Adaptación e implementación de un módulo de comunicación GSM con un servidor para la gestión de datos y alarmas integrado a un sistema de monitorización de calidad de agua

Abstract

Un agua potable limpia es esencial para la realización de los derechos humanos. En julio de 2010, la Asamblea General de las Naciones Unidas reconoció explícitamente el derecho humano al agua y al saneamiento y, sin embargo, 3,5 millones de personas mueren cada año debido a problemas de calidad de agua, saneamiento e higiene. Estas muertes se concentran principalmente en los países menos desarrollados donde el acceso seguro a agua potable es muy limitado. Controlar la calidad del agua debe ser una prioridad.
En los últimos años la revolución de las tecnologías de la información y la comunicación ha impulsado el desarrollo global de una forma sin precedentes. Idealmente, cualquier proyecto actual debe permitir la gestión eficaz de los datos relacionados con este. Si el proyecto incluye además sensores, la comunicación del sistema se convierte en una prioridad. Sin embargo, no siempre es fácil encontrar el método adecuado.
En los países en desarrollo, las comunicaciones móviles son un motor de desarrollo socio-económico muy importante, permitiendo a los habitantes de estos países acceso a servicios de banca, sanidad y educación entre otros. El uso de estas tecnologías y por lo tanto de los SMS están asimiladas por la población y forman parte de su vida cotidiana.
El objetivo del trabajo es implementar un módulo de comunicación compatible con el sistema autónomo de bajo coste de monitorización de calidad del agua en tiempo real implementado en el TFG desarrollado en paralelo: 'Adaptación e implementación de un sistema autónomo de bajo coste de monitorización de calidad de agua en tiempo real' por Namir El-Khouri Vidarte. Este módulo permite la gestión de los datos obtenidos por los diferentes sensores gracias a la gestión de alarmas por SMS y a la comunicación GSM con el servidor de la plataforma ThingSpeak que permite la visualización y estudio de la información recogida. Además, el módulo facilita la configuración del sistema por el usuario a través de SMS.
Este documento expone en primer lugar la motivación de este proyecto fijándose los objetivos y requisitos del módulo de comunicación. Después, se describen los antecedentes que definen una serie de pautas para que la implementación sea lo más pertinente posible. A continuación, se detalla el diseño hardware y software del módulo de comunicación y de sus diferentes sub-módulos. Este módulo informará periódicamente y en tiempo real de los diferentes valores obtenidos por los sensores y los almacenará en un servidor. En caso de que uno de los valores obtenidos indique que el agua no es apta para el consumo humano, se enviará una alarma por SMS. Además, el usuario podrá configurar el sistema a través de SMS. El hardware del sistema se basa una shield GSM conectada a una placa Arduino Mega y el software se desarrolla en Arduino IDE. Seguidamente, se exponen las diferentes pruebas realizadas que permiten verificar que el módulo funciona correctamente respetando todos los requisitos. Por último, se proponen una serie de mejoras a implementar con el fin de utilizar el sistema a largo plazo.