Diseño e implementación de una arquitectura IoT en el área de investigación del Laboratorio de Mecatrónica y Sistemas Dinámicos
Este trabajo explora el diseño e implementación de una arquitectura de Internet de las Cosas (IoT) en el Laboratorio de Mecatrónica y Sistemas Dinámicos de la ESPE, con el fin de habilitar el monitoreo y control remoto de diferentes sistemas. Inicialmente se presenta una revisión del estado del arte...
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| Format: | bachelorThesis |
| Published: |
2024
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://repositorio.espe.edu.ec/handle/21000/38279 |
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Add Tag | Summary: | Este trabajo explora el diseño e implementación de una arquitectura de Internet de las Cosas (IoT) en el Laboratorio de Mecatrónica y Sistemas Dinámicos de la ESPE, con el fin de habilitar el monitoreo y control remoto de diferentes sistemas. Inicialmente se presenta una revisión del estado del arte del IoT, destacando plataformas como Arduino y protocolos como MQTT y WiFi que han permitido su expansión. También se discuten casos de éxito en monitoreo ambiental y gestión de dispositivos en laboratorios. Luego, se describe el diseño de la arquitectura de 4 capas implementada: sensores/actuadores, red, nube y aplicación. Posteriormente, se detallan los diseños realizados para sistemas como iluminación, tomacorrientes, puerta, cortinas y extractor. Se utilizaron componentes como bombillas LED, interruptores WiFi, motores y variadores de frecuencia. Se destaca el modelado y control PID implementado en el sistema de puerta. Todos los sistemas se integraron mediante interfaces HMI desarrolladas en Home Assistant y MIT App Inventor, permitiendo monitoreo y control remoto y local. Las comunicaciones entre dispositivos se realizaron con protocolos WiFi y MQTT. Finalmente, se presenta la implementación física y virtual del sistema IoT. Se realizan pruebas para caracterizar el tiempo de respuesta de los protocolos, obteniendo un mejor desempeño de WiFi (0.66-1.56 segundos) sobre MQTT (2.56-3.78 segundos). Los resultados se analizan estadísticamente, validando el desempeño y destacando la importancia del monitoreo para eficiencia energética. En conclusión, se logra una solución IoT escalable y flexible para la gestión del laboratorio. |
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