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Ingeniería especial de matemáticas con IoT y transformada de Fourier para ingenieros, Monografías, Ensayos de Sistemas Monetarios

Un proyecto de investigación que se enfoca en la implementación de la ingeniería especial de matemáticas para ingenieros utilizando internet de las cosas (iot) y la transformada de fourier. El objetivo principal es transmitir datos recolectados desde un sensor de temperatura y optimizar la actividad de monitorización de datos en web suite o a través de una aplicación android. El proceso de adecuación e investigación, incluyendo la comunicación inalámbrica, la protoboard implemento didáctico, el hardware, el código realizado en arduino, la transmisión y recepción de datos digitales, el cálculo de la serie de fourier utilizando matlab y las conclusiones del proyecto.

Tipo: Monografías, Ensayos

2023/2024

Subido el 11/03/2024

juan-david-acevedo-7
juan-david-acevedo-7 🇨🇴

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TRANSMISION Y RECEPCION
DE DATOS POR RF
(radio frecuencia)
Est. Ing. Electrónica Legmer Felipe Calvo N.
Universidad Central del Valle del Cauca
Correo electrónico: theche_1928@hotmail.com
RESUMEN: En el siguiente documento
evidenciaremos la forma en cómo se llevó a cabo la
implementación teórico-práctica en el montaje, acoplo
y posterior adecuación del monitoreo en base a sensores
de temperatura a las bases de datos en la informática
principalmente, sin desmeritar cualquier otra incidencia
debido a que este proyecto puede ser implementado en
cualquier rubro -agro-industria-.
I. INTRODUCCIÓN
Nuestro principal enfoque está dirigido a
implementar de forma tasita , verídica,
comprobable y veraz la interacción entre las
tecnologías emergentes en conjunto con las
estipuladas actualmente, llevando a cabo ese
dinámico proceso con el cual las IoT (Internet de
Las Cosas), permite describir una red de objetos
físicos (“cosas”) que llevan incorporados sensores,
software y otras tecnologías, con el fin de
conectarse e intercambiar datos con otros
dispositivos y sistemas a través de Internet
principalmente, mancomunadamente existen
teorías, formulas y teoremas los cuales grandes y
eminentes Sabios han desarrollado con el paso del
tiempo, para apoyar de forma integral este tipo de
creaciones prácticas sin alejarnos del polo teórico,
siendo uno de ellos el conocido y renombrado
Matemático y físico francés Jean-Baptiste Joseph
Fourier, conocido por sus trabajos sobre la
descomposición de funciones periódicas en series
trigonométricas convergentes, llamadas Series de
Fourier, método con el cual consiguió resolver
la ecuación del calor. La transformada de
Fourier recibe su nombre en su honor; apeándonos
del conocimiento de nuestro colega matemático y
con el apoyo del software actualmente
suministrado por Nuestra Institución
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL VALLE DEL
CAUCA, Matlab, llevaremos acabo el calculo de la
serie de Fourier para un intervalo periódico
obtenido en la transmisión de datos con un periodo
T=2 (perdido en el tiempo) transportando unidades
y realizando algunas equivalencias para evidenciar
eficientemente los resultados en un lenguaje
universal, en base y valga la aclaración, este
intervalo al que usaremos como evidencia en la
implementación de la ingeniería especial de
matemáticas para ingenieros, ha sido extraído del
total de datos censados en un periodo mucho mayor
al que se está evaluando, podemos decir que esta
función periódica suministrada en tiempo real por
el sensor DHT22 esta en ventana para un intervalo
[-1,1].
II. METODOLOGÍA
En nuestro proceso de adecuación e investigación, nos
encontramos con diversas formas de comunicarnos
inalámbricamente, como por ejemplo La red wifi,
Bluetoo, la red WAN, MAN, PAN, LAN, ZIGBEE,
entre muchas otras más, pero por que usar lora y no otro
medio de desempeño y adecuación nos lo estaremos,
preguntando, y la respuesta es muy clara, el módulo lora
es bastante eficiente, muy económico y su fidelidad en
la transmisión y recepción de datos es fidedigna,
apoyándonos en su pagina principal de los
desarrolladores e implementadores podremos describir
alguna de sus características más excelsas, El módulo
Lora permite comunicar dispositivos hasta 30 kms en
campo abierto, con un mínimo consumo de energía en
los nodos remotos.
Lora es una tecnología de modulación del tipo spread
spectrum (amplio espectro). Esto le permite tolerar
ruido, caminos múltiples de señal y el efecto Doppler,
mientras mantiene muy bajo el consumo de energía. El
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¡Descarga Ingeniería especial de matemáticas con IoT y transformada de Fourier para ingenieros y más Monografías, Ensayos en PDF de Sistemas Monetarios solo en Docsity!

TRANSMISION Y RECEPCION

DE DATOS POR RF

(radio frecuencia)

Est. Ing. Electrónica Legmer Felipe Calvo N.

Universidad Central del Valle del Cauca

Correo electrónico: theche_1928@hotmail.com

RESUMEN: En el siguiente documento evidenciaremos la forma en cómo se llevó a cabo la implementación teórico-práctica en el montaje, acoplo y posterior adecuación del monitoreo en base a sensores de temperatura a las bases de datos en la informática principalmente, sin desmeritar cualquier otra incidencia debido a que este proyecto puede ser implementado en cualquier rubro -agro-industria-.

I. INTRODUCCIÓN

Nuestro principal enfoque está dirigido a

implementar de forma tasita , verídica,

comprobable y veraz la interacción entre las

tecnologías emergentes en conjunto con las

estipuladas actualmente, llevando a cabo ese

dinámico proceso con el cual las IoT (Internet de

Las Cosas), permite describir una red de objetos

físicos (“cosas”) que llevan incorporados sensores,

software y otras tecnologías, con el fin de

conectarse e intercambiar datos con otros

dispositivos y sistemas a través de Internet

principalmente, mancomunadamente existen

teorías, formulas y teoremas los cuales grandes y

eminentes Sabios han desarrollado con el paso del

tiempo, para apoyar de forma integral este tipo de

creaciones prácticas sin alejarnos del polo teórico,

siendo uno de ellos el conocido y renombrado

Matemático y físico francés Jean-Baptiste Joseph

Fourier, conocido por sus trabajos sobre la

descomposición de funciones periódicas en series

trigonométricas convergentes, llamadas Series de

Fourier, método con el cual consiguió resolver

la ecuación del calor. La transformada de

Fourier recibe su nombre en su honor; apeándonos

del conocimiento de nuestro colega matemático y

con el apoyo del software actualmente

suministrado por Nuestra Institución

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL VALLE DEL

CAUCA, Matlab, llevaremos acabo el calculo de la

serie de Fourier para un intervalo periódico

obtenido en la transmisión de datos con un periodo

T=2 (perdido en el tiempo) transportando unidades

y realizando algunas equivalencias para evidenciar

eficientemente los resultados en un lenguaje

universal, en base y valga la aclaración, este

intervalo al que usaremos como evidencia en la

implementación de la ingeniería especial de

matemáticas para ingenieros, ha sido extraído del

total de datos censados en un periodo mucho mayor

al que se está evaluando, podemos decir que esta

función periódica suministrada en tiempo real por

el sensor DHT22 esta en ventana para un intervalo

[-1,1].

II. METODOLOGÍA

En nuestro proceso de adecuación e investigación, nos encontramos con diversas formas de comunicarnos inalámbricamente, como por ejemplo La red wifi, Bluetoo, la red WAN, MAN, PAN, LAN, ZIGBEE, entre muchas otras más, pero por que usar lora y no otro medio de desempeño y adecuación nos lo estaremos, preguntando, y la respuesta es muy clara, el módulo lora es bastante eficiente, muy económico y su fidelidad en la transmisión y recepción de datos es fidedigna, apoyándonos en su pagina principal de los desarrolladores e implementadores podremos describir alguna de sus características más excelsas, El módulo Lora permite comunicar dispositivos hasta 30 kms en campo abierto, con un mínimo consumo de energía en los nodos remotos.

Lora es una tecnología de modulación del tipo spread spectrum (amplio espectro). Esto le permite tolerar ruido, caminos múltiples de señal y el efecto Doppler, mientras mantiene muy bajo el consumo de energía. El

costo de lograr esto es el ancho de banda, que es muy bajo comparado con otras tecnologías inalámbricas sin demeritar su gran impacto en el desarrollo desde cualquier campo social.

En base a lo anteriormente mencionado podremos entrar a evidenciar contundentemente cual es el paso a paso e introducirnos más fehacientemente con nuestra practica

En primera instancia comprenderemos cual es el objetivo primordial de nuestro proyecto, el cual consta de transmitir datos recolectados desde un sensor de temperatura, partiendo del medio ambiente como dato de testeo inicial (27° centígrado), siendo este valor el dato cotejado con nuestra adecuación (software) Arduino como lenguaje de programación y con un hardware como el ESP32 por medio del cual no solo testearemos recolectaremos sino que transmitiremos los datos involucrados para el control y disposición de nuestra base de datos mancomunadamente por medio de radio frecuencia, optimizando esta integra actividad con la monitorización de datos en web suite, o por medio de APP Android, a continuación plasmaremos visualmente los elementos en cuestión para el completo desarrollo de nuestro proyecto.

Modulo ESP

Conexiones y valores para sensor DTH

MODULO LORA

la tecnología LoRa utiliza frecuencias sub-giga Hertz (por debajo de 1 GHz), en bandas dedicadas según las regiones del planeta.

Región Banda Estados Unidos y Américas Desde 902MHz hasta 928MHz Europa Desde 863MHz hasta 870MHz China Desde 779MHz hasta 787MHz

De implementación tendremos un gran apoyo como lo es la protoboard implemento didáctico fundamental para llevar a cabo montajes previos a la finalización de nuestro proyecto.

Dilucidado nuestro objetivo desde la imagen anteriormente expuesta podremos evidenciar este código de recepción de datos.

Convocadas las librerías, llamadas los módulos y configurados los parámetros y variables iniciales para el correcto funcionamiento de la recepción de paquetes enviados desde KASAF TRANSMMIT.

Inicializando el código junto con el mmodulo receptor usaremos un parámetro de red para enviar y recepcionar los datos a una web site con la cual podremos monitorear dichos datos.

Atención: durante el método investigativo y de desarrollo podremos decir que hemos encontrado una forma no solo de comunicarnos de manera simplex ósea transmito recibo y retransmito de manera controlada un dato y un receptor, sino la de transmitir y recepcionar datos de manera full dúplex ósea enviar y trans mitir los datos al mismo tiempo de forma continua sin pausas activas, para ellos creamos en el procesador core 2 del módulo ESP32 una tarea con la que poder simular una clase llamada VOID LOOP que es la tarea autoata del código Arduino con la que los siclos de iteraciones se repiten continua mente.

Lograda la recepción de los datos por medio de una variable de escritura “char” procedemos a definir el ventor requerido y visualizarlo por medio de un recorrido de caracteres para así no solo aterrizar esta recepción de datos sino poder individualizar en una nueva variable independiente nuestro valor para llevar a cabo las diversas funcionalidades que podremos requerir en nuestro caso la de actuar un refresh o compresor de aire el cual permita refresh a nuestro banco de datos (base).

Finalmente podremos por medio de visualizadores indicar su estado de funcionamiento

VERDE: base de datos optima y en uso AMAILLO: warning atension revizar banco de datos ROJO: requerimiento de atención en base de datos inmediata (actuador, aire a condicionado)

Por ultimo simplemente subimos la data al web site

Siendo de tal forma que evidentemente podremos observar desde la página de thingspeak.

Web site con el cual podemos llevar a cabo e seguimiento en tiempo real de cada uno de los datos en el tiempo de temperatura en nuestro sitio de monitoreo

Junto con el numero de coeficientes para este cálculo y el código buscaremos calcular los primeros y coeficientes de la serie completa para así obtener los resultados que veremos a continuación:

En esta grafica evidenciamos los 5 armónicos e iteraciones de la serie de Fourier de color café y de azul la grafica del intervalo sobre los coeficientes calculados desde donde partimos.

III. RESULTADOS

IV. CONCLUSIONES

En la dinámica y búsqueda de nuestra implementación y adecuación en el uso de tecnologías amigables, sostenibles y perdurables en pro de la facilidad en su adquisición y / o elaboración; puedo decir que ha sido es y será de gran ayuda y enorme vinculación en el énfasis de acción para cualquier rubro o industria ya sea alimenticia o automotriz, el manejo, la implementación de las IoT en vista que no se requiere sino solamente el conocimiento el deseo y la entereza de los individuos o instituciones involucradas para proyectar adelantar y fidedignamente realizar de la manera mas profesional y prolijamente posible, este tipo de emprendimientos investigativos y por que no en pro de la adquisición de recursos para la sustentabilidad de nuestras instituciones públicas desde el ámbito económico.

REERENCIAS

*Laboratorio Practico teórico de la Universidad Central del Valle del Cauca (UCEVA).

  • Guía de Laboratorio, Información, Conocimiento previo e Instrucción de los docentes INGENIEROS HAEDERS SALDARRIAGA, Docentes Instituido en la materia de Comunicaciones I, LUIS FERNANDO PLAZA GALVEZ, Docentes Instituido en la materia de Matemáticas para Ingenieros, para el periodo lectivo del año 2022-1.

*Material de Silabus (Moodle),libro de Wayne Tomasi

*Dennis G. Zill, Jacqueline M. Dewar

*https://www.arduino.cc/

*MATLAB

*https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino- esp32/gh-pages/package_esp32_index.json