Un suministro de aire limpio es esencial para nuestra propia salud y la del medio ambiente. Pero desde la revolución industrial, la calidad del aire que respiramos se ha deteriorado considerablemente, sobre todo a causa de las actividades humanas. El problema de la calidad del aire sigue preocupando a muchos ciudadanos europeos. También es uno de los ámbitos en los que la Unión Europea se ha mostrado más activa. Desde principios de los años 70, la UE trabaja para mejorar la calidad del aire controlando las emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera, mejorando la calidad de los combustibles e integrando los requisitos de protección del medio ambiente en los sectores del transporte y la energía. El Waspmote se ha utilizado para controlar el transporte público y vigilar parámetros medioambientales en varias ciudades de Serbia.

• Unos 40 millones de personas de las 115 mayores ciudades de la Unión Europea (UE) están expuestas a un aire que supera los valores guía de calidad del aire de la OMS para al menos un contaminante. Los niños que viven cerca de carreteras con tráfico de vehículos pesados tienen el doble de riesgo de sufrir problemas respiratorios que los que viven cerca de calles menos congestionadas.

• Los efectos indirectos de la contaminación atmosférica, como el cambio climático, son cada vez más evidentes. El transporte es la fuente de emisiones de dióxido de carbono (CO2) procedente de combustibles fósiles que más rápido crece y es el principal factor del cambio climático.

El Instituto Nacional de Estadística italiano (ISTAT) presentó un análisis de la calidad del aire en las ciudades europeas durante el periodo 2004-2008 utilizando la base de datos AirBase de la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA). Los datos elementales de las estaciones urbanas de fondo se combinaron en un único indicador: el número medio de veces que se superaron los límites de concentración legalmente definidos.

Como puede deducirse de los distintos informes y análisis, la calidad del aire está mejorando, aunque en algunas regiones aún dista mucho de un valor saludable. Por este motivo, el seguimiento de los parámetros medioambientales es vital para comprender dónde se encuentran los principales puntos de contaminación e intentar alcanzar un valor adecuado en cada ciudad.

El sistema EkoBus se ha desarrollado en colaboración con Ericsson y se ha desplegado en las ciudades de Belgrado y Pancevo. El sistema utiliza vehículos de transporte público para controlar una serie de parámetros ambientales en una zona amplia y proporcionar información adicional al usuario final, como la ubicación de los autobuses y los tiempos estimados de llegada a las paradas.

EkoBus se enmarca en SmartSantander proyecto. Propone una instalación de investigación experimental a escala urbana única en el mundo en apoyo de las aplicaciones y servicios típicos de una ciudad inteligente. Este proyecto está financiado por la Unión Europea a través de su programa Future Internet Research and Experimentation (FIRE). El consorcio del proyecto está formado por diferentes empresas y universidades como: Telefónica, Alcatel-Lucent, Ericsson, Universidad de Cantabria o Universidad de Surrey.

Esta instalación experimental única será lo suficientemente grande, abierta y flexible como para permitir la federación horizontal y vertical con otras instalaciones experimentales y estimular el desarrollo de nuevas aplicaciones por parte de usuarios de diversos tipos, incluida la investigación experimental avanzada sobre tecnologías IoT y la evaluación realista de las pruebas de aceptabilidad de los usuarios. El proyecto prevé el despliegue de 20.000 sensores en distintas ciudades europeas, como Belgrado y Pancevo (Serbia).

Este proyecto puede explicarse mejor con el siguiente diagrama:

65 Waspmotes se desplegaron en dos lugares diferentes; midiendo 6 parámetros:

El módulo de 868 MHz permite alcanzar hasta 40 km en condiciones de línea de visión directa (LOS). El alto rendimiento del Waspmote hace que las lecturas sean muy precisas y la transmisión muy fiable y flexible.

También es posible transmitir los datos a través de GPRS, como módulo de radio secundario para una mejor disponibilidad y redundancia en situaciones en las que es crítico asegurar la recepción del mensaje. El módulo GPRS es cuatribanda (puede operar en 4 bandas diferentes, por lo que es compatible con cualquier proveedor de conexión celular), por lo que puede funcionar en todo el mundo, por lo que este proyecto que estamos describiendo es apto para cualquier país. En este proyecto, los datos se envían a través de GPRS, ya que los autobuses se mueven por toda la ciudad.

Una de las principales características del Waspmote es su bajo consumo:

Para ahorrar batería, el Waspmote pasa la mayor parte del tiempo en modo reposo. Al cabo de unos minutos (programables por el usuario), Waspmote se despierta, lee de los sensores, implementa la comunicación inalámbrica y pasa de nuevo al modo de reposo. Cada dispositivo puede alimentarse con baterías recargables y un panel solar, lo que hace que el sistema sea muy autónomo.

Normalmente, la calibración se realiza en laboratorios certificados y es un proceso complejo y caro. Como tal, no es aplicable en escenarios con cientos y miles de sensores, que además podrían estar ya desplegados en distintos lugares. Como punto de partida para la calibración de los sensores del sistema, algunos sensores se han calibrado con gran precisión. Su calibración se realiza en un laboratorio, y todos los demás sensores se calibran por comparación con sensores de referencia.

Los dispositivos Waspmote, Gases Sensor Board, Sensores, GPRS y GPS se colocaron dentro de una caja para poder colocarlos en el techo de los autobuses. Con esta posición, se realiza una lectura constante de estos parámetros siempre que el vehículo esté en movimiento y, de este modo, se recogen datos de varias ubicaciones. Con la ayuda de la comunicación de datos GPRS, todas las lecturas se envían al servidor, donde se procesan y almacenan. Los sensores de cruce y los módulos GPS del dispositivo proporcionan los valores leídos en un lugar determinado, así como la posición actual del vehículo y la velocidad de sus movimientos.

Una vez validados los nodos sensores mediante un gran número de pruebas, se desplegaron en dos ciudades de Serbia, dividiéndose en dos grupos de 60 y 5 sensores cada uno.

Los nodos sensores realizan mediciones y envían periódicamente los resultados a la aplicación servidor para su posterior análisis y almacenamiento en la base de datos. Las aplicaciones web y Android recopilan información de los nodos y realizan su visualización (localización de los vehículos y mediciones atmosféricas).

También es posible solicitar información sobre la hora de llegada del próximo autobús de una determinada línea a una determinada parada a través de SMS o USSD y recibir esa información por SMS. El módulo GPRS es el responsable de esta función.

El análisis de los datos almacenados se utiliza para diversos cálculos y predicciones de tráfico. En consecuencia, se dispone de información adicional de la base de datos MYSQL:

Estos nodos se alimentan mediante una fuente de alimentación externa conectada a la batería del bus. Aprovechando las características de ahorro de energía del Waspmote y la fuente de alimentación externa, estos nodos son autónomos.

Gracias a este proyecto, se podrán controlar los parámetros medioambientales para su posterior estudio y los ciudadanos podrán aprovechar la ubicación de los autobuses.

Si está interesado en Waspmoteestaremos encantados de ayudarle a diseñar su sistema. Puede solicitar una oferta de Waspmote aquí.

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