Proyectos de Meteorología en la EMA

Entre las varias ideas sobre proyectos en conjunto que se discutieron oportunamente con el Crnl. Aviador Marenco, se encuntraba la posibilidad de que se desarrollaran plataformas meteorológicas de bajo costo, que pudieran emplearse tanto en cohetes sonda como en globos meteorológicos. Nos encantó la propuesta y nos pusimos como meta desarrollar alguna plataforma electrónica sencilla que pudiera cargarse tanto en globo como en cohetes y sirviera para recabar información meteorológica. El objetivo útil a largo plazo sería devolver al país la capacidad de tomar datos a altura y aporatar esos datos al pool de datos meteorlógicos de la región, cosa que no se viene haciendo desde décadas.

En tal sentido nos hemos planteado varias alternativas:

1. Estación meteorológica terrena
2. Estación meteorológica para globo
3. Estación meterológica para cohete sonda

En todos los casos nos planteamos las posibilidades de:

1. recabar y almacenar la información en la propia estación y luego recueprarla mediante algún protoclolo de comunicación
2. recabar y enviar la información a alguna estación remota
3. publicar la información en internet para uso de terceros

También se plantean diferentes modalodades de funcionamiento:

1. A pedido de la central de tierra se envian los datos.
2. Automático con período de tiempo de transmisión programable antes del despegue o a demanda desde la estación terrena (esto último implica comunicación bidireccional, ¡ojo!).
3. Modo de emergencia. Habría que definir qué significa este caso.

Este proyecto implica varios aspectos que deben tenerse en cuenta:

• el uso de sensores para los diferentes parámetros que se desean relevar. Los sensores pueden ser analógicos o digitales.
• la lectura de la señal analógica y su conversión a digital, en caso de sensores analógicos
• la lectura de los datos digitales en caso se sensores digitales
• la adecuación, conversión o codificación de los datos leidos
• el almacenamiento y/o trasmisión de esos datos.
• el empleo de algoritmos de verificación de integridad de datos, en casos en que la información se pueda llegar a trasmitir a distancia por medios que no prevean dicha posibilidad
• el almacenamiento y procesamiento de los datos en la estación terrena y su eventual publicación. Mecanismos de acceso y/o consulta a dicha información, etc.

Así que el proyecto abarca múltiples niveles, desde aspectos muy básicos de electrónica hasta protocolos de comunicación de datos y plantea diversos desafíos que deben resolverse adecuadamente.

El objetivo inical es generar uno o más prototipos que sirvan de experiencia inicial para definir un conjunto de equipos, en lo posible modulares, que puedan acoplarse y/o intercambiarwse para adecuarlos a cada necesidad.

Este proyecto implica únicamente la lectura de datos en tierra. La idea siempre es la de disponer de una unidad que sensa y recoleta los datos que luego son trasmitidos a una estación donde los datos son procesados, almacenados y publicados. La comunicación entre estas dos unidades podrá ser cableada o inalámbrica. El funcionamiento de la misma podrá ser contínuo e idealmente se podrá disponer de la información en linea todo el tiempo. Para eso hay que asegurar la disponibilidad de acceso a internet desde la propia EMA.

• Prototipo Estación Terrena AGUADA
• Estación EMA: acondicionamiento de la caseta y puesta en funcionamiento

Este proyecto implica una unidad recolectora de datos y una unidad o estación terrena que procesa, almacena y publica dicha información. La diferencias principales con el proyecto anterior consisten en los siguientes puntos:

1. la unidad recolectora de datos será autónoma, requerirá de algún medio de almacenamiento o producción de energía para su funcionamiento (baterías, celdas solares, reactor nuclear, fisión fría, energía orgónica (ya me empecé a despelotar
2. la trasmisión de datos definitivamente es a distancia y esas distancias pueden llegar a ser muy grandes, por lo que el aspecto de trasmisión de datos es primorial en este subproyecto
3. hay que decidir si la unidad recolectora de datos es desechable o no. vale decir si proveerá de mecanismos de recuperación o se la considera sacrificable.
4. último, aunque no por eso menos importante: el globo… todo un tema

Enlaces:

• HAB Supplies
• Evil Mad Scientist
• habitat - uploading, processing, storing and displaying telemetry
• UKHAS Wiki - UK High Altitude Society
  • Tracking using a SDR
• spacenear.us - Discovering Near Space
• GPS Tracking notes

Este proyecto es en algunos aspectos similar al del globo meteorológico, pero caben algunas diferencias nada despreciables:

1. la unidad recolectora de datos debe sobrevivir las aceleraciones a las que se somete el cohete durante el despegue y la fase de aceleración.
2. la unidad puede almacenar y/o trasmitir los datos a tierra. Habrá que decidir si lo hace desde el momento del despegue o durante el descenso
3. es deseable recuperar el vector, por lo que deberán proveerse mecanismos de geolocalización y trasmisión de esos datos.

• Sensores de Temperatura
• Sensores de Presión
• Sensores de Humedad

Referencias:

• http://mqtt.org/
• https://mosquitto.org/
• Eclipse Paho
• Instalar Mosquitto en Debian 8 con seguridad incluida: incluyendo certificados (Let's Encrypt), SSL, Websockets, etc.

• plotly
• SensorCloud

Alternativas a emplear:

• HBase de Apache (random read/write access to Big Data)
• OpenTSDB: Time Series DB (usa HBse como almacenamiento) (ojo: Java)
• Timescale: SQL made scalable for timeseries data
• Influxdata: InfluxDB
• Chronix time series (can use Grafana)
• Prometheus monitoring
• Graphite: collects, stores and displays time series (python, Apache)
• Grafana: graphing time series data. Trabaja con Graphite
• Elastic Search: Reliably and securely take data from any source, in any format, and search, analyze, and visualize it in real time. (ojo: JAVA)

• Tipboard dashboard en Python+Javascript
• Dashing

• MQTT + InfluxDB + Grafana
• Practical Guide to Graphite (namespaces)

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