IoTMonitor-WQ: Una plataforma IoT para la monitorización remota de la calidad del agua: IoTMonitor-WQ: Una plataforma IoT para la monitorización remota de la calidad del agua
- Cristian Garcia Cardenas ,
- Carlos Andres Gonzalez Amarillo
, - Miguel Angel Mendoza Moreno ,
- Angela Maria Gonzalez Amarillo,
- Ariel Adolfo Rodriguez
Abstract
La calidad del agua se determina evaluando un conjunto de características físicas, químicas y biológicas
en las fuentes de agua superficiales o afluentes. El seguimiento de variables como el pH, la conductividad
eléctrica y el oxígeno disuelto permite establecer la calidad del agua para el consumo humano. Sin embargo,
actualmente solo es posible obtener esta información en puntos alejados de las fuentes de agua o afluentes
mediante la toma de muestras sobre el terreno (in situ). Los costos de las pruebas sobre el terreno son elevados
y requieren una importante inversión en logística y tiempo. Por esta razón, hemos construido una plataforma
IoT de bajo costo basada en microcontroladores para la monitorización de los parámetros de calidad del agua
denominada IoT-Monitor-to-Water-Quality (IoTMonitor-WQ). Esta plataforma está construida con sensores
de precisión, tecnología de comunicación LoRa, y un módulo de autonomía energética. Demostramos con
IoTMonitor-WQ una solución tecnológica eficaz en el muestreo, el almacenamiento y la transmisión de
datos, y la posterior evaluación de la data relevante que influye en la evaluación de la calidad del agua en
lugares remotos
Keywords
Water Quality, Internet of Things, Lora microcontroller, Sensors
References
- S. Mukate, V. Wagh, D. Panaskar, J. A. Ja- cobs, and A. Sawant, “Development of new integrated water quality index (iwqi) model to evaluate the drinking suitability of water”, Eco- logical Indicators, vol. 101, pp. 348-354, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.01.034
- M. Kumar Jha, R. Kumari Sah, M. S. Rashmitha, R. Sinha, B. Sujatha, and K. V. Suma, “Smart water monitoring system for real- time water quality and usage monitoring”, in 2018 International Conference on Inventive Re- search in Computing Applications (ICIRCA), pp. 617-621, 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIRCA.2018.8597179
- M. Coquery, A. Morin, A. Bécue, and B. Lepot, “Priority substances of the european wa- ter framework directive: analytical challenges in monitoring water quality”, TrAC Trends in Analytical Chemistry, vol. 24, no. 2, pp. 117- 127, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2004.11.004
- C. Gonzalez-Amarillo, C. Cardenas-Garcia, M. Mendoza-Moreno, G. Ramirez-Gonzalez, and J. C. Corrales, “Blockchain-IoT sensor (BIoTS): A solution to IoT-ecosystems security issues”, Sensors, vol. 21, p. 4388, June 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/s21134388
- B. Miles, E.-B. Bourennane, S. Boucherkha, and S. Chikhi, “A study of lorawan protocol performance for iot applications in smart agriculture”, Computer Communications, vol. 164, pp. 148-157, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comcom.2020.10.009
- A. Charef, A. Ghauch, P. Baussand, and M. Martin-Bouyer, “Water quality monitoring using a smart sensing system”, Measurement, vol. 28, no. 3, pp. 219-224, 2000. DOI: https://doi.org/10.1016/S0263-2241(00)00015-4
- G. Suciu, A. L. Petrache, C. Badea, T. Buteau, D. Schlachet, L. Durand, M. Landez, and I. Hussain, “Low-power IoT devices for measuring environmental values”, in 2018 IEEE 24th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME), pp. 234-238, 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/SIITME.2018.8599228
- Z.-l. Hao, Y.-y. Zhang, and M.-q. Feng, “Water quality assessment based on bp network and its application”, in 2011 International Sympo- sium on Water Resource and Environmental Protection, vol. 2, pp. 872-876, 2011.
- C. Bouras, A. Gkamas, and S. A. K. Salgado, “Energy efficient mechanism for lora networks”,Internet of Things, vol. 13, p. 100360, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.iot.2021.100360
- M. Pule, A. Yahya, and J. Chuma, “Wireless sensor networks: A survey on monitoring wa- ter quality”, Journal of Applied Research and Technology, vol. 15, no. 6, pp. 562-570, 2017.
- J.-S. Chou, C.-C. Ho, and H.-S. Hoang, “De- termining quality of water in reservoir using machine learning”, Ecological Informatics, vol. 44, pp. 57-75, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2018.01.005
- C. A. González-Amarillo, C. L. Cárdenas- García, J. A. Caicedo-Mu noz, and M. A. Mendoza-Moreno, “Smart lumini: A smart lighting system for academic environments us- ing IOT-based open-source hardware”, Revista Facultad de Ingeniería, vol. 29, p. e11060, June 2020. DOI: https://doi.org/10.19053/01211129.v29.n54.2020.11060
- A. K. Saputro, A. R. Anditya, M. Ulum, H. Sukri, R. Alfita, and A. F. Ibadillah, “Applica- tion of LoRa (long range access) in optimizing internet of things using MQTT (message queu- ing telemetry transport) for fish feed monitor- ing”, Oct. 2020. DOI: https://doi.org/10.1109/ITIS50118.2020.9321021
- M. Pule, A. Yahya, and J. Chuma, “Wireless sensor networks: A survey on monitoring wa- ter quality”, Journal of Applied Research and Technology, vol. 15, pp. 562-570, Dec. 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jart.2017.07.004
- N. Vijayakumar and R. Ramya, “The real time monitoring of water quality in IoT environ- ment”, Mar. 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIIECS.2015.7193080
- T. I. Salim, H. S. Alam, R. P. Pratama, I. A. F. Anto, and A. Munandar, “Portable and online water quality monitoring system using wireless sensor network”, in 2017 2nd International Conference on Automation, Cognitive Science, DOI: https://doi.org/10.1109/ICACOMIT.2017.8253382
- Optics, Micro Electro-Mechanical System, and Information Technology (ICACOMIT), IEEE, Oct. 2017.
- W.-Y. Chung and J.-H. Yoo, “Remote water quality monitoring in wide area”, Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 217, pp. 51-57, Oct. 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.01.072