Desarrollo de un nodo de sensado de bajo costo para la recopilación de datos ambientales

Abstract

Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de sensado ambiental de bajo costo para medir parámetros de calidad de aire, temperatura, humedad y ruido en entornos urbanos. Surge como respuesta a la necesidad de sistemas accesibles y replicables que permitan obtener información ambiental con mayor cobertura que las opciones actuales, proveyendo datos actualizados con un potencial de aplicación en el contexto de Costa Rica como destino turístico inteligente. El sistema integra sensores comerciales controlados por un microcontrolador basado en ESP32S3, que transmite los datos recolectados a una central mediante comunicación LoRa y los publica en la nube a través de la plataforma Adafruit IO. Se desarrolló el diseño electrónico del sistema, la programación modular del mismo y pruebas de campo y autonomía para evaluar estabilidad y fiabilidad de la comunicación, además del posible tiempo de actividad del sistema. Los resultados evidencian una transmisión estable con RSSI entre–70 y–50 dBm y SNR entre 9 y 12 dB, con concordancia entre los datos recibidos y los registrados en la nube. El sistema demuestra ser una alternativa de accesible costo, escalable y eficiente, estableciendo una base para la futura implementación de una red de monitoreo ambiental.

This work presents the development of a low-cost environmental sensing system designed to measure air quality, temperature, humidity, and noise parameters in urban environments. It arises in response to the need of accessible and replicable systems capable of providing environmental information with broader coverage than current alternatives, offering updated data with potential applications within the context of Costa Rica as a smart tourist destination. The system integrates commercial sensors controlled by an ESP32S3-based microcontroller, which transmits the collected data to a central unit via LoRa communication and publishes them on the cloud through the Adafruit IO platform. The project involved the electronic design of the system, its modular programming, and field and autonomy tests to evaluate communication stability, reliability, and operational lifetime. The results show stable transmission with RSSI values between–70 and–50 dBm and SNR values between 9 and 12 dB, with strong consistency between the received and cloud-stored data. The system proves to be a cost-effective, scalable, and efficient alternative, establishing a baseline for the future creation of an environmental monitoring network.