Title: Prototipo IoT para la medición de la polución atmosférica en la Universidad Católica de Colombia
Authors: González Manrique, Cristian Camilo
Rodríguez Chisco, Carlos Mauricio
Director(s): Bolívar Barón, Holman Diego, dir.
Keywords: INTERNET DE LAS COSAS
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
BASE DE DATOS
APLICACIÓN INFORMÁTICA
RED DE TELECOMUNICACIONES
TRANSMISIÓN DE DATOS
Issue Date: 2020
Citation: González Manrique, C. C. & Rodríguez Chisco, C. M. (2020). Prototipo IoT para la medición de la polución atmosférica en la Universidad Católica de Colombia. Trabajo de Grado. Universidad Católica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería de Sistemas. Bogotá, Colombia
Abstract: El proyecto contempla el diseño y desarrollo de una red de dispositivos electrónicos implementados en distintas sedes de la Universidad Católica de Colombia, para la medición de tres gases contaminantes: Monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2) y ozono (O3). Para la comunicación entre los dispositivos se realiza la evaluación y selección de un protocolo de comunicación en base a diferentes criterios. Los datos captados son transmitidos a una plataforma ubicada en la nube, los cuales son usados por un aplicativo web previamente diseñado y desarrollado para la visualización de dichos datos expresados en partes por millón (ppm).
Description: Trabajo de investigación tecnológica
Bibliography References: DELOITTE, “Tendencias tecnológicas 2019,” Deloitte insights, vol. 10, p. 16, 2019.

P. Foyo, “La tecnología IoT al servicio del monitoreo de la calidad del aire,” 2018. [Online]. Available: https://medium.com/@peterfoyo/la-tecnología-iot-al-serviciodel- monitoreo-de-la-calidad-del-aire-dcd9ecbec9fe. [Accessed: 18-May-2020].

L. C. García, “Estudio del impacto técnico y económico de la transición de internet al internet de las cosas (IoT) para el caso Colombiano,” Univ. Nac. Colomb., p. 111, 2015.

J. A. Bautista, Rico; Guerrero b, Cesar D.; Parra-Valencia, “Iot : Una Aproximacion Desde Ciudad Inteligente a Universidad Inteligente Iot : an Approach From Intelligent City To Intelligent,” vol. 13, no. May, pp. 9–20, 2017.

J. Díaz, P. Venosa, L. Fava, N. Castro, D. Vilches, and F. López, “Estrategias de IoT para Lograr Ciudades Digitales Seguras , más Inclusivas y Sustentables,” XIX Work. Investig. en Ciencias la Comput., pp. 800–804, 2017.

J. F. F. R, “Contaminación atmosférica en centros urbanos. desafío para lograr su sostenibilidad: caso de estudio bogotá,” Rev. Esc. Adm. Negocios, no. 72, pp. 193– 204, 2012.

SDA, “Informe Mensual de Calidad del Aire en Bogotá,” pp. 1–34, 2019.

Universidad Católica de Colombia, “¡A participar del simulacro de evacuación! - Universidad Católica De Colombia.” [Online]. Available: https://www.ucatolica.edu.co/portal/a-participar-del-simulacro-de-evacuacion/. [Accessed: 18-May-2020].

SDA, “Red de Calidad del Aire - Secretaria Distrital de Ambiente,” 2013. [Online]. Available: http://ambientebogota.gov.co/red-de-calidad-del-aire. [Accessed: 18- May-2020].

MinAmbiente, “CONSULTA MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE,” no. 8, pp. 1–9, 2020.

J. Fedtke, “Human Rights and the Private Sphere,” Hum. Rights Priv. Sph., vol. 1, 2007.

Alcaldía Local de Chapinero, “Plan Ambiental Local 2017-2020 Chapinero Ambiental Mejor para Todos,” 2017.

M. Gaitán, J. Cancino, and E. Behrentz, “Análisis del estado de la calidad del aire en Bogotá,” Rev. Ing., vol. unknown, no. 26, pp. 81–92, 2007.

MinTIC, “Interoperabilidad - Arquitectura TI,” Ministerio de Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones. [Online]. Available: https://www.mintic.gov.co/arquitecturati/630/w3-propertyvalue-8117.html. [Accessed: 18-May-2020].

M. C. de la Rosa, M. A. Mosso, and C. Ullán, “El aire: hábitat y medio de transmisión de microorganismos,” Obs. Medioambient., vol. 5, pp. 375–402, 2002.

X. Querol, “Calidad del aire, partículas en suspensión y metales,” Rev. Esp. Salud Publica, vol. 82, no. 5, pp. 447–453, 2008.

F. A. Vargas and N. Y. Rojas, “Chemical composition and mass closure for airborne particulate matter in bogotá,” Ing. e Investig., vol. 30, no. 2, pp. 105–115, 2010.

F. Stupenengo, “Materiales y materias primas.”

H. Dominguez, Nuestra Atmosfera: Como Comprender Los Cambios Climaticos - Hector Dominguez - Google Libros. Lectorum, 2004.

D. W. Fahey, “VEINTE PREGUNTAS Veinte Preguntas y Respuestas sobre la Capa de Ozono Evaluación Científica del Agotamiento de Ozono: 2002 Organización Meteorológica Mundial (WMO) Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) Administración Nacional Oceá,” 2002.

MUNDO GEOGRAFÍA, “La Atmósfera: Importancia, Estructura y Composición | MUNDO GEOGRAFÍA.” [Online]. Available: https://mundogeografia.com/laatmosfera/. [Accessed: 19-May-2020].

sectorasegurador.es, “La contaminación del aire y los riesgos para la salud - Todo lo que tienes que saber,” 2017.

N. Tyler, J. Acevedo, J. P. Bocarejo, and J. M. Velásquez, “Caracterización de la contaminación atmosférica en Colombia,” Univ. los Andes, p. 35 págs., 2013.

Organización Mundial de la Salud, “Calidad del aire ambiente (exterior) y salud,” Nota descriptiva. pp. 1–8, 2016.

A. Altamar Consuegra, “Estudio de la contaminación atmosférica generada por óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y material particulado en un sector de la ciudad de Bogotá,” Av. Investig. en Ing., no. 5, pp. 32–36, 2006.

Ambientum, “Los contaminantes atmosféricos - Enciclopedia Medioambiental,” Ambientum. [Online]. Available: https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/atmosfera/loscontaminantes- atmosfericos.asp. [Accessed: 18-May-2020].

Banco Mundial and Institute for Health Metrics and Evaluation, “El costo de la contaminación atmosférica,” World Bank Gr. Inst. Heal. Metrics Eval., vol. Resumen en, p. 10, 2016.

CRANA. Fundación Centro de Recursos Ambientales de Navarra., “Monóxido de carbono (CO) - Contaminación - CRANA: Fundación Centro de Recursos Ambientales de Navarra.,” CONTAMINACIÓN. MONÓXIDO DE CARBONO. [Online]. Available: http://www.crana.org/es/contaminacion/masinformacion_ 3/monaxido-carbono. [Accessed: 18-May-2020].

ASP, “¿Qué es el Ozono? Propiedades y Beneficios | ASP Ozono.” [Online]. Available: https://www.aspozono.es/que-es-el-ozono.asp. [Accessed: 18-May- 2020].

CeMCAQ, “Dióxido de nitrógeno (NO2).” [Online]. Available: http://www.cemcaq.mx/contaminacion/bioxido-de-nitrogeno-no2. [Accessed: 18- May-2020].

S. Alegret, M. del. Valle, and A. Merkoçi, Sensores electroquímicos: introducción a los quimiosensores y biosensores : curso teórico-práctico. Universitat Autò noma de Barcelona, 2004.

By the way, “Sensor MQ7 MQ-7 Detector de Monóxido de Carbono Arduino - bytheway.” [Online]. Available: https://www.bytheway.com.co/gas/100-sensor-mq7-mq-7-detector-de-monoxido-de-carbono-arduino.html. [Accessed: 19-May-2020].

“sensor-de-monoxido-de-carbono-mq7.jpg (458×458).” [Online]. Available: https://naylampmechatronics.com/668-large_default/sensor-de-monoxido-de-carbono-mq7.jpg. [Accessed: 18-May-2020].

Hanwei Electronics, “MQ-7 Gas Sensor Datasheet,” vol. 1, pp. 3–5, 2016.

Plintec, “MQ-131 OZONO SENSOR DE GAS - Plintec.” [Online]. Available: http://plintec.co/tienda/sensores-y-otros-perifericos/418-mq-131-ozono-sensor-de-gas.html. [Accessed: 18-May-2020].

“Original-New-MQ-131-MQ131-gas-sensor.jpg_350x350.jpg (342×350).” [Online]. Available: https://sc01.alicdn.com/kf/HTB10OE.g4SYBuNjSspjq6x73VXaL/Original-New-MQ-131-MQ131-gas-sensor.jpg_350x350.jpg. [Accessed: 18-May-2020].

“Ozone Gas Sensor (Model:MQ131 Low Concentration) Manual,” 2014.

Amazon, “MICS一6814 Módulo del Sensor de Gas de oxígeno y nitrógeno para la Calidad del Aire CO NO2 NH3 para Arduino: Amazon.es: Bricolaje y herramientas.” [Online]. Available: https://www.amazon.es/MICS一6814-oxígeno-nitrógeno-Calidad-Arduino/dp/B07N17BWM3. [Accessed: 19-May-2020].

“Cjmcu-4541 Mics-4514 Monóxido De Carbono Nitrógeno Oxígeno S - $ 254.157 en Mercado Libre.” [Online]. Available: https://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-536052404-cjmcu-4541-mics-4514-monoxido-de-carbono-nitrogeno-oxigeno-s-_JM?quantity=1. [Accessed: 19-May-2020].

SGX sensortech, “The MiCS-6814 is a compact MOS sensor with two fully independent sensing elements on one package.,” pp. 1–5, 2017.

HETPRO, “Qué es Arduino - Introducción - HETPRO/TUTORIALES,” 2017. [Online]. Available: https://hetpro-store.com/TUTORIALES/que-es-arduino/. [Accessed: 18-May-2020].

“Arduino.” [Online]. Available: https://i.blogs.es/90d0d7/arduinounosmd450px/500_333.jpg. [Accessed: 18-May-2020].

Ferretronica, “Módulo WiFi + Bluetooth ESP32 | Ferretrónica.” [Online]. Available: https://ferretronica.com/products/modulo-wifi-bluetooth-esp32. [Accessed: 18-May- 2020].

“Placa de desarrollo para ESP32 NodeMcu-32 - Naylamp Mechatronics - Perú.” [Online]. Available: https://naylampmechatronics.com/espressif-esp/384-placa-dedesarrollo- para-esp32-nodemcu-32.html. [Accessed: 19-May-2020].

D. Andrés, R. Madrid, E. Dennis, and R. Hernández, “Diseño de un método para identificar necesidades y oportunidades para la implementación de Internet de las cosas (IoT) aplicable a oficinas de trabajo donde permanezcan entre 30 y 70 personas y planteamiento de un caso práctico de solución en las oficinas,” 2016.

D. C. Y. Vargas and C. E. P. Salvador, “Smart IoT gateway for heterogeneous devices interoperability,” IEEE Lat. Am. Trans., vol. 14, no. 8, pp. 3900–3906, 2016.

Medium, “¿Cuál es la diferencia entre modelo OSI y modelo TCP/IP?,” 2019. [Online]. Available: https://medium.com/@xxxamin1314/cuál-es-la-diferencia-entremodelo- osi-y-modelo-tcp-ip-83829bbd484d. [Accessed: 18-May-2020].

G. H. Tolosa, “Protocolos y Modelo OSI Protocolos ¿ Cómo se comunican 2 usuarios ?,” Lab. Redes, vol. 1, no. Protocolos y Modelos OSI, pp. 4–25, 2014.

D. Mozilla, “Generaliades Del Protocolo Http,” 2019. [Online]. Available: https://developer.mozilla.org/es/docs/Web/HTTP/Overview. [Accessed: 18-May- 2020].

N. Naik, “LPWAN Technologies for iot systems: choice between ultra narrow band and spread spectrum,” 4th IEEE Int. Symp. Syst. Eng. ISSE 2018 - Proc., 2018.

K. Mekki, E. Bajic, F. Chaxel, and F. Meyer, “A comparative study of LPWAN technologies for large-scale IoT deployment,” ICT Express, vol. 5, no. 1, pp. 1–7, 2019.

“ICSP | Aprendiendo Arduino.” [Online]. Available: https://www.aprendiendoarduino.com/tag/unb/. [Accessed: 18-May-2020].

A. Lavric, A. I. Petrariu, and V. Popa, “Long Range SigFox Communication Protocol

Scalability Analysis under Large-Scale, High-Density Conditions,” IEEE Access, vol. 7, pp. 35816–35825, 2019.

P. Di Gennaro, D. Lofú, D. Vitanio, P. Tedeschi, and P. Boccadoro, “WaterS: A Sigfox-compliant prototype for water monitoring,” Internet Technol. Lett., vol. 2, no. 1, p. e74, 2019.

L. T. Nanoscale Labs, “United States Patent, Sforza,” 2013.

A. Lavric and V. Popa, “A LoRaWAN: Long Range Wide Area Networks study,” 2017 11th Int. Conf. Electromechanical Power Syst. SIELMEN 2017 - Proc., vol. 2017- Janua, pp. 417–420, 2017.

K. Mikhaylov, J. Petäjäjärvi, and T. Hänninen, “Analysis of capacity and scalability of the LoRa low power wide area network technology,” Eur. Wirel. Conf. 2016, EW 2016, pp. 119–124, 2016.

A. Lavric and V. Popa, “Internet of things and LoRaTM low-power wide- area networks challenges,” Proc. 9th Int. Conf. Electron. Comput. Artif. Intell. ECAI 2017, vol. 2017-Janua, pp. 1–4, 2017.

A. Lavric and V. Popa, “LoRaTM Wide-Area Networks from an Internet of Things perspective,” Proc. 9th Int. Conf. Electron. Comput. Artif. Intell. ECAI 2017, vol. 2017-Janua, pp. 1–4, 2017.

J. Haxhibeqiri, E. De Poorter, I. Moerman, and J. Hoebeke, “A survey of LoRaWAN for IoT: From technology to application,” Sensors (Switzerland), vol. 18, no. 11, 2018.

Semtech Corporation, “SX1272/3/6/7/8 LoRa Modem Design Guide, AN1200.13,” no. July, p. 9, 2013.

O. B. A. Seller and N. Sornin, “Low power long range transmitter,” 2014.

B. Martinez, F. Adelantado, A. Bartoli, and X. Vilajosana, “Exploring the performance boundaries of NB-IoT,” IEEE Internet Things J., vol. 6, no. 3, pp. 5702–5712, 2019.

H. Malik, H. Pervaiz, M. Mahtab Alam, Y. Le Moullec, A. Kuusik, and M. Ali Imran, “Radio Resource Management Scheme in NB-IoT Systems,” IEEE Access, vol. 6, pp. 15051–15064, 2018.

A. E. De Paepe et al., “ESTUDIO, ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN DEL TRÁFICO DE LAS REDES WIFI EN LA FACULTAD DE INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN,” J. Chem. Inf. Model., vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2019.

T. O. L. D. E. L. Tfc, T. A. Titulaci, M. Valls, and X. Prats, “Estudio y simulación de la tecnología WIFI de acceso inalámbrico,” 2011.

J. Carlos, R. Giraldo, and A. R. Castellano, “Bluetooth. Introducción a su Funcionamiento.,” vol. 61850, pp. 1–16, 2012.

J. M. T. Castro, “Diseño de módulos ZigBee de bajo coste,” Uned.Es, p. 2008, 2008.

L. Q., D. H., and M. M., “Wireless Sensor Networks for Networked Manufacturing Systems,” in Factory Automation, InTech, 2010.

C. Científica and V. Arias, “Aplicación de redes de sensores inalámbricos para la viticultura de precisión,” pp. 1–5, 2014.

MinAmbiente, “2017 COLOMBIA Resolución 2254 de 2017 - Niveles Calidad del Aire.” .

“Política de Prevención y Control de la Contaminación del Aire,” Minist. Ambient. Vivienda y Desarro. Territ., vol. 1, pp. 53–59, 1955.

D. N. de Planeación, “Plan Nacional de Desarrollo 2018-2022,” Cult. Educ. Y Soc., vol. 10, no. 1, pp. 79–91, 2019.

SDA, “Plan decenal de descontaminación del aire de Bogotá,” p. 324, 2010.

I. Fernández de la Rosa, “Monitorización de la calidad del aire en tiempo real mediante el procesamiento de eventos complejos,” p. 190, 2015.

A. Ochoa Duarte, L. D. Cangrejo Aljure, and T. Delgado, “Alternativa Open Source en la implementación de un sistema IoT para la medición de la calidad del aire.,” Rev. Cuba. Ciencias Informáticas, vol. 12, no. 1, pp. 189–204, 2018.

Z. Comas-gonz and V. B. Rueda, “Redes de sensores inalámbricos para la monitorización de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado

Wireless sensor networks for monitoring HVAC systems Zhoe COMAS-GONZÁLEZ 1; José SIMANCAS-GARCÍA 2; Jaime VÉLEZ-ZAPATA 3; Victor BERNAL Rued,” Espacios, vol. 39, no. 45, p. 13, 2018.

L. Manuel and L. Torres, “SISTEMA DE MONITORIZACIÓN BASADO EN PLATAFORMAS ARDUINO, ANDROID Y CLOUD,” pp. 1–90, 2015.

J. A. Medina Landeón, “Sistema de monitorización inalámbrico de temperatura para dispositivos Android,” 2016.

E. Del Canto and A. Silva Silva, “Metodologia Cuantitativa: Abordaje Desde La Complementariedad En Ciencias Sociales,” Rev. Ciencias Soc., vol. 0, no. 141, 2013.

I. O. Monfort, “Estudio de la arquitectura y el nivel de desarrollo de la red LoRaWAN y de los dispositivos LoRa.,” 2017.

Efor, “Tecnologias de comunicación para IoT.,” pp. 1–5, 2016.

MOUSER ELECTRONICS, “ATA8520-EK2-E Microchip Technology / Atmel | Mouser Colombia.” [Online]. Available: https://co.mouser.com/ProductDetail/Microchip-Technology-Atmel/ATA8520-EK2-E?qs=ma0NyvTRVt1Ip%252BzvIkeLpg%3D%3D. [Accessed: 18-May-2020].

By the way, “Módulo Lora + Antena 433mhz Sx1278 20dbm Transceptor Arduino - bytheway.” [Online]. Available: https://www.bytheway.com.co/radiofrecuencia-rf/149-modulo-lora-antena-433mhz-sx1278-20dbm-transceptor-arduino.html. [Accessed: 18-May-2020]

“Serounder Nb-iot/emtc/edge/gprs/gnss - Ratón Para Raspber - $ 285.900 en Mercado Libre.” [Online]. Available: https://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-533001452-serounder-nb-iotemtcedgegprsgnss-raton-para-raspber-_JM. [Accessed: 18-May-2020].

By the way, “Módulo wifi ESP8266 Version Actualizada (Esp-01) - bytheway.” [Online]. Available: https://www.bytheway.com.co/wifi/21-modulo-wifi-esp8266-version-actualizada-esp-01.html. [Accessed: 18-May-2020].

By the way, “Módulo Bluetooth Hc-06 Arduino - bytheway.” [Online]. Available: https://www.bytheway.com.co/bluetooth/22-modulo-bluetooth-hc-06-arduino.html. [Accessed: 18-May-2020].

“Elite en Mercado Libre Colombia.” [Online]. Available: https://listado.mercadolibre.com.co/xbee-s2c. [Accessed: 18-May-2020].

P. Courses, “ESP32 with LoRa using Arduino IDE – Getting Started Introducing LoRa,” pp. 1–32, 2019.

C. Castiblanco and N. Cañón, “Prototipo De Bajo Costo Para Monitoreo De Calidad Del Aire En Ambientes Interiores,” Duke Law J., vol. 1, no. 1, pp. 1–13, 2019.

“SPF-2088 How to set-up load resistance for MiCS sensors measurements.” [Online]. Available: https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:C9rnE-WznNwJ:https://sgx.cdistore.com/datasheets/sgx/Load-resistance-for-MiCS-sensors-measurements.pdf+&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=co. [Accessed: 18-May-2020].
URI: https://hdl.handle.net/10983/24967
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