aplicación es la de medir
la variabilidad de la frecuencia cardiaca, en esa
publicación se considera el diseño y construcción del
transmisor y receptor de frecuencia modulada y las
diferentes opciones para optimo alcance y relación de la
calidad con el costo.

6. En [10] se realizó un análisis comparativo de las diferentes
tecnologías de transmisión inalámbrica para para dar
soluciones a sistemas de medición a distancia, también
realiza una comparación cuantitativa y cualitativa de las
principales características de las tecnologías inalámbricas.

7. El objetivo del presente artículo es el de implementar un
sistema de telemetría de bajo costo utilizando un
microcontrolador pic y la red de acceso WiFi para el envió
de datos. Las variables a monitorear serán temperatura e
intensidad de luz.
Tarjeta
Señales de
entrada
electrónica de
adquisición de
datos

8. Diagrama por etapas de la tarjeta electrónica
Etapa de
regulación de Etapa reloj
SEÑALES ANALÓGICAS O
voltaje
Etapa de
DIGITALES
puertos de
PROTOCOLO
Etapa de entrada y
RS-232
Etapa de procesamiento salida
comunicación (microcontrolador
PIC18F452)

9. Puerto A, entradas analógicas
Temperatura y intensidad de luz
Alimentación
tarjeta
Conector
serial
Convertidor PIC18F452
MAX232

10. Para transmitir los datos recolectados por la tarjeta se
utilizó un conversor de protocolos WIFIMOD II (RS-232 a
WiFi) el cual nos permite enviar la información por la red
WiFi a otro dispositivo que también esté conectado a la
misma red, pudiendo ser una Laptop o un teléfono móvil

11. Diagrama de bloques del hardware desarrollado para el
sistema.
Tarjeta
Señales de
Conversor de
entrada
electrónica de
protocolos
adquisición de
RS-232 a WiFi
datos
En cuanto a la programación del microcontrolador se la
realizo en el Software PIC CC, permitiendo de esta manera
utilizar las instrucciones de C++ facilitando de gran
manera la programación

12. El sistema contará con la integración de varios bloques que
en su conjunto trabajaran recibiendo los datos de la etapa
de Hardware, guardando los mismos en una BDD y
sirviendo información relevante a clientes remotos,
mostrar datos a usuarios locales y gestionando los datos
para tener un registro histórico del proceso de telemetría.
Nube TCP/IP
Servidor
(Apache-
BDD
MySQL)
Servidor WEB/BDD
Equipo Local
Equipos Remotos
Acceso WEB (PHP) Acceso Local (VB.NET)

13. El software local fue
programado en vb.NET y
entre sus principales
funciones están las de
realizar un monitoreo en
tiempo real para que el
usuario pueda observar el
comportamiento de las
variables, dependiendo la
variable que se monitorea se
podrían ampliar sus
funciones.

14. Entre las principales características del modulo desktop
tenemos:
• Gestión de puertos:
• Configuración de parámetros del puerto.
• Captura de datos, entrada de datos a través de
la tarjeta WIFIpuerto serie virtual.
• Procesamiento de datos:
• Adecuación de los datos y variables.
• Presentación de datos, ultima
muestra.
• Representación grafica del valor de
los datos.
• Gestión con la base de datos,
guardar fecha, hora y valor de las
variables.

15. Control de alarmas:
Fijar nivel de referencia de alarmas de temperatura y nivel de luz.
Mostrar alarmas.
Gestión con la base de datos, guarda fecha, hora, valor de referencia y valor
de la muestra.

16. Los datos recopilados por el software de escritorio son
guardados para su posterior uso en una base de datos, para el
proyecto se utilizo el motor de BDD MySQL Server, fue
elegido debido a su robustez y confiabilidad en el tratamiento
y almacenamiento de millones de datos.
MySQL es un sistema de gestión de bases de datos relacional,
multihilo y multiusuario, subsidiaria de Sun Microsystems y
de Oracle Corporation, software libre en un esquema de
licenciamiento dual, bajo la GNU GPL y para fines
comerciales se debe comprar una licencia específica que les
permita este uso.

17. Entre las principales características del motor de la BDD tenemos:
• APIs para C, C++, Eiffel, Java, Perl, PHP, Python, Ruby, Visual Basic, C#, etc.
• Soporte completo para operadores y funciones en las cláusulas de consultas SQL.
• Soporte a grandes bases de datos. Se probó MySQL Server con bases de datos
que contienen 50 millones de registros. Usuarios corporativos reportaron a la
empresa que emplean MySQL Server con 60.000 tablas y billones de registros.
• Los clientes pueden conectar con el servidor MySQL usando sockets TCP/IP en
cualquier plataforma.
• Soporte UNICODE.
[Ésta es una traducción del manual de referencia de MySQL, que puede encontrarse en dev.mysql.com.]

18. Para que clientes remotos puedan tener acceso a los datos y obtener de esta manera
reportes históricos utilizamos un servidor WEB, para este fin se empleo Apache
Server.
• El servidor HTTP Apache es un servidor web HTTP de código abierto, para
plataformas Unix (BSD, GNU/Linux, etc.), Microsoft Windows, Macintosh y
otras, que implementa el protocolo HTTP/1.12 y la noción de sitio virtual.
• La licencia de software bajo la cual el software de la fundación Apache es
distribuido es una parte distintiva de la historia de Apache HTTP Server y de la
comunidad de código abierto. La Licencia Apache permite la distribución de
derivados de código abierto y cerrado a partir de su código fuente original.7
• Apache es el componente de servidor web mas popular, junto a MySQL y los
lenguajes de programación PHP/Perl/Python y Ruby garantizan productos
altamente confiables y profesionales.
[The Apache HTTP Server Project]

19. El servidor WEB APACHE junto con el servidor MySQL nos brindan la posibilidad
de acceder a los datos de forma remota vía INTERNET (HTTP)

20. Para el acceso de usuarios remotos a los datos, se utilizo una
interface WEB dinámica, programada en su totalidad con PHP
embebido en HTML.
PHP es un lenguaje de programación interpretado o framework para HTML,
diseñado originalmente para la creación de páginas web dinámicas. Se usa
principalmente para la interpretación del lado del servidor (server-side scripting)
pero actualmente puede ser utilizado desde una interfaz de línea de comandos o
en la creación de otros tipos de programas incluyendo aplicaciones con interfaz
gráfica usando las bibliotecas Qt o GTK+.

21. La interface WEB es
sencilla y amigable,
completamente
programada en HTML y
PHP embebido.

22. Diagrama del sistema completo de Telemetría.
WIFI
Sensores CO
18FXX
A/D
RS232
Nube TCP/IP
Servidor
(Apache-
BDD
MySQL)
Servidor WEB/BDD
Equipo Local
Equipos Remotos
Acceso WEB (PHP) Acceso Local (VB.NET)

23. La interface toma los datos
de la BDD MySQL y los
presenta en formato de
tablas:

24. Empleando las librerías GD
con PHP se generan graficas
para la interpretación de
datos:

25. Generación de reportes de
las alarmas

26. Visualización grafica de
alarmas

27. Video Mostrando la funcionalidad del proyecto
http://www.youtube.com/watch?v=CtuaWwgU7xo&feature=plcp

28. La aplicaciones de Telemetría son muy extensas y pueden
ser aplicado en distintas áreas de la ingeniería, en el
presente artículo se implementó un sistema para el
monitoreo de variables analógicas como la temperatura y
la intensidad de la luz pudiendo extenderse su aplicación a
mas variables.
Para la implementación del Hardware del sistema se
utilizó un microcontrolador comercial de bajo costo el
cual reúne características técnicas necesarias para cubrir
los propósitos del sistema en cuanto a la adquisición de los
datos.

29. Es posible implementar un software que se acomode a las
necesidades de un sistema de adquisición de datos capaz
de interactuar con una electrónica utilizando
herramientas convencionales de programación y también
es posible almacenar la información en una base de datos.
Para el monitoreo de las variables es posible realizarlo de
una computadora portátil y adicionalmente con la ayuda
de un servidor también es posible monitorear dichas
variables mediante un teléfono celular que tenga la
capacidad de conectarse a una red WiFi

30. El uso de WiFi, y una red basada en un protocolo TCP/IP
permite aprovechar estas redes de acceso para implementar
sistemas de monitoreo a distancia.
Es recomendable implementar un software no solo de
monitoreo también si es necesario poder activar algún tipo de
actuador.
Se debe considerar aspectos de seguridad en la red WiFi debido
a que por ser una red inalámbrica es vulnerable a intrusos.

31. [1] J. M. Huidobro-Moya y D. Roldan-Martinez, Redes y servicios de Banda
Ancha, McGraw Hill, España, 2004.
[2] C. Mezquida. “Diseño y optimización de una antena impresa para
Wireless LAN”. Universidad Politécnica de Valencia - Escuela Politécnica
Superior de Gandia Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sistemas de
Telecomunicación), 2004..
[3] J. M. Huidobro-Moya y D. Roldan-Martinez, Redes y servicios de
Telecomunicaciones, Paraninfo, España, 2001.
[4] M. Morris-Mano, Arquitectura de computadoras, Prentice-Hall, México,
1994.

32. [5] J. Humbert-Torres, C. Ernesto-Villarraga, R. Hernan-Polonia y A. Ahmed-
Egel, “Implementación de un sistema de Telemetría de bajo costo para la
medición de presiones plantares”, Revista de Ingeniería Universidad de los
Andes, Colombia, Noviembre, 2006.
[6] G. Avendaño, “Sistema Transmisor-receptor para telemetría cardiaca
destinado a la variabilidad de frecuencia cardiaca”, Ingeniería Electrónica
Automática y Comunicaciones, Diciembre, 2001.
[7] C. Viloria-Núñez, J. Cardona-Peña y C. Lozano-Garzón. “Análisis
comparativo de tecnologías inalámbricas para una solución de servicios de
telemedicina”, Ingeniería & Desarrollo. Universidad del Norte, Colombia,
Marzo, 2009.