1 DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICACarrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DE CO2 MEDIANTE REDES DE SENSORES INALÁMBRICOS EN EL CAMPUS UNIVERSITARIO DE LA ESPE Patricia Belén Meneses Buitrón Sangolquí, Marzo 2015

2 Introducción

3 Introducción ONU Año 2050 70% Población Urbana

4 Quito 5.1 Millones de toneladasIntroducción Quito 5.1 Millones de toneladas Ecuador 75% Vehículos 56% Transporte secretaria metropolitana de Medio Ambiente Huella de Carbono

5 OBJETIVOS

6 Objetivo General ObjetivosImplementar un sistema de monitorización de CO2 mediante redes de sensores inalámbricos en el campus universitario de la ESPE, para conocer el grado de contaminación.

7 Objetivos EspecíficosDesplegar un sistema con sensores inalámbricos para poder monitorizar CO2 en el campus universitario matriz. Desarrollar una página web para poder realizar consultas de los índices de contaminación de cada sensor desplegado. Determinar los efectos en la salud que conlleva estar expuesto a emisiones de CO2. Realizar pruebas con diferentes condiciones de clima y en el mismo espacio para obtener un análisis de las emisiones en interiores.

8 MARCO TEÓRICO

9 Wireless Sensor Networks (WSN)

10 Elementos de una WSN

11 Redes Ad Hoc

12 Comunicación y Consumo de energíaRedes Ad Hoc (cont.) Características Comunicación y Consumo de energía Topología de red dinámica Escalabilidad para el despliegue

13 ZigBee y

14 ZigBee y (cont.)

15 MÉTODOS Y MATERIALES

16 Medición de CO2 en Partes por millón (ppm)

17 Nodos

18 Nodos (cont.)

19 Gateway

20 Página Web Procesamiento Diseño

21 DESARROLLO DEL SISTEMA

22 Arquitectura

23 Topología

24 Frecuencia de Muestreo5 Mínimo 48 Recomendación

25 Ahorro de energía

26 2. Declaración de variablesProgramación Nodos 1. Añadir Librerías WaspXBee802 WaspFrame WaspSensorGas_v20 2. Declaración de variables packetXBee* packet MAC_ADDRESS CO2

27 Programación nodos (cont.)3. Inicialización de módulos Real Time Clock Placa de gases Socket del sensor de CO2 Sensor de CO2

28 Programación nodos (cont.)4. Mediciones Batería Sensor de CO2 5. Enviar la información Establecer parámetros de envío 6. Definir modo Sleep Apagar Xbee 00:00:15:00.

29 Configuración Módulos Transmisión

30 Configuración Gateway

31 Configuración Gateway (cont.)

32 Configuración Gateway (cont.)

33 Programación Interfaz de Usuario

34 Programación Interfaz de Usuario (cont.)

35 Programación Interfaz de Usuario (cont.)

36 Programación Interfaz de Usuario (cont.)

37 Programación Interfaz de Usuario (cont.)

38 Programación Interfaz de Usuario (cont.)

39 IMPLEMENTACIÓN DE LA RED

40 Despliegue Exterior

41 Despliegue Exterior (cont.)

42 Despliegue Interior

43 Despliegue Interior (cont.)

44 PRUEBAS

45 PRUEBA EN PARQUEADEROSCondiciones PRUEBA EN PARQUEADEROS Hora 12:45 pm 14:00 pm Clima Despejado con viento

46 Casi nada de movimientoCondiciones (cont.) Prueba en Laboratorio Día 1 2 3 4 Hora 7:15 am 6:45 am 8:00 am 7:00 am 8:15 am 9:30 am No. Personas 19 13 16 Observaciones Poco movimiento Movimiento Casi nada de movimiento

47 RESULTADOS OBTENIDOS

48 Prueba exterior

49 Prueba exterior (cont.)

50 Pruebas en laboratorio

51 Pruebas en laboratorio (cont.)

52 Pruebas en laboratorio (cont.)

53 Pruebas en laboratorio (cont.)

54 Pruebas en laboratorio (cont.)

55 Pruebas en laboratorio (cont.)

56 Pruebas en laboratorio (cont.)

57 ANÁLISIS DE RESULTADOS

58 Niveles de CO2 350 – 450 ppm Concentración atmosférica típica600 – 800 ppm Calidad del aire interno aceptable 1.000 ppm Calidad del aire interno tolerable 5.000 ppm Límite promedio de exposición en un período de 8 horas 6.000 – ppm Exposición breve, preocupación 3 – 8% Incremento de la frecuencia de respiración, dolor de cabeza >10% Náuseas, vómito, pérdida de conocimiento

59 Análisis

60 Análisis (cont.)

61 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

62 Ventilación y VentanasConclusiones Ahorro de Energía Ventilación y Ventanas Menor tamaño

63 Conclusiones (cont.)

64 teléfonos inteligentesTrabajos futuros Ampliar sensores Aplicación para teléfonos inteligentes

65 GRACIAS POR SU ATENCIÓN

66 PREGUNTAS