Sistema IoT para la monitorización y análisis de parámetros ambientales en hábitats específicos de fauna: desarrollo de los componentes del sistema software

Resumen

El presente PFG se basa en la continuación y ampliación del primer PFG anterior centrado en el monitoreo ambiental de hábitats para animales exóticos mediante tecnologías IoT. En la primera versión del proyecto, se desarrolló un sistema que recogía datos de temperatura, humedad, pH y calidad del aire y del agua a través de sensores conectados a una placa Arduino. Los datos eran enviados a una base de datos en la nube (Firebase) para su almacenamiento y consulta en tiempo real.

En esta segunda fase del PFG se han introducido nuevas mejoras y funcionalidades. Se han añadido dos sensores ambientales adicionales: uno para medir la calidad sonora del entorno y otro para registrar la intensidad lumínica. Estos nuevos sensores permiten un control más completo de las condiciones ambientales, adaptadas a las necesidades específicas de cada especie.

Además, se ha implementado un sistema visual de control mediante LEDs instalados en una protoboard. Cada hábitat cuenta con un LED determinado el cual tendrá varios asocidado varios sensores, si el LED está encendido significa que hay valores fuera del rango establecido en un sensor del hábitat al que pertenece y si está apagado todo está correcto, facilitando una lectura rápida del estado de cada entorno. Como mejora, se plantea la integración de un sistema de notificaciones móviles, a través de una aplicación que informe al usuario del estado de los hábitats y emita alertas en caso de que algún valor ambiental no esté dentro de los límites establecidos. Además, se incorpora un un gráfico histórico de cada variable ambiental que tenga el entorno animal así como un algoritmo matemático que permitirá hacer una predicción de los futuros valores de los sensores.

Este proyecto ofrece una solución tecnológica, escalable y de bajo coste para mejorar el bienestar de animales en cautividad mediante el uso de sensores, conectividad en la nube y sistemas de notificación visual y móvil.

Finalmente, el PFG concluye con una serie de recomendaciones para acciones futuras, investigaciones posteriores, aplicaciones prácticas, etc relacionadas con el tema.

Abstract:

This Final Degree Project (FDP) is based on the continuation and expansion of the previous FDP focused on environmental monitoring of habitats for exotic animals through IoT technologies. In the first version of the project, a system was developed that collected data on temperature, humidity, pH, and air and water quality through sensors connected to an Arduino board. The data was sent to a cloud database (Firebase) for storage and real-time consultation.

In this second phase of the FDP, new improvements and functionalities have been introduced. Two additional environmental sensors have been added: one to measure the sound quality of the environment and another to record light intensity. These new sensors allow more complete control of environmental conditions, adapted to the specific needs of each species.

Furthermore, a visual control system has been implemented using LEDs installed on a breadboard. Each habitat has a specific LED which will be associated with several sensors; if the LED is on it means there are values outside the established range in a sensor of the habitat it belongs to, and if it is off everything is correct, facilitating a quick reading of the state of each environment. As an improvement, the integration of a mobile notification system is proposed, through an application that informs the user of the state of the habitats and issues alerts in case some environmental value is not within the established limits. Additionally, a historical graph of each environmental variable that the animal environment has is incorporated as well as a mathematical algorithm that will allow prediction of future sensor values.

This project offers a technological, scalable, and low-cost solution to improve the welfare of animals in captivity through the use of sensors, cloud connectivity, and visual and mobile notification systems.

Finally, the FDP concludes with a series of recommendations for future actions, further research, practical applications, etc., related to the topic.