Diseño e implementación de una estación meteorológica con acceso a internet para lugares remotos

Abstract

El conocimiento de datos meteorológicos es importante para una mejor toma de decisiones y así poder tomar acciones lo más acertado posible. Existen diversas situaciones en las que la toma de datos genera beneficio a las comunidades en general, como por ejemplo al realizar monitoreo de desastres naturales en vientos intensos, bajas temperaturas, heladas que comprometen al ser humano, animales y cultivos. Mediante datos meteorológicos se puede realizar investigaciones que contribuyan a un mejor desarrollo del lugar donde se realiza la medición, como por ejemplo la contribución a estudios para conocer zonas de mayor aprovechamiento de energías eólicas y solares. Considerando que el territorio peruano posee 8 sub climas, muchas de estas mediciones se llevan a grandes distancias de ciudades, en algunos casos con difícil acceso y en otros donde no existe cobertura de internet. Esto genera una gran demanda de un personal calificado con las herramientas necesarias para acceder a lugares agrestes y realizar mediciones de manera manual. Con el fin de facilitar el trabajo y accesibilidad de las lecturas censadas de las estaciones localizadas en lugares remotos, el presente trabajo plantea el diseño de una estación meteorológica automática con acceso a Internet mediante comunicación inalámbrica por radiofrecuencia, que permita el acceso a la información adquirida a cualquier computador con conexión a Internet, realizando comparaciones con estaciones meteorológicas de investigación y de mercado. Esta estación propuesta busca solucionar el problema de cobertura y lograr que la instalación en lugares de difícil acceso sea factible efectuando mediciones automáticas. El sistema tiene 2 pilares importantes para su implementación, el diseño de la estación meteorológica y la comunicación inalámbrica para acceder a Internet. Sobre el diseño de la estación, esta realiza mediciones de temperatura, humedad, velocidad de viento y radiación UVA/B, luego las envía inalámbricamente a una estación base. Esta última incluye el segundo pilar importante la cual transfiere los datos a Internet y los plasme a una interfaz amigable para cualquier usuario. Este proceso transmite vía radiofrecuencia la información obtenida por la estación meteorológica con una distancia mínima de 1000 metros y luego envía automáticamente los valores a Internet. Con el fin de validar el trabajo, se hicieron pruebas de distancia sin ninguna perdida de información y se realizaron pruebas de comparación con estaciones estandarizadas con márgenes de error menor al 5 % de cada parámetro ambiental. El proceso de validación se realiza fijando diferentes valores de variables y obteniendo los errores relativos entre la estación estandarizada y los valores obtenidos de la estación meteorológica, estos valores se presentan en una interfaz de usuario con todos los datos obtenidos.

Knowledge of meteorological data is important for better decision-making and consequently, being able to act as accurately as possible. There are various situations in which data collection generates benefits for communities in general, for example, monitoring natural disasters in intense winds, low temperatures and frosts that compromise the well-fare of humans, animals and crops. Using meteorological data, it is possible to carry out research that contributes to a better development of the place where the measurement is taken, such us, the contribution to studies to know about areas of greater use of wind and solar energy. Taking into account that the peruvian territory has 8 subclimates, many of these measurements are taken far away from the cities, in some cases these places have difficult access and in others there is no internet coverage. This creates a high demand for qualified personnel with the necessary tools to access to these remote places and perform manual measurements. In order to facilitate the work and accessibility of the records of the stations located in remote places, the present investigation proposes the design of an automatic meteorological station with access to Internet through wireless radio frequency communication, which allows access to the information acquired from any computer with an Internet connection. By making comparisons with research and market meteorological stations, this station seeks to solve the coverage problem and be able to be installed in places with difficult access, so it could make the measurements automatically. The system has 2 important pillars for its implementation, the design of the meteorological station and the wireless communication to access to the Internet. About the station design, this one makes measurements of temperature, humidity, wind speed and UVA/B radiation, then it sends the information wirelessly to a base station. This last one includes the second important pillar which transfers data to the Internet and shows the results in a friendly user interface. This process transmits vía radio frecuency the information obtained by the meteorological station with a minimum distancing of 1000 meters and then send the information to the Internet. In order to validate the work, distance tests were made without any lost of information and tests were made in comparison with standarized stations with error margins less than 5 % to each enviromental para meter. The process of validation is made by putting different variable values and obtaining the relative errors between the standarized station and the values obtained from the meteorological station, this values are presente in a user interface with all the data obtained.