UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES

UNIANDES

FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES

PROGRAMA DE MAESTRÍA EN INFORMÁTICA EMPRESARIAL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL GRADO

ACADÉMICO DE MAGISTER EN INFORMÁTICA EMPRESARIAL

TEMA:

SISTEMA MÓVIL DE ALERTA TEMPRANA PARA EL CONTROL AMBIENTAL

DEL COMPONENTE DE RIEGO, DRENAJE Y PISCICULTURA DEL

GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO PROVINCIAL DE PASTAZA

AUTOR (A): ING. YAGUAR MARIÑO JORGE JAIRO

TUTORES: ING. FERNÁNDEZ VILLACRÉS GUSTAVO EDUARDO, MSc.

ING. MARTÍNEZ CAMPAÑA CARLOS EDUARDO, MSc.

AMBATO – ECUADOR

2017

 

 

APROBACIÓN DEL ASESOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

CERTIFICACIÓN:

Quien suscribe, legalmente CERTIFICA QUE: El presente Trabajo de Titulación

realizado por el señor Ing. Jorge Jairo Yaguar Mariño, Maestrante del Programa de

Maestría en Informática Empresarial, Facultad de Sistemas Mercantiles, con el tema

"SISTEMA MOVIL DE ALERTA TEMPRANA PARA EL CONTROL AMBIENTAL DEL

COMPONENTE DE RIEGO, DRENAJE Y PISCICULTURA DEL GOBIERNO

AUTONOMO DESCENTRALIZADO PROVINCIAL DE PASTAZA", ha sido

prolijamente revisado, y cumple con todos los requisitos establecidos en la normativa

pertinente de la Universidad Regional Autónoma de los Andes -UNIANDES-, por lo que

apruebo su presentación.

Ambato, abril de 2017.

Atentamente,

 

 

DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD

Yo, JORGE JAIRO YAGUAR MARIÑO, Maestrante del Programa de Maestría en

Informática Empresarial, Facultad de Sistemas Mercantiles, declaro que todos los

resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, previo a la obtención del

Grado Académico de MAGISTER EN INFORMÁTICA EMPRESARIAL, son

absolutamente originales, auténticos y personales; a excepción de las citas, por lo que

son de mi exclusiva responsabilidad.

Ambato, abril de 2017.

 

 

DERECHOS DE AUTOR

Yo, JORGE JAIRO YAGUAR MARIÑO, declaro que conozco y acepto la disposición

constante en el literal d) del Art. 85 del Estatuto de la Universidad Regional Autónoma

de Los Andes, que en su parte pertinente textualmente dice: El Patrimonio de la

UNIANDES, está constituido por: La propiedad intelectual sobre la Investigaciones,

trabajos científicos o técnicos, proyectos profesionales y consultoría que se realicen en

la Universidad o por cuenta de ella.

Ambato, abril de 2017.

 

 

DEDICATORIA

La cobardía y el egoísmo de las personas podrán quitar tiempo y espacio; la

inteligencia y conocimiento solo Dios. Las espaldas es su lugar y ahí es donde están.

El presente proyecto de investigación la dedico al tiempo que he quitado a mis hijos

y mi esposa, a las lágrimas de partida y sonrisas de llegada derramadas por mis

hijos, al silencio y a la oscuridad que me acompañaron en la búsqueda de una meta

más, de un sueño. Como no dedicar a los rezos y oraciones de mis mamás, al

cuidado y protección de su Dios en mis miedos y temores, en el camino de ida y

regreso a casa.

Al ángel de mi guarda, papá Gonzalo ( ).

Jorge Yaguar M.

"Yo pasaré y apenas habré sido, -frágil destino de mi pobre arcilla-

Hijo, cuando yo no exista, tú serás mi carne, viva.

Verso, cuando yo no hable, tú, mi palabra inextinta".

Durar, A.F.A.

 

 

AGRADECIMIENTO

Es digno reconocer el apoyo recibido por la Universidad Regional Autónoma de los

Andes “UNIANDES”, Autoridades, Tutores, Personal Docente y Administrativo.

Quiero agradecer en primer lugar a mi familia quienes supieron brindar todo el apoyo

emocional y sentimental en momentos de debilidad. En segundo lugar, a mis amigos

y compañeros Docentes de “UNIANDES” extensión Puyo, con los que compartimos

conocimientos y fortalecimos lazos de amistad y respeto.

Al Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza por la apertura al

desarrollo científico tecnológico en mira al mejoramiento continuo institucional y

brindar a mi persona todo el tiempo y espacio requerido para desarrollar mis estudios

de Postgrado.

Jorge Yaguar M.

 

 

RESUMEN

Las Tecnologías de la Información y Comunicaciones han incorporado instrumentos y

recursos tecnológicos de última generación que permiten fortalecer procesos

administrativos, técnicos e investigativos como parte fundamental del desarrollo

organizacional de la empresa pública o privada, buscando generar respuesta inmediata

y mejores resultados en la oferta de bienes y servicios.

La automatización ha dado origen al desarrollo de Sistemas de Alerta Temprana que

han incursionado en áreas como la agricultura, ganadería, gestión ambiental, riego y

drenaje, mediante el control tecnológico de parámetros ambientales e

hidrometeorológicos. Estas áreas dinamizan la economía y benefician directamente a

los sectores más vulnerables que requieren y demandan soporte tecnológico como

recursos técnicos en el mejoramiento de actividades productivas y desarrollo.

El objetivo del proyecto de investigación es desarrollar un Sistema Móvil de Alerta

Temprana que permita mejorar el control ambiental del componente de Riego, Drenaje

y Piscicultura del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza, como

alternativa tecnológica al seguimiento de factores climáticos de incidencia directa en

actividades ambientales, agrícolas y pecuarias que forman parte del sector estratégico

para el desarrollo económico y social del sector rural provincial.

Como parte del proceso de transferencia de tecnología institucional del Gobierno

Provincial de Pastaza en función del Plan Estratégico de Desarrollo y Plan de

Ordenamiento Territorial ; se desarrolló un sistema de telecomunicaciones que integra

las plataformas heterogéneas Arduino y Android mediante una aplicación móvil para

facilitar procesos de recolección, almacenamiento, procesamiento y búsqueda de

información hidrometeorológica mediante el uso de sensores, actuadores, comunicación

GSM/GPRS y servidores remotos.

 

 

ABSTRACT

The Information and Computing Technology have incorporated instrument and new

technological resources that will allow to strengthen administrative processes, technical

and investigative as a fundamental part of organizational development of the public and

private enterprise, searching to generate immediate and better results in the offer of

goods and services.

The automation has giving origin to the development of Early Alert Systems that have

foray in the areas of agriculture, livestock, environmental management, irrigation and

drainage; through the technological control in environmental and hydro meteorological

parameters. These areas enliven the economy and benefit directly in the most vulnerable

sectors that require and demand technological support such as technical resources to

raise the productive and developing activities.

The objective of the research project is to develop a Mobile System of Early Alert that

will raise the environmental control of the risk component, Drainage and Fish farming in

the Autonomous Government of the Province of Pastaza. As a technological alternative

to the monitoring climate factors of direct incidence in the environmental activities,

agriculture, and fish farms that take part in the strategic sector for the economic and

social development of the province’s rural sector.

As part of the transference process of institutional technology of the Province

Government of Pastaza in function of the Strategic Plan of Development and Territorial

Regulation Plan. A telecommunication system was developed that integrates the

heterogeneous platforms; Arduino and Android, through the mobile app to facilitate the

recollection processes, storage, process and search of hydro meteorological information

through the use of sensors, actors, GSM/GPRS communication and remote servers.

 

INDICE GENERAL

PORTADA

APROBACIÓN DE LOS ASESORES DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD

DERECHOS DE AUTOR

DEDICATORIA

AGRADECIMIENTO

RESUMEN

ABSTRACT

Pag.

INTRODUCCION ............................................................................................................ 1 

Antecedentes .................................................................................................................. 1 

Estado del Arte ............................................................................................................... 2 

Actualidad e importancia ................................................................................................ 2 

Formulación del problema .............................................................................................. 3 

Delimitación del problema .............................................................................................. 3 

Objeto de investigación y campo de acción ................................................................... 3 

Línea de investigación .................................................................................................... 3 

Objetivos ......................................................................................................................... 4 

Idea a Defender .............................................................................................................. 4 

Preguntas Científicas ...................................................................................................... 4 

Justificación .................................................................................................................... 5 

CAPITULO I. MARCO TEÓRICO ................................................................................... 6 

1.1.  Origen y Evolución de los Sistemas de Información ............................................. 6 

1.2.  Análisis de las distintas posiciones teóricas de los Sistemas de Información. ...... 7 

1.2.1. Sistemas de Comunicación Inalámbricas .................................................... 7 

1.2.1.1.  Espectro Electromagnético ........................................................... 8 

1.2.1.2.  Clasificación de las Redes Inalámbricas ...................................... 9 

1.2.2. Dispositivos Móviles ................................................................................... 11 

1.2.2.1.  Características de los Dispositivos Móviles ................................ 11 

1.2.3. Programación Móvil ................................................................................... 13 

1.2.3.1.  Antecedentes .............................................................................. 13 

1.2.3.2.  Desarrollo de Aplicaciones ......................................................... 14 

1.2.3.3.  Entornos de Programación ......................................................... 14 

 

1.2.4. Android ....................................................................................................... 18 

1.2.4.1.  Introducción a Android ................................................................ 18 

1.2.4.2.  Fundamento de las Aplicaciones ................................................ 19 

1.2.4.3.  Interfaz gráfica ............................................................................ 20 

1.2.4.4.  SDK ............................................................................................ 20 

1.2.4.5.  Herramientas de Desarrollo ........................................................ 21 

1.2.5. Riego y Drenaje ......................................................................................... 22 

1.2.5.1.  Antecedentes Históricos ............................................................. 22 

1.2.5.2.  El Agua ....................................................................................... 22 

1.2.5.3.  Suelos ......................................................................................... 23 

1.2.5.4.  Sistemas de Drenaje .................................................................. 24 

1.2.6. Hidrometeorología ...................................................................................... 25 

1.2.6.1.  Meteorología ............................................................................... 25 

1.2.6.2.  Hidrología ................................................................................... 27 

1.2.6.3.  Hidrometeorología ...................................................................... 28 

1.2.7. Arduino ....................................................................................................... 31 

1.2.7.1.  Introducción a Arduino ................................................................ 31 

1.2.7.2.  Arquitectura Arduino ................................................................... 32 

1.2.8. Energías Renovables ................................................................................. 33 

1.2.8.1.  Antecedentes .............................................................................. 33 

1.2.8.2.  Energía Solar Fotovoltaica ......................................................... 34 

1.2.9. Administración Pública ............................................................................... 36 

1.3.  Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones

teóricas sobre los Sistemas de Información. ....................................................... 38 

1.4.  Conclusiones parciales del Capítulo ................................................................... 40 

CAPITULO II. MARCO METODOLÓGICO Y PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA

............................................................................................................................ 42 

2.1  Caracterización del sector, rama, empresa, contexto institucional o problema

seleccionado para la investigación. ..................................................................... 42 

2.2  Descripción del procedimiento metodológico para el desarrollo de la

investigación. ....................................................................................................... 45 

2.2.1  Investigación Documental .......................................................................... 45 

2.2.2  Investigación Bibliográfica .......................................................................... 45 

2.2.3  Investigación de Campo ............................................................................. 46 

2.2.4 Población y Muestra ................................................................................... 48 

2.2.5 Análisis e Interpretación de Resultados ..................................................... 48 

2.2.5.1  La Observación ........................................................................... 48 

 

2.2.5.2 La Entrevista ............................................................................................ 50 

2.3  Propuesta del investigador: modelo, sistema, metodología, procedimiento, entre

otros, que realice el investigador. ........................................................................ 53 

2.4  Conclusiones parciales del capítulo. ................................................................... 54 

CAPITULO III. VALIDACION Y/O EVALUACION DE RESULTADOS ......................... 56 

3.1  Modelo, Sistema, Metodología, procedimiento de la aplicación de resultados de

la investigación. ................................................................................................... 56 

3.1.1 Tema de la Propuesta ................................................................................ 57 

3.1.2 Objetivos de la Propuesta .......................................................................... 57 

3.1.3 Sistema ...................................................................................................... 58 

3.1.4 Recursos .................................................................................................... 59 

3.1.5 Factibilidad ................................................................................................. 61 

3.1.6 Descripción de la Propuesta ...................................................................... 62 

3.1.6.1  Diseño del Sistema Arduino ........................................................ 62 

3.1.6.2  Webservices ................................................................................ 67 

3.2  Análisis de los resultados finales de la investigación. ......................................... 69 

3.2.1 Sistema Arduino ......................................................................................... 69 

3.2.1.1  Diseño y Desarrollo del Sistema Electrónico ............................... 69 

3.2.1.2  Funcionamiento y Fase de Pruebas ............................................ 79 

3.2.2 Webservices ............................................................................................... 85 

3.2.2.1  Modelo Lógico de Datos .............................................................. 85 

3.2.2.2  Modelo Físico de Datos ............................................................... 86 

3.2.2.3  Diseño de la Base de Datos ........................................................ 86 

3.2.2.4. Desarrollo Webservices ................................................................ 89 

3.3  Conclusiones parciales del Capítulo ................................................................... 96 

CONCLUSIONES ......................................................................................................... 98 

RECOMENDACIONES ................................................................................................. 99 

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 1 

ANEXOS ......................................................................................................................... 3 

 

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Espectro Electromagnético. ............................................................................. 8 

Figura 2. Arduino UNO. ................................................................................................ 32 

Figura 3. Panel Solar .................................................................................................... 35 

Figura 4. Inversor Solar ................................................................................................ 35 

Figura 5. Batería Solar. ................................................................................................. 35 

Figura 6. Inversor Solar. ............................................................................................... 36 

Figura 7. Sistema de Telecomunicaciones Arduino. .................................................... 62 

Figura 8. Banco de energía solar portátil. ..................................................................... 63 

Figura 9. Módulo Arduino - Sensor de detección Humedad. ........................................ 64 

Figura 10. Módulo Arduino - Sensor de Humedad / Temperatura Relativa. ................. 64 

Figura 11. Módulo Arduino - Sensor de Nivel de Agua. ............................................... 65 

Figura 12. Módulo Arduino – Buzzer (Zumbador). ....................................................... 65 

Figura 13. Módulo Arduino – Relé (Optoacoplador de 8 canales) ................................ 66 

Figura 14. Módulo Arduino – Sim900 GSM / GPRS ..................................................... 67 

Figura 15. Web Service. ............................................................................................... 67 

Figura 16. Servicio Web RESTful Para Android Con Php, Mysql y Json. .................... 69 

Figura 17. Diagrama de conexión - Módulo de Medición y Sensor de Humedad. ....... 70 

Figura 18. Programa Arduino - Sensor de detección de Humedad (Ejemplo). ............ 70 

Figura 19. Monitor Serial - Sensor de detección de Humedad (Ejemplo). ................... 70 

Figura 20. Funcionamiento - Módulo de Medición y Sensor de Humedad. .................. 71 

Figura 21. Diagrama de conexión - Sensor de Humedad y Temperatura. ................... 71 

Figura 22. Programa Arduino - Sensor de Humedad y Temperatura DHT11 (Ejemplo).

............................................................................................................................ 72 

Figura 23. Monitor Serial - Sensor de Humedad y Temperatura DHT11 (Ejemplo). .... 72 

Figura 24. Funcionamiento - Sensor de Humedad y Temperatura DHT11. ................. 72 

Figura 25. Diagrama de conexión - Sensor de Nivel de Agua. ..................................... 73 

Figura 26. Programa Arduino - Sensor de Nivel de Agua (Ejemplo). ........................... 73 

Figura 27. Monitor Serial - Sensor de Nivel de Agua (Ejemplo). .................................. 74 

Figura 28. Funcionamiento - Sensor de Nivel de Agua. ............................................... 74 

Figura 29. Diagrama de conexión - Buzzer. ................................................................. 74 

Figura 30. Programa Arduino - Buzzer (Ejemplo). ........................................................ 75 

Figura 31. Funcionamiento - Buzzer. ............................................................................ 75 

Figura 32. Diagrama de conexión - Relé. ..................................................................... 76 

 

Figura 33. Programa Arduino - Relé (Ejemplo). ........................................................... 76 

Figura 34. Monitor Serial - Relé (Ejemplo). .................................................................. 76 

Figura 35. Funcionamiento - Relé. ............................................................................... 77 

Figura 36. Diagrama de conexión – Shield GSM/GPRS. ............................................. 77 

Figura 37. Programa Arduino – GSM/GPRS – (Ejemplo: Setup / Loop). ..................... 77 

Figura 38. Programa Arduino – GSM/GPRS – (Ejemplo: Conexión Hosting). ............. 78 

Figura 39. Monitor Serial – GSM/GPRS (Ejemplo: Conexión Hosting). ....................... 78 

Figura 40. Funcionamiento – GSM/GPRS. ................................................................... 79 

Figura 41. Diseño Arduino. ........................................................................................... 85 

Figura 42. Modelo Lógico de Datos. ............................................................................. 85 

Figura 43. Modelo Físico de Datos. .............................................................................. 86 

Figura 44. Control Panel URL. ...................................................................................... 88 

Figura 45. Creación Base de Datos y Usuario – Hosting. ............................................ 88 

Figura 46. Ejecución Script para creación de Tablas - phpMyAdmin. .......................... 89 

Figura 47. Creación de Tablas - phpMyAdmin. ............................................................ 89 

Figura 48. Conexión Arduino – Base de Datos (arduino.php). ..................................... 90 

Figura 49. Conexión Android – Base de Datos (login.php). ......................................... 90 

Figura 50. Conexión Android – Base de Datos (db.php). ............................................. 90 

Figura 51. Consulta – Base de Datos (consultar.php). ................................................. 91 

Figura 52. Consulta Android – Base de Datos (vconsultar.php). .................................. 91 

Figura 53. Consulta Android – Base de Datos (fecha.php). ......................................... 91 

Figura 54. Consulta Android – Base de Datos (sensor.php). ....................................... 91 

Figura 55. Consulta Android – Base de Datos (vfecha.php). ....................................... 92 

Figura 56. Consulta Android – Base de Datos (vsensor.php). ..................................... 92 

Figura 57. Firebase – Consola de Proyectos. .............................................................. 93 

Figura 58. Firebase – Proyecto SATAM (Aplicación Móvil). ......................................... 94 

Figura 59. Autenticación Firebase – Método de Acceso Google. ................................. 94 

Figura 60. Aplicación Android – Autenticación Google (Firebase). .............................. 94 

Figura 61. Aplicación Android – Registros y Consultas. ............................................... 96 

 

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Especificaciones Técnicas Arduino UNO. ...................................................... 32 

Tabla 2. Población. ....................................................................................................... 48 

Tabla 3. Recursos Humanos - Análisis de costos. ....................................................... 59 

Tabla 4. Recursos Financieros – Análisis de costos. ................................................... 59 

Tabla 5. Recursos Materiales – Análisis de costos. ..................................................... 60 

Tabla 6. Recursos Tecnológicos – Análisis de costos. ................................................. 60 

Tabla 7. Recursos – Resumen de Análisis de costos. ................................................. 60 

1 

 

INTRODUCCION

Antecedentes

En una investigación preliminar llevada cabo en el Repositorio Institucional de la

Universidad Regional Autónoma de los Andes “UNIANDES” no se ha encontrado ningún

trabajo de Titulación a nivel de pregrado o postgrados que sirvan como antecedentes al

presente trabajo investigativo

De igual manera se ha investigado en los repositorios digitales de varias universidades

del país, en los cuales no se han encontrado trabajos de Titulación a nivel de postgrado.

Es así que se ha encontrado el Proyecto de Grado de Titulación a nivel de Pregrado de

Corrales Juan, Lozada Juan y Rivas David presentada en el año 2005 en la Escuela

Superior Politécnica del Ejército cuyo tema es “Estudio de Factibilidad Técnico

Económico para la Implementación del Sistema de Alerta Temprana (S.A.T.) para las

Poblaciones Afectadas por los Flujos de Lodo del Volcán Cotopaxi en la Cuenca Sur -

Oeste (Latacunga)”. Del estudio del mismo se puede deducir que la implementación de

Sistemas de Alerta Temprana; con la ayuda de la tecnología, es factible y confiable para

el propósito de prevenir a las comunidades y minimizar la pérdida de vidas humanas en

situaciones de emergencia. Del análisis técnico se puede apreciar que el uso de

sistemas electrónicos y de telecomunicaciones han permitido implementar equipos y

dispositivos tecnológicos modernos de monitoreo en tiempo real en sitios remotos y

generar información confiable para su recepción, almacenamiento y procesamiento, lo

cual permite realizar un análisis inmediato de valoración de los puntos de control

respectivos y generar señales de alarma con el fin de ejecutar acciones de mitigación y

respuesta para su posterior evaluación.

Además, se ha investigado repositorios digitales de universidades internacionales, en la

cual se ha encontrado el Estudio Especial de Grado como trabajo de Titulación de nivel

de Postgrado de Jamil Robleto presentada en el año 2010 en la Universidad de San

Carlos de Guatemala cuyo tema es “Metodología para el Diseño e Implementación de

Sistemas de Alerta Temprana ante Inundaciones con Aplicación Hidrológica e

Hidráulica”. Del estudio del mismo se puede deducir que el análisis de los elementos

básicos de los componentes de un Sistema de Alerta Temprana debe considerarse

como pilar de los proyectos de gestión y reducción de riesgos, fundamentadas en el uso

de herramientas y metodologías tecnológicas para el desarrollo como alternativa de

2 

 

investigación. Del análisis técnico se puede apreciar metodologías utilizadas y aplicadas

al caso práctico de estudio su interacción entre sistemas de comunicación específicos y

los análisis hidráulicos e hidrológicos correspondientes, los cuales servirán como porte

científico al diseño de un S.A.T., mapas representativos de amenazas y alertas.

Estado del Arte

A través de la historia, se ha verificado que grandes civilizaciones han florecido y

decaído de acuerdo a la forma en que han manejado la agricultura mediante el uso

sistemas hídricos de abastecimiento de agua y riego. En la época moderna, debido al

interés que muestran líderes políticos y la empresa privada, hoy se construyen

numerosas áreas de riego con el uso de nuevas tecnologías en el aprovechamiento de

recursos ambientales y agrícolas considerándolos como la piedra angular del desarrollo

económico, social y cultural de la humanidad.

En nuestro país los gobiernos de turno han generado políticas de apoyo y fortalecimiento

que permitan estimular al sector productivo, mediante la asistencia técnica y la

asignación de recursos económicos y tecnológicos implementando sistemas de

comunicación que permitan alertar las condiciones del suelo, cuencas, subcuencas y

microcuencas hidrográficas en zonas de riesgo, mejorando los sistemas de producción

y optimización de los pocos recursos que posee el campesino incrementando el

rendimiento y productividad de la tierra y el agua a través de la inversión en riego,

drenajes y diversificación de productos.

Actualidad e importancia

El Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca mediante la Subsecretaria

de Riego y Drenaje en coordinación con la Secretaría del Agua (SENAGUA), de acuerdo

al Plan Nacional de Riego y Drenaje 2012-2026 (Acuerdo Ministerial 342, Registro

Oficial Suplemento 401 de 25 de febrero de 2013, Estado Vigente), tiene por objetivo

Estructurar o implementar planes programas y proyectos de innovación tecnológica,

articulados al Plan Nacional de Riego y Drenaje, mediante estrategias territoriales,

centros de coordinación y desarrollo, sistemas de información zonal y mecanismos de

seguimiento y evaluación. Además, ha visto la necesidad de ofrecer los servicios de

Transferencia de Tecnología de Riego para los Agricultores y dar Seguimiento y

Evaluación del Riego y Drenaje.

3 

 

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza en función del Plan

Estratégico de Desarrollo y el Plan de Ordenamiento Territorial ha identificado las

potencialidades y necesidades del sector productivo, cuyas actividades ambientales,

agrícolas y pecuarias forman parte del sector estratégico para el desarrollo económico

y social del sector rural provincial, lo cual conlleva un efecto territorial que constituye un

agente determinante en el control ambiental y la diversificación de la economía rural, el

despoblamiento y crecimiento de la actividad agroalimentaria. Por lo que, en el marco

del mandato Constitucional requiere de un Plan Provincial de Riego y Drenaje que

permita incrementar la productividad del sector agropecuario a través de la conducción

eficiente de los recurso ambientales e hídricos, fomentando la gestión integral equitativa,

eficiente, eficaz y sustentable con enfoques de seguridad y soberanía alimentaria.

Formulación del problema

¿Cómo mejorar el control ambiental que realiza el componente de Riego, Drenaje y

Piscicultura del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza?

Delimitación del problema

El presente trabajo investigativo comprende el desarrollo de un Sistema Móvil de Alerta

Temprana utilizando el sistema operativo móvil Android, la plataforma de hardware libre

Arduino en la generación de datos y el Shield Arduino SIM900 GSM/GPRS en la

transmisión remota de la información, para el control ambiental del componente de

Riego, Drenaje y Piscicultura del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de

Pastaza. El tiempo estimado para el desarrollo del sistema es de seis meses a partir de

la fecha de aprobación del respectivo perfil de tesis.

Objeto de investigación y campo de acción

- Objeto de Investigación: Sistemas de Información

- Campo de Acción: Aplicaciones Móviles

Línea de investigación

- Tecnologías de Información y Comunicaciones

4 

 

Objetivos

Objetivo general

- Desarrollar un Sistema Móvil de Alerta Temprana para mejorar el control ambiental

del componente de Riego, Drenaje y Piscicultura del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza.

Objetivos específicos

- Fundamentar científicamente las aplicaciones móviles, sus herramientas de

desarrollo y el proceso de generación de datos y alertas hidrometeorológicas.

- Diagnosticar el proceso de control ambiental que lleva a cabo el componente de

Riego, Drenaje y Piscicultura del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de

Pastaza.

- Elaborar un Sistema Móvil de alerta temprana que incorpore procesos automatizados

para la captura, transmisión, almacenamiento y procesamiento de datos

hidrometeorológicos, generación de alertas y emisión de registros en tiempo real.

Idea a Defender

Con la implementación de un Sistema Móvil de alerta temprana se mejorará el control

ambiental del componente de Riego, Drenaje y Piscicultura del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza.

Preguntas Científicas

- ¿Cómo identificar los diferentes procesos que intervienen en el Control Ambiental?

- ¿Qué factores o indicadores ambientales son fundamentales para la captura,

procesamiento y almacenamiento de la información de control ambiental?

- ¿La información ambiental generada para establecer los requerimientos técnicos y

funcionales fortalece el proceso técnico y administrativo del Control Ambiental?

- ¿Los recursos y herramientas tecnológicas permitirán mejorar el desempeño

profesional de los técnicos del GADPPz en las actividades de Control Ambiental?

5 

 

- ¿Existe la necesidad de desarrollar una aplicación móvil que permita controlar

factores ambientales mediante sensores remotos y generar alertas en caso de

exceder los parámetros ambientales normales?

Justificación

En la actualidad el uso de las Tecnologías de Información y Comunicaciones ha abierto

nuevos caminos hacia el desarrollo de los pueblos y ha acortado la brecha tecnológica

en el sector económico - social, fomentando el desarrollo productivo y el crecimiento de

la actividad agroalimentaria en el mundo. En el marco del mandato constitucional en

cuanto a riego, drenaje y otros sectores directamente vinculados, los gobiernos

provinciales han asumido competencias exclusivas por lo que el Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza se encuentra diseñando un Plan Provincial de

Riego y Drenaje con el objetivo de incrementar la productividad del sector agropecuario

bajo las directrices del Plan Nacional de Riego y Drenaje.

Pastaza al ser la provincia más grande del país y encontrarse ubicada en la región

amazónica, posee un alto potencial natural de recursos hídricos distribuidas en cuencas,

subcuencas y microcuencas, las mismas que junto con los fenómenos climáticos y el

temporal invernal, han generado saturación de agua en los suelos provocando deslaves

e inundaciones de grandes magnitudes que perjudica directamente al agricultor. Es por

ello la necesidad de contar con un sistema de comunicación que permita recolectar

datos hidrometeorológicos, analizar la información hidrológica, predecir sucesos

meteorológicos y generar alertas de respuesta inmediata. Además, ejecutar planes y

programas de drenaje como contingencia ante situaciones de riesgo y emergencia.

El presente trabajo investigativo se encuentra relacionado al desarrollo de un Sistema

Móvil de alerta temprana y utilización de equipos y dispositivos electrónicos para

generación de datos y alertas, mediante el uso de sensores y plataformas de hardware

de código abierto basadas en placas con entradas y salidas analógicas y digitales en un

entorno de desarrollo basado en lenguaje de programación Processing. Fundamentado

en el desarrollo de una aplicación móvil para sistemas operativos Android e interacción

remota con Shields GSM/GPRS de comunicación inalámbrica móvil para tarjetas

Arduino, como aporte novedoso, además de efectuar procesos técnicos metodológicos

para la obtención de información hidrometeorológica del componente de Riego, Drenaje

y Piscicultura del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza.

6 

 

CAPITULO I. MARCO TEÓRICO

1.1. Origen y Evolución de los Sistemas de Información

Hernández (2003), manifiesta: “La creciente globalización, el proceso de

internacionalización de la empresa, el incremento de la competencia en los mercados

de bienes y servicios, la rapidez en el desarrollo de las tecnologías de información, el

aumento de la incertidumbre en el entorno y la reducción de los ciclos de vida de los

productos originan que la información se convierta en un elemento clave para la gestión,

así como para la supervivencia y crecimiento de la organización empresarial. Si los

recursos básicos analizados hasta ahora eran tierra, trabajo y capital, ahora la

información aparece como otro insumo fundamental a valorar en las empresas.”

Para definir un sistema de información existe una gran cantidad de definiciones, entre

ellas tenemos la de Andreu, Ricart y Valor (1991), en la que definen como: “conjunto

formal de procesos que, operando sobre una colección de datos estructurada de

acuerdo a las necesidades de la empresa, recopila, elabora y distribuyen selectivamente

la información necesaria para la operación de dicha empresa y para las actividades de

dirección y control correspondientes, apoyando, al menos en parte, los procesos de

toma de decisiones necesarios para desempeñar funciones de negocio de la empresa

de acuerdo con su estrategia”.

Todo sistema de información utiliza como materia prima los datos, los cuales almacena,

procesa y transforma para obtener como resultado final información, la cual será

suministrada a los diferentes usuarios del sistema, existiendo además un proceso de

retroalimentación o “feedback”, en la cual se ha de valorar si la información obtenida se

adecua a lo esperado. A través de su uso se logran importantes mejoras, pues

automatizan los procesos operativos de las empresas, proporcionan información de

apoyo al proceso de toma de decisiones y, lo que es más importante, facilitan el logro

de ventajas competitivas a través de su implantación en las empresas. Por lo tanto, un

sistema de información es un conjunto de elementos que interactúan entre sí con el fin

de apoyar las actividades de una empresa o negocio.

Los Sistemas de información han ido evolucionando durante los últimos años hasta

constituir los denominados sistemas de información estratégicos. Primeramente, los

Sistemas de Información empresariales eran considerados como un instrumento

7 

 

simplificador de las distintas actividades de la empresa, una herramienta con la cual se

facilitaban los tramites y reducía la burocracia. Su finalidad era básicamente llevar la

contabilidad y el procesamiento de los documentos que a nivel operativo.

Posteriormente el desarrollo de la informática y las telecomunicaciones permitieron

incrementar la eficacia en la realización de las tareas, ahorrar tiempo en el desarrollo de

las actividades y almacenar la mayor cantidad de información en el menor espacio

posible, lo cual aumentó en las organizaciones el interés en los sistemas de información.

Con el transcurrir del tiempo las empresas fueron observando como las tecnologías y

sistemas de información permitían obtener mejores resultados que sus competidores,

constituyéndose por sí mismas como una fuente de ventaja competitiva y una poderosa

arma que permitía diferenciarse de sus competidores y obtener mejores resultados. De

este modo se constituyeron como una de las cuestiones estratégicas de la empresa,

que ha de considerarse siempre en todo proceso de planificación empresarial.

En la última etapa de evolución, los sistemas de información constituyen los

denominados Sistemas Estratégicos de Información. Monforte (1994) define sistema

estratégico de información como: “aquel sistema de información que forma parte del “ser

“de la empresa, bien porque supone una ventaja competitiva por si mismo, bien porque

está unido de una forma esencial al negocio y aporta un atributo especial a los

productos, operaciones o toma de decisiones”. K y J Laudon (1996) a su vez definen

sistemas estratégicos de información como: “sistemas computacionales a cualquier

nivel en la empresa que cambian las metas, operaciones, servicios, productos o

relaciones del medio ambiente para ayudar a la institución a obtener una ventaja

competitiva”.

1.2. Análisis de las distintas posiciones teóricas de los Sistemas de

Información.

1.2.1. Sistemas de Comunicación Inalámbricas

Existe una gran variedad de sistemas de comunicación inalámbrica para la transmisión

de voz video y datos en áreas locales o globales. Existen redes inalámbricas punto a

punto, redes WLAN, bluetooth, sistemas de celulares multidireccionales y de

comunicación vía satélite entre otros. El número de dispositivos móviles inalámbricos se

8 

 

ha incrementado a nivel global, los usuarios dependen de ellos para conectarse a las

redes corporativas para acceder a las bases de datos, intercambiar mensajes, transferir

archivos, e incluso participar en una reunión con acceso remoto, puede ser mediante

WiFi, WLAN o BlueTooth.

La radiotelefonía móvil surge como de la necesidad de integrar las redes de

radiocomunicaciones móviles y las redes de telefonía fija por la demanda de servicios

móviles de voz, datos y otros servicios. A partir de 1980 se ingresa en la era celular en

donde se pueden distinguir tres generaciones: la primera generación 1G, conformado

por sistemas analógicos entre ellos el AMPS empleado en nuestro medio; la segunda

generación 2G consistente en sistemas digitales: DAMPS, GSM, CDMA, PDC con

velocidades promedio de 9,600 bps; la generación 2.5 con GPRS, CDMA rev B con

velocidades de 64Kb/s y la tercera generación 3G con sistemas de tecnologías WCDMA

y CDAM200, con velocidades actuales de 144Kb/seg. y la proyección es llegar a

2Mb/seg. Los sistemas 4G ofrecen alta velocidad en transmisión de datos desde

2Mb/seg hasta 156Mb/seg, esta generación soportará totalmente al IP.

Espectro Electromagnético

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de

las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro

electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite o

absorbe una sustancia. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña

posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo el tamaño del

Universo aunque formalmente es infinito y continuo.

Figura 1. Espectro Electromagnético.

Fuente: Wikipedia

9 

 

Microondas Terrestres.- Se utilizan antenas parabólicas con un diámetro aproximado

de unos tres metros. Tienen cobertura de kilómetros, pero el emisor y el receptor deben

estar perfectamente alineados. Las microondas comprenden las frecuencias desde 1

hasta 300 GHz.

Microondas por Satélite.- Se hacen enlaces entre dos o más estaciones terrestres que

se denominan estaciones base. El satélite recibe la señal en una banda de frecuencia,

la amplifica y la retransmite en otra banda.

Infrarrojos.- Se enlazan transmisores y receptores que modulan la luz infrarroja no

coherente. Deben estar alineados directamente o con una reflexión en una superficie.

No pueden atravesar las paredes, van desde 300 GHz hasta 384 THz.

Clasificación de las Redes Inalámbricas

Wireless Personal Área - WPAN.- En este tipo de red de cobertura personal, existen

tecnologías basadas en HomeRF; Bluetooth; ZigBee; RFID. Una Piconet es una red

formada por dispositivos Móviles utilizando tecnología Bluetooth de alcance máximo de

10 metros y puede aumentar juntando varias piconets formando una Scatternet. La

finalidad de estas redes es comunicar cualquier dispositivo personal con sus periféricos,

así como permitir una comunicación directa a corta distancia entre estos dispositivos.

Wireless Metropolitan Área Network – WMAN.- Se encuentran tecnologías basadas

en WiMAX, un estándar de comunicación inalámbrica basado en la norma IEEE 802.16.

WiMAX es un protocolo parecido a Wi-Fi, pero con más cobertura y ancho de banda.

También podemos encontrar otros sistemas de comunicación como LMDS.

Wireless Wide Área – WWAN.- Una WWAN difiere de una WLAN en que usa

tecnologías de red celular de comunicaciones móviles como WiMAX, UTMS, GPRS,

EDGE, CDMA200, GSM, CDPD, Mobitex, HSPA Y 3G para transferir los datos. Las

WWAN permiten la conexión de redes y usuarios de zonas geográficamente distantes.

- WWAN fijas (FWWAN).- Utilizan dos tecnologías:

Radioenlace: Pueden conectar redes separadas geográficamente con diferentes

bandas del espectro electromagnético (infrarrojos, microondas, láser, etc.), que

pueden ser de punto a punto o de punto a multipunto.

10 

 

Satélite: Cubren una gran superficie de la Tierra, tienen un gran ancho de banda y

el coste de la transmisión es independiente de la distancia; presentan el

inconveniente de los retardos de propagación de la señal.

- WWAN móvil (MWWAN).- En las redes MWWAN el terminal que envía y recibe la

información está en movimiento. En estas redes normalmente hay muchos usuarios

conectados simultáneamente que utilizan los servicios.

2G: Utilizada para describir las redes móviles digitales, como las GSM, que

sustituyeron a las redes móviles analógicas de primera generación. Diseñadas para

comunicaciones de voz, mensajería instantánea (SMS) y, esporádicamente, para

transmisión de datos básicos que requieren muy poco ancho de banda.

2.5G: Intermedia entre 2G y 3G basada en las actualizaciones tecnológicas de redes

móviles GSM para aumentar velocidad de transmisión de datos y su eficacia. La

generación abarca los sistemas GPRS y EDGE. Permite una velocidad de datos de

entre 56 y 115 kbps. Se aplican a transmisiones de datos que requieren tráfico

discontinuo, como Internet y mensajería electrónica (SMS y MMS). EDGE13 también

conocida como EGPRS (Enhanced GPRS). EDGE proporciona un ancho de banda

superior a GPRS, entre 236 y 384 kbps, permite ejecutar aplicaciones que requieren

mayor velocidad de transferencia de datos, como vídeo y otros servicios multimedia.

3G: Da respuesta a especificación IMT-2000 de la Unión Internacional de

Telecomunicaciones (ITU) para disponer banda ancha en telefonía móvil. La

generación abarca el sistema UMTS. UMTS está basado en la tecnología WCDMA.

UMTS está gestionado por la organización 3GPP versión 4, también responsable de

GSM, GPRS y EDGE. Velocidad máxima de transmisión de datos es 1,92 Mbps.

3.5G: Intermedia entre 3G y 4G. A aumenta la velocidad de transmisión de datos por

los servicios. Abarca los sistemas HSPA y HSDPA. HSPA15 es la combinación de

tecnologías posteriores y complementarias a 3G, como HSDPA o HSUPA. Admite

velocidades de hasta 14,4 Mbps en bajada y hasta 2 Mbps en subida, dependiendo

del estado o la saturación la red y de su implantación.

4G: El WWRF17 define 4G como una integración de red que funciona con la

tecnología de Internet donde toda la red es IP, combinándola con otros usos y

11 

 

tecnologías, como WiFi y WiMAX. 4G incluye técnicas inalámbricas de alto

rendimiento, como MIMO18 y CDMA característico de UMTS (3G) para pasar a

OFDMA19 para optimizar el acceso. Abarca sistemas LTE y WiMax.

1.2.2. Dispositivos Móviles

Una gran cantidad de dispositivos electrónicos se clasifican actualmente como

dispositivos móviles, desde teléfonos hasta tablets, pasando por dispositivos como

lectores de RFID1. Las principales características de los dispositivos móviles pueden

ser: Equipos pequeños o de bolsillo y fáciles de transportar, capacidad de

procesamiento, conexión permanente o intermitente a una red, memoria (RAM,

MicroSD, flash, etc.) y alta capacidad de interacción mediante pantalla o teclado.

1.2.3. Características de los Dispositivos Móviles

- Movilidad, es la cualidad de un dispositivo para ser transportado o movido con

frecuencia y facilidad.

- Tamaño reducido, tienen la cualidad de un dispositivo móvil de ser fácilmente usado

con una o dos manos sin necesidad de ninguna ayuda o soporte externo.

- Comunicación inalámbrica, es la capacidad que tiene un dispositivo de enviar o recibir

datos sin la necesidad de un enlace cableado.

- Interacción con las personas, es el proceso de uso que establece un usuario con un

dispositivo. Intervienen disciplinas como la usabilidad y la ergonomía. Un usuario

realiza la interacción con un dispositivo móvil mediante la interfaz de usuario.

Los dispositivos móviles cubren un amplio rango de dispositivos electrónicos de

consumo. Normalmente, por dispositivo móvil nos referimos a un dispositivo que puede

conectarse a Internet. No obstante, algunas veces también se clasifican cámaras

digitales y reproductoras MP3 o MP4 estándares como dispositivos móviles:

PalmPilot.- (1996) En aquel momento, en que ya habían aparecido otros dispositivos

que cabían en la palma de la mano (como el Apple Newton), el PalmPilot cambió la

manera de entender la movilidad. Gracias a él, los usuarios tenían la opción de usar un

dispositivo pequeño, palm-sized, para guardar sus planificaciones, calendarios, listas de

cosas para hacer, así como para ejecutar otras aplicaciones simples. En el año 2000, la

mayoría de dispositivos palm-sized estaban basados en Palm OS4.

12 

 

Handheld PC.- Similar a un portátil. La pantalla se dobla sobre el teclado y crea una

carcasa compacta alrededor del dispositivo. Fueron comúnmente conocidos como

ordenadores clamshell5 que aparecieron antes que estuvieran disponibles los primeros

PDA. En los ochenta, Psion presentó un organizador/agenda que ofrecía la capacidad

de ejecutar aplicaciones. Permitía a los usuarios ejecutar aplicaciones financieras,

científicas y de datos de forma local. Poco después, Microsoft, que quería entrar en el

mercado de los sistemas operativos de PDA, apareció con Windows CE.

Teléfono móvil.- Representaron el punto de partida para los web-enabled phones y

después a los que hoy se conocen como Smartphones. Como dispositivos se componen

de componentes como: micrófono, altavoz, pantalla de cristal líquido o plasma, teclado,

antena, batería, placa de circuitos. Las ventajas: muy extendido, ligero y transportable,

económico, prestaciones de comunicación innatas.

Personal digital assistant (PDA).- Organizador digital llamado ordenadores de bolsillo.

Puede funcionar como teléfono móvil, fax, navegador web y organizador personal.

Ofrecen básicamente calendarios, blocs de notas y agendas para teléfonos, sustitutos

de las agendas clásicas. Permiten descargar correos electrónicos y otros materiales

desde un ordenador y además si ya están equipados con un módem, permiten acceder

a Internet. La sincronización se lleva a cabo mediante infrarrojos o radio (como

Bluetooth). Pueden tener conectividad WiFi de área local o usar un módem CDPD6 para

acceder a Internet. Los más comunes son el Palm y el Pocket PC. La conexión manual

a redes inalámbricas introdujo dispositivos inalámbricos integrados como el Palm i705.

Diseño enfocado a profesionales que necesitaban dispositivos de altas prestaciones

para ejecutar aplicaciones avanzadas. Con la introducción de Windows CE .NET y Palm

OD 5.0, parecía muy claro que este mercado iba a continuar siendo competitivo durante

algún tiempo. Un ejemplo es el HP iPAQ.

Web-enabled Phone.- Los teléfonos móviles son los dispositivos wireless más usados

en el mercado. El uso principal era el de llamadas de voz, mensajes de texto y otras

tecnologías inalámbricas para acceder a Internet. Dispone de una pantalla muy limitada,

con el teclado típico keypad de doce botones para datos. Estas limitaciones hacían de

los teléfonos móviles una opción muy pobre para navegar por Internet por cantidad

limitada de datos que puede visualizarse o introducirse.

13 

 

Smartphone.- Combinan conceptos de teléfono móvil y ordenadores handheld en un

único dispositivo. Permiten guardar información e instalar programas. Se considera un

teléfono móvil con funciones de PDA integradas. Los de gama baja son por su capacidad

de ejecutar aplicaciones locales y realizar llamadas de voz. Los de gama alta son

dispositivos con funcionalidad para la comunicación por voz, además de aplicaciones

cliente. Los convirtió en una opción para personas que querían disfrutar de una gran

variedad de aplicaciones. Un ejemplo es el smartphone Sony Ericsson P800. Los

sistemas operativos más comunes fueron Symbian OS, Palm OS, Pocket PC Phone

Edition y Microsoft Smartphone 2002. Se pueden citar el iPhone que incorpora

prestaciones como videollamadas, pantalla retina, multitarea, grabación y edición en alta

definición y una cámara de 5 megapíxeles con flash LED, entre otras.

Tablet PC.- Ordenador con pantalla que puede interaccionar directamente. La escritura

a mano se digitaliza y se puede convertir a texto estándar mediante herramientas de

reconocimiento de escritura, o se puede guardar como texto escrito a mano. Puede

desplegar un teclado táctil en la pantalla que se puede usar con un stylus o con los

dedos. Estaban pensados para trabajos de campo, como una alternativa competitiva a

los portátiles. Un ejemplo de tablet PC es el Acer TravelMate 100.

Tableta.- Un mercado dominado por iPad de Apple. App Store, que es ideal para la

reproducción de multimedia; posee una amplia selección de juegos; un procesador

rápido, pantalla multitoque, y la duración de la batería. Como puntos negativos se puede

mencionar que los usuarios deben comprar software exclusivamente de Apple, que

carece de compatibilidad con Adobe Flash, y soporte de hardware limitado. Los nuevos

modelos cuentan con cambios, como reducción de grosor y lleva por defecto

conectividad 3G y 4G en los países en los cuales esté desarrollado este protocolo.

1.2.4. Programación Móvil

Antecedentes

La industria de los dispositivos y las aplicaciones móviles es un entorno en constante

cambio. Durante el 2010 Nokia abandonó Symbian y quedó a la espera de que MeeGo

y su asociación con Windows lanzaran el mundo de los smartphones. El espectacular

crecimiento de Android ha pasado por delante del iOS de Apple y de BlackBerry y se ha

14 

 

convertido en la segunda plataforma. Apple y RIM adelantaron a algunos de los

fabricantes tradicionales (Sony Ericsson, Motorola, LG).

Android e iPhone, así como BlackBerry o Nokia, son los que más destacan. En los

últimos tiempos se ha producido una migración en las preferencias de los

desarrolladores, que los ha movido desde la "vieja guardia" (Symbian, BlackBerry y

Java) hacia los nuevos reyes del sector: iOS y Android. Según algunos estudios, cerca

del 60% de los desarrolladores han desarrollado aplicaciones Android. El iOS de Apple

ocupa el segundo lugar, seguido por Java ME.

Desarrollo de Aplicaciones

- Aplicación Web.- Es un sitio web específicamente optimizado para un dispositivo

móvil. Las características que definen una aplicación web son las siguientes: la

interfaz de usuario se construye con tecnologías web estándar, está disponible en

una URL2 y está optimizada para los dispositivos móviles. Una aplicación web no

está instalada en el dispositivo móvil.

- Aplicaciones Nativas.- Están instaladas en el dispositivo móvil, tienen acceso al

hardware y están escritas en algún lenguaje de programación compilado. Diferentes

aplicaciones tienen diferentes requisitos. Algunas aplicaciones se adaptan mejor a

las tecnologías web que otras.

Entornos de Programación

Un sistema operativo móvil es la plataforma software que determina las funciones y las

características disponibles en el dispositivo, como el control de los teclados, la seguridad

inalámbrica, la sincronización con aplicaciones, el correo electrónico, los mensajes de

texto, etc. El sistema operativo móvil determina también qué aplicaciones de terceras

partes se pueden instalar en el dispositivo.

Java ME.- En 1999, Sun desarrolló una versión de Java especialmente diseñada para

dispositivos móviles, Java 2 Micro Edition, basada en una máquina virtual llamada KVM.

Esta primera versión solo contenía una única máquina virtual y un único API, hecho que

puso de manifiesto la insuficiencia de esta solución para la gran variedad de dispositivos

diferentes que existían. En el 2000 nació la primera versión de una configuración, el

15 

 

connected limited device configuration (J2ME CLDC 1.0). Una configuración ofrece el

API básico para programar dispositivos, aunque no aporta todas las clases para

desarrollar una aplicación completa. En julio del 2000 nació la primera implementación

de un perfil, concretamente el llamado mobile information device profile (MIDP), que no

estaba destinado a PDA, sino a teléfonos móviles y a paginadores.

Symbian.- La historia de Symbian comienza en el año 1981. En la siguiente cronología

se puede ver la evolución del sistema operativo Symbian:

- 1981. Psion lanza su primer producto, Flight simulator.

- 1984. Psion Organiser ve la luz.

- 1990. SIBO SO (16 bits).

- 1997. EPOC SO (32 bits).

- 1998. El nombre de Symbian aparece por primera vez.

- 1999. EPOC versión 5.

- 2000. Symbian 6.0.

- 2001. Symbian 6.1.

- 2003. Symbian 7.0.

- 2004. Symbian 8.0.

- 2005. Symbian 9.0.

- 2008. Nokia compra Symbian Ltd., la empresa que hay detrás de Symbian OS.

- 2009. Creación de la Symbian Foundation.

- 2010. Se publica el código fuente de Symbian bajo licencia EPL7.

- 2011. Nokia realiza una importante alianza con Microsoft y deja de lado el sistema

operativo Symbian, que sería reemplazado por el Windows Phone 7.

Symbian es un sistema operativo fruto de alianza de varias empresas de telefonía móvil

(Psion, Nokia, Ericsson y Motorola) con el que se pretendía desarrollar y estandarizar

un sistema operativo que permitiera a teléfonos móviles de diferentes fabricantes

intercambiar información. El Symbian OS estaba diseñado para los requisitos

específicos de los teléfonos móviles 2.5G y 3G.

Android.- Plataforma basada en Linux de la Open Handset Alliance, entre cuyos treinta

y cuatro miembros se encuentran Google, HTC, Motorola, Qualcomm y T-Mobile. Treinta

y cuatro de las principales compañías de software, hardware y telecomunicaciones dan

soporte a esta plataforma. El kernel de Linux se usa como HAL9. La programación de

aplicaciones se hace básicamente en Java. Es necesario el SDK10 específico de

16 

 

Android para desarrollar, aunque se puede usar cualquier IDE11 Java. El código que

sea crítico en cuanto a rendimiento se puede escribir en C, C++ u otros lenguajes de

código nativo usando el NDK12 de Android.

Windows Mobile.- Disponible en dispositivos de diferentes operadores inalámbricos.

Se podía encontrar en productos de Dell, HP, Motorola, Palm e i-mate. Disponibles para

redes GSM o CDMA. Windows Mobile es una variante de Windows CE para teléfonos

móviles. Originalmente, Windows CE se desarrolló para ordenadores de bolsillo y PDA

con pantallas táctiles que funcionaban con un stylus, y se adaptó posteriormente para

su uso en smartphones equipados con un teclado.

Qt framework.- Usa estándar C++. Posee un pre-procesador especial llamado MOC14

para enriquecer el lenguaje. También se puede usar Qt en otros lenguajes de

programación utilizando enlaces entre lenguajes. Funciona sobre las principales

plataformas y tiene un soporte internacional extenso. Entre las características no

relacionadas con la GUI, se encuentra el acceso a SQL, tratamiento de XML, gestión de

threads, soporte de red y una API multiplataforma para gestión de ficheros.

BREW.- Se usa para aplicaciones en dispositivos CDMA, soporta modelos GPRS/GSM.

El potencial del código nativo con acceso directo a las APIs ha provocado que el proceso

de desarrollo en BREW haya tenido que ser adaptado para todos los vendedores de

software reconocidos. Mientras el SDK de BREW está disponible de forma libre, ejecutar

software en hardware real de un dispositivo móvil requiere una firma digital que pueda

generar con herramientas de proveedores de contenido para móviles y Qualcomm.

Palm OS.- Desde la aparición en 1996, Palm OS ha proporcionado a sus dispositivos

móviles herramientas de negocios esenciales, así como la capacidad de acceder a

Internet o base de datos central corporativa mediante conexión inalámbrica. Tuvo una

gran aceptación empresarial en el mercado de EEUU basada en Palm PDA. Palm

webOS es el sistema operativo móvil propietario. Funciona sobre kernel Linux que

soporta multitarea. Se lanzó con Palm Pre y Pixi. Ahora es propiedad de HP.

Flash lite.- Se usa en dispositivos que soportan el reproductor Flash lite.

Microbrowser.- Los entornos basados en el concepto microbrowser proporcionan una

funcionalidad limitada mediante una interfaz web.

17 

 

BlackBerry.- Tiene soporte para correo electrónico, teléfono móvil, mensajes de texto,

fax, navegación por Internet y otros servicios de información inalámbricos, como interfaz

táctil. Con teclado QWERTY optimizado. Cuando aparecieron, los dispositivos

Blackberry cogieron pronto una posición dominante en el mercado norteamericano de

los smartphones. Para Blackberry son importantes el BES16 y el BlackBerry MDS17.

iOS de Apple.- El SDK para iPhone y iPod usa Objective-C, basado en el lenguaje de

programación C. En su momento, solo estaba disponible en Mac OS 10.5+ y era la única

forma de escribir una aplicación para iPhone. Además, Apple tiene que verificar todas

las aplicaciones antes de que se puedan alojar en la app store, el único canal de

distribución para las aplicaciones para iPhone y iPod touch.

PhoneGap.- Desarrolla aplicaciones para Android mediante tecnologías web como

HTML, CSS y JavaScript, y puede convertir esas aplicaciones web en aplicaciones

nativas Android. Pese a que se venden como "herramientas de tecnología web", lo que

ofrecen PhoneGap u otros como Titanium es acceso al hardware. Es libre bajo licencia

MIT15. Por lo tanto, PhoneGap es una solución de código abierto diseñada para dar

acceso JavaScript a los desarrolladores web a características populares de los

dispositivos móviles como la cámara, el GPS, el acelerómetro o las bases de datos

SQLite locales sin necesidad de tener que escribir aplicaciones completas.

Titanium Mobile (Multiplataforma).- Es un framework de código abierto que permite

desarrollo multiplataforma. Puede desarrollar una aplicación que funcione en

dispositivos móviles (iOS, Android, RIM) o plataformas de escritorios (OSX, Windows).

Todo el código fuente de la aplicación se escribe en Javascript, CSS y HTML5. Titanium

es extensible, se puede extender el framework añadiendo módulos propios en Objective-

C o en Java para el caso de Android. Con Titanium, un desarrollador se puede beneficiar

del uso de: Interfaces nativas, Aplicaciones multimedia, Entorno móvil y de escritorio,

Visual C++.- Lenguaje de desarrollo nativo. Interactúa con el hardware de un dispositivo

Windows Mobile sin que intervenga ninguna otra capa. Errores en un programa C++

pueden, bloquear todo el dispositivo. Las ventajas de usar Visual C++ son las siguientes:

la velocidad de ejecución, el tamaño de la aplicación y la flexibilidad.

Visual C# y Visual Basic.- No solo son relativamente fáciles de aprender, sino que

además tienen soporte para el .NET Compact Framework. Incluyen un diseñador

18 

 

completo de interfaz de usuario, WYSIWYG20. Crea interfaces de usuario para las

aplicaciones sea extremadamente rápido y fácil. Como parte de la librería Compact

Framework, hay disponibles clases extra que cubren desde las estructuras de datos

hasta la intercepción de mensajes de texto. Para hacer uso de las características

específicas de Windows Mobile, proporcionan un conjunto de clases extra y acceso a

las características del dispositivo como: lista de contactos o la cámara.

JScript.- El navegador web incluido en los dispositivos Windows Mobile soporta JScript.

Es un superconjunto del lenguaje conocido como JavaScript. Los programas son

ficheros de texto plano que ejecuta el navegador web. Pueden estar incrustados en una

página HTML o almacenados en ficheros separados. Se ejecuta dentro del navegador

web y usa la ventana del navegador web para la entrada y salida de información. Es

posible hacer uso de técnicas de programación AJAX21 para proporcionar un grado de

interacción con el usuario y comunicarse con un servidor remoto.

ASP.NET.- Mientras que JScript es una solución del lado del cliente para programas

aplicaciones de Internet, ASP.NET es una solución del lado del servidor. Con ASP.NET

se pueden escribir aplicaciones en C# o Visual Basic .NET que residan en un servidor

web y realicen tareas complejas, como crear controles de interfaz de usuario y acceder

a bases de datos. ASP.NET aísla las características del dispositivo de la aplicación y

facilita la ejecución de una aplicación en varios tipos de dispositivos diferentes.

1.2.5. Android

Introducción a Android

Fundada en 2003 por Android Inc. En 2005, Google la compró, e incorporó en sus filas

a algunos de los principales valores de esta empresa, entre los que se encuentran Andy

Rubin, Rich Miner y Chris White. En noviembre de 2007, se crea la Open Handset

Alliance para el desarrollo de estándares para dispositivos móviles. En esa misma fecha

presentan su nuevo producto: Android, una plataforma construida sobre el kernel de

Linux. En 2008 se añaden a la Open Handset Alliance catorce nuevos miembros, entre

los que se encuentran ARM Holdings, Atheros Communications, Asustek Computer Inc,

Garmin Ltd, PacketVideo, Softbank, Sony Ericsson, Toshiba Corp y Vodafone Group

Plc. En mayo del 2008 conceden los premios del primer Android Developer Challange,

un concurso para conseguir las mejores aplicaciones para Android.

19 

 

En septiembre del 2008 lanzan la primera versión de la plataforma, la 1.0, pero aún no

existía ningún dispositivo. Finalmente, en octubre del 2008, aparece el primer

dispositivo, llamado T-Mobile o HTC Dream, que se vendió inicialmente en Estados

Unidos y, posteriormente, en el resto del mundo. Desde entonces, el número de

dispositivos no ha dejado de crecer; actualmente ya hay centenares de dispositivos

diferentes. En 2011 se hace oficial la primera versión no orientada a smarphones, sino

a tablets PC, con mejoras en la interfaz, soporte de videochat y capacidades para un

hardware mucho más potente.

Android es la solución completa de software para dispositivos móviles. Incluye toda una

pila de aplicaciones, como: sistema operativo, middleware y aplicaciones clave.

También incluye herramientas para desarrollar en la plataforma con el lenguaje de

programación Java, bajo licencia de código libre Apache.

Fundamento de las Aplicaciones

Una aplicación Android suele ser una aplicación escrita en Java y compilada a un fichero

de tipo .apk. Dicho fichero se considera una aplicación y es el elemento usado por los

dispositivos Android para instalar la aplicación. Una aplicación puede estar compuesta

por uno o más componentes, los cuales realizan funciones diferentes para darle el

comportamiento a la aplicación, y cada uno puede ser activado de manera individual.

- Ficheros .odex.- Los ficheros .odex están pensados para aplicaciones de sistema

optimizadas y cargadas en la máquina virtual en el momento de arrancar el

dispositivo.

- Componentes de una aplicación.- Facilitan la reutilización de código y agilizar el

proceso de desarrollo: Actividades (activity), Servicios (services), Proveedores de

contenidos (content providers) y Receptores de eventos (broadcast receivers).

- Ciclo de vida.- Está íntimamente ligado al de una activity. Unos elementos

importantes en Android son las tasks. Una task contiene una o varias activities. De

alguna manera, es la tarea del usuario para conseguir algo.

- Intenciones (Intents).- Para que varias aplicaciones de una misma tarea puedan

comunicarse entre ellas, se lanza una intención o solicitud para que un componente

lleve a cabo una tarea. Ofrecen un servicio de paso de mensajes que permite

interconectar componentes de la misma o de distintas aplicaciones.

20 

 

- Content providers.- La manera de acceder o compartir información con otras

aplicaciones es mediante los content providers. Pueden permitir acceder, modificar o

incluso borrar datos, siempre dependiendo del sistema de permisos de Android.

- Manifiesto.- El manifiesto de Android es un fichero XML que contiene información

sobre vuestra aplicación. Este fichero se encuentra en la raíz de vuestro proyecto

Android, y es imprescindible el sistema operativo ejecute vuestra aplicación.

- Recursos.- Son ficheros que pertenecen al proyecto. Pueden ser multimedia o

estáticos. Según su organización en directorios y la información de contexto de la

aplicación, se utilizarán para un tipo de dispositivo u otro.

Interfaz gráfica

También conocida como interfaz de usuario. Android, además, conociendo la situación

de fragmentación de su interfaz, opta por una serie de soluciones para conseguir

aplicaciones que se puedan mantener y adaptar de la manera más fácil posible. Android

proporciona varias maneras de definir la interfaz: mediante el fichero layout.xml,

mediante la programación de componentes visuales y otras técnicas, que suelen ser

combinaciones de las anteriores.

Podemos distinguir dos elementos de la interfaz gráfica: los View y los ViewGroup. Los

primeros corresponden a todos los elementos gráficos, y los segundos son los que

sirven para agrupar a los primeros. Por tanto, un ViewGroup puede contener otros

ViewGroups o más Views. Otros elementos de interfaz gráfica: Menús, Notificaciones y

diálogos, Estilos y temas, Objetos 3D y animaciones. Es habitual tener la definición

inicial de la interfaz gráfica en un fichero XML y después modificarla mediante el código.

Sin embargo, no todos los elementos gráficos que existen en XML se acaban

renderizando; solo lo hacen aquellos que están en la línea de herencia de algún

elemento renderizado: Events, AsyncTask y loaders.

SDK

Android tiene muchas partes y cada una de esas partes es realmente grande, por lo que

se hace difícil cubrirlo todo y, seguramente, muchas de estas partes no serán necesarias

para el desarrollo de la aplicación. Por eso algunas de estas partes son importantes y

relacionadas con librerías que existen y que ofrecen almacenamiento de información,

acceso a sensores o mejoras en el uso y en el desempeño de nuestra aplicación.

21 

 

- Almacenamiento de datos.- Se pueden almacenar mediante las preferencias de la

aplicación, en ficheros en el almacenamiento interno, en ficheros en el

almacenamiento externo, mediante bases de datos y mediante la red. Si se

almacenan datos en las preferencias de la aplicación, se utiliza la clase

SharedPreferences mediante los métodos de la actividad.

- Acceso nativo.- Android Native Development Kit (Android NDK) es un conjunto de

herramientas que permiten empotrar componentes que usan código nativo en las

aplicaciones Android tradicionales. Estas partes de las aplicaciones se escribirán en

C y C++, y se beneficiarán del hecho de ser aplicaciones nativas para volver a

aprovechar ciertas partes o conseguir un mejor rendimiento.

- Location based application (LBS).- Son aplicaciones o servicios basados en la

posición geográfica del usuario. Para determinar la posición geográfica de un

dispositivo móvil, se puede usar GPS o bien la localización basada en celdas de

telefonía y señales WiFi. A estas posibilidades se las conoce como LocationProvider.

- Comunicaciones.- Es posible realizar comunicaciones de red mediante la API de

comunicación de red o controlar el estado de nuestros proveedores de red. También

utilizar API para propósitos concretos. Podemos destacar NFC, Bluetooth y SIP.

Herramientas de Desarrollo

- SDK de Android.- Algunas de las herramientas que vienen con el SDK7 oficial de

Android son generales y se usan en cada una de las aplicaciones. Algunas son

específicas para el tipo de desarrollo de aplicaciones.

- Plugin ADT para Eclipse.- Incorpora herramientas previamente vistas y de manera

transparente para el desarrollador. Realiza un debugging de una aplicación en un

dispositivo o emulador, o ver la información de perfilado de la memoria o el sistema

de ficheros actual y trabajar con él, todo integrado dentro del IDE Eclipse.

- Depurando la aplicación en dispositivo real.- A pesar del emulador como

herramienta potente, hay aspectos que no se pueden probar, como events de multi-

touch, sensores, Bluetooth, o sensores como el acelerómetro o similar.

- Herramientas de testeo.- Android requiere de muchas pruebas para conseguir un

software de calidad. Existe herramientas que están integradas en el SDK, basadas,

sobre todo, en JUnit, que es una librería típica de testeo unitario para Java:

Herramientas de testeo incluidas en el SDK, Herramientas externas de testeo,

DroidDraw, Sensor Simulator, App Inventor.

22 

 

1.2.6. Riego y Drenaje

Antecedentes Históricos

El Riego

El agua que requieren los cultivos es aportada en forma natural por las precipitaciones,

pero cuando es escasa o su distribución no coincide con períodos de máxima demanda

de las plantas, es necesario aportarla artificialmente a través del riego. Las actividades

agropecuarias son la base de la alimentación y de sobrevivencia para el hombre, por

esta razón cada una de sus áreas o disciplinas de estudio e investigación, deben

fortalecerse para producir más con menos recursos y a un menor costo. El riego

agrícola, por su estrecha relación con el uso, el manejo y la conservación del agua, es

una de estas áreas dentro de la agricultura que requiere de mayores estudios, avances

tecnológicos y de la aplicación de los mismos sin deteriorar el medio ambiente.

El Drenaje

El término de drenaje no fue utilizado sino hasta el siglo XIX, donde existían ya trabajos

importantes sobre evacuación de aguas en el Medio Oriente y Asia. El drenaje agrícola

es la práctica que se requiere para mejorar un suelo cuando éste se encuentra bajo

condiciones de exceso de agua y/o de sales. El drenaje se hace obligado en zonas de

riego donde la agricultura es intensiva y el exceso de agua provoca la elevación de

mantos freáticos, algunas veces por la saturación natural del suelo y otras por la

inducción de ésta a través de prácticas deficientes de riego, manejo inadecuado del

suelo, aplicación de agua de riego con baja calidad y algunas veces por la mezcla de

todas ellas provocando un fuerte problema a las áreas de cultivo.

El Agua

El contenido de agua en el suelo tiene un efecto principal sobre la disponibilidad de agua

para el crecimiento vegetal. El agua tiene cuatro funciones fundamentales en las

plantas: es el mayor constituyente del protoplasma (85 a 95%), es esencial para la

fotosíntesis y la conversión de almidones en azúcar, es el solvente en el cual los

nutrientes se mueven en y a través de las partes de la planta y provee de turgidez a la

23 

 

planta para mantenerla en la forma y posición apropiada. La mayor parte del agua

absorbida por las plantas se da a nivel de raíces, aunque puede también hacerlo a través

de las estomas en mínima proporción.

Fuerzas de retención del agua.- Relacionada con nutrición vegetal. Existen fuerzas

de atracción entre los átomos de hidrógeno del agua y los átomos de oxígeno de las

superficies minerales del suelo, que mantienen agua en el suelo en contra de la fuerza

de gravedad. Esta atracción de los átomos de hidrógeno por los átomos de oxígeno de

minerales se conoce como adhesión; la fuerza de atracción de los átomos de hidrógeno

por los átomos de oxígeno de otras moléculas de agua se le llama cohesión.

Humedad en el suelo.- Los espacios entre las partículas del suelo forman una red de

cavidades conectadas entre sí, de una variedad infinita de formas y dimensiones. Al

suministrar agua en un suelo seco, ya sea por lluvia o por riego, ésta se distribuye

alrededor de las partículas y es retenida por las fuerzas de adhesión y de cohesión;

desplaza el aire de las cavidades y finalmente, llena los poros. Cuando los poros quedan

llenos de agua el terreno está saturado y a su máxima capacidad de retención, debido

a esto la película de agua alrededor de las partículas aumenta de espesor hasta que las

fuerzas de cohesión, que sostienen las películas de agua son menores que la fuerza de

gravedad, provocando así su filtración. La forma y proporción depende de la textura,

estructura, porosidad, materia orgánica, temperatura, profundidad del suelo, etc.

Suelos

El estudio de los suelos agrícolas se encuentra circunscrito en el estudio de varias

ramas de la ciencia que se interrelacionan entre sí. Una de las ciencias que agrupa a

todas estas ramas se le ha denominado: Edafología que es la ciencia que estudia las

diferentes propiedades del suelo que se relacionan con la productividad agrícola y

determina las causas y efectos de variación de la productividad agrícola e investiga los

medios para preservar y aumentar esa productividad.

Conceptos fundamentales.- El suelo es un sistema abierto; a los factores: clima,

tiempo, biológicos, etc. El sistema suelo no solo es un material que sostiene y nutre a

las plantas, tiene un significado más general, incluye a las rocas, agua, materia orgánica

y formas vivientes, y aun en el aire, materiales y substancias que intervienen directa o

indirectamente en el desarrollo de las plantas.

24 

 

Factores de formación de los suelos.- Se han formado a partir de la desintegración

y disolución de las rocas, en este proceso el agua tiene un papel fundamental, los

suelos son arrastrados, desintegrados, acumulados. No sólo el agua es importante

para su formación, la temperatura, el viento, la topografía, los organismos vivos y

muertos, el material original y otros factores han tenido que ver con esa formación.

Morfología del suelo.- El estudio se hace en pozos de observación, se describe una

de sus caras con todas sus capas, la variación vertical en cantidad de arcilla, textura,

color, cantidad de materia orgánica, cantidad y tipos de sales, existentes en ese suelo.

Propiedades físicas del suelo.- Las principales son: físicas, químicas y biológicas. Las

propiedades físicas más importantes del suelo son: textura, estructura, densidad

aparente, densidad real, porosidad, distribución de poros por el tamaño, consistencia,

infiltración, permeabilidad, conductividad hidráulica, percolación y color.

Sistemas de Drenaje

Para definir el problema de drenaje de tierras, se separa el problema en dos diferentes

zonas: áreas de riego intensivo y áreas de alta precipitación. En las zonas de riego

establecidas en zonas áridas, el mal manejo del agua de riego, la mala nivelación, el

uso inadecuado del suelo, las deficiencias en el diseño de riego, provocan la elevación

de mantos freáticos y aumentan la salinidad en estas áreas.

Sistemas y tipos de drenaje.- Pizarro, (1978), señala que en un sentido amplio se

considera parte del sistema de drenaje cualquier obra o instalación que extrae agua

del terreno. Para tratar de ser más específicos los sistemas pueden clasificarse en

la forma siguiente: Sistemas abiertos, Sistemas subterráneos y Sistemas mixtos. Los

tipos de drenes existentes, de los cuales ya se ha estado hablando ampliamente,

pueden considerarse de dos tipos, ellos son: Zanjas y Tuberías o drenes

Estudios previos al drenaje.- Existe una secuencia de estudios que deberán de

seguirse para la planeación de un sistema de drenaje. Los trabajos a realizar deben

seguir la siguiente secuencia: Delimitación de la zona afectada y Diagnóstico del

problema (Topográficas, Pedológicas y Hidrológicas).

25 

 

Elaboración del proyecto.- Una vez delimitada el área del problema e identificado sus

causas, comienza la elaboración del proyecto de recuperación debe comprender:

Lavado de sales, mejoras químicas y obras. Habrá que realizar una serie de trabajos

de toma de datos, análisis, cálculos, etc. que se agrupan en la siguiente forma:

- Trabajos de campo y toma de datos (Topografía, Hidrología, Pedología, Climatología

y Agronomía).

- Trabajos de laboratorio (Análisis de suelos y Análisis de aguas).

- Trabajos de gabinete (Elección de cultivos, Lavados de recuperación, Lavados de

mantenimiento, Estudio de las frecuencias de las lluvias, Cálculo del drenaje

subterráneo, Cálculo de caudal base y la escorrentía, Cálculo de los

desagües/colectores/emisarios, Mejoras químicas y Estudios económicos).

Drenaje superficial.- Cuando una parcela o zona agrícola tienen problemas de

exceso de agua o sales requiere de obras de drenaje o nivelaciones, que permitan

solucionar el problema. El drenaje superficial se debe tratar siempre lo relacionado a

los cálculos de los distintos caudales a evacuar para que posteriormente se proyecten

las dimensiones de los drenes. Para ello se tomar en cuenta los siguientes factores:

Caudal a eliminar y Diseño hidráulico de los drenes.

Drenaje subsuperficial.- O subterráneo, es una técnica de evacuación del exceso de

agua y/o de sales a través de tuberías que se encuentran a una cierta profundidad en

el suelo. Algunas veces son utilizados junto con el sistema otros dispositivos para

evacuar el agua, como los pozos de bombeo. Hay que tomar en cuenta los siguientes

factores: Trazo del drenaje subterráneo en el campo y Elección entre zanjas y drenes.

1.2.7. Hidrometeorología

Meteorología

La Meteorología es la ciencia encargada del estudio de la atmósfera, de sus

propiedades y de los fenómenos que en ella tienen lugar, los llamados meteoros. El

estudio de la atmósfera se basa en el conocimiento de una serie de magnitudes, o

variables meteorológicas, como la temperatura, la presión atmosférica o la humedad,

las cuales varían tanto en el espacio como en el tiempo.

26 

 

La Atmósfera

Es la capa gaseosa que envuelve la Tierra, y que se adhiere a ella gracias a la acción

de la gravedad. Es difícil determinar exactamente su espesor, puesto que los gases que

la componen se van haciendo menos densos con la altura, hasta prácticamente

desaparecer a pocos cientos de kilómetros de la superficie. Entre los gases que

componen hay que destacar el Nitrógeno (N2), el Oxígeno (O2), el Argón (Ar), el Dióxido

de Carbono (CO2) y el vapor de agua:

- Troposfera.- Capa más baja. Desarrolla la vida y la mayoría de los fenómenos

meteorológicos. Se extiende hasta una altura aproximada de 10 km en los polos y 18

km en el ecuador. En la troposfera la temperatura disminuye paulatinamente con la

altura hasta alcanzar los -70º C. Su límite superior es la tropopausa.

- Estratosfera.- La temperatura se incrementa hasta los -10ºC a unos 50 km de altitud.

Se localiza la máxima concentración de ozono, “capa de ozono”, gas que al absorber

parte de la radiación ultravioleta e infrarroja del Sol posibilita la existencia de

condiciones adecuadas para la vida en la superficie de la Tierra.

- Mesosfera.- En ella, la temperatura vuelve a disminuir con la altura hasta los -140

ºC. Llega a una altitud de 80 km, al final de los cuales se encuentra la mesopausa.

- Termosfera.- Es la última capa, que se extiende hasta varios cientos de kilómetros

de altitud, presentando temperaturas crecientes hasta los 1000 ºC. Aquí los gases

presentan una densidad muy baja y se encuentran ionizados.

Variables Meteorológicas

La Temperatura.- Es una de las magnitudes más utilizadas para describir el estado de

la atmósfera. La información meteorológica siempre incluye un apartado dedicado a las

temperaturas: sabemos que la temperatura del aire varía entre el día y la noche, entre

una estación y otra, y también entre una ubicación geográfica y otra. Formalmente, la

temperatura es una magnitud relacionada con la rapidez del movimiento de las

partículas que constituyen la materia. Para medir la temperatura, tenemos que basarnos

en propiedades de la materia que se ven alteradas cuando ésta cambia: la resistencia

eléctrica de algunos materiales, el volumen de un cuerpo, el color de un objeto, etc.

La Presión Atmosférica.- El aire que nos rodea pesa y, por tanto, ejerce una fuerza

sobre todos los cuerpos debida a la acción de la gravedad. Esta fuerza por unidad de

superficie es la denominada presión atmosférica, cuya unidad de medida en el Sistema

27 

 

Internacional es el Pascal. La presión atmosférica depende de muchas variables, sobre

todo de la altitud. Cuanto más arriba en la atmósfera nos encontremos, la cantidad de

aire por encima nuestro será menor, lo que hará que también sea menor la presión que

éste ejerza sobre un cuerpo.

El Viento.- Es el movimiento de aire desde una zona a otra. Existen diversas causas

para provocar el viento, pero se origina cuando entre dos puntos se establece cierta

diferencia de presión o temperatura. En la atmósfera, hay una relación directa entre

presión y viento, que hace que los mapas de isobaras, que representan valores de

presión atmosférica, contengan información sobre la velocidad y dirección del viento.

La Radiación Solar.- Los cuerpos emiten radiación en función de temperatura. La

atmósfera es casi ‘transparente’ a la radiación solar, pero la superficie terrestre y otros

cuerpos situados sobre ella sí la absorben. La energía transferida por el Sol a la Tierra

se conoce como energía radiante o radiación. Ésta viaja a través del espacio en forma

de ondas asociada a una cantidad de energía, denominada espectro electromagnético.

La Humedad.- El agua es uno de los principales componentes de la atmósfera, en la

que puede existir como gas, como líquido, y como sólido. La presencia del agua en los

tres estados de agregación se debe a que las condiciones físicas para producir cambios

de estado en la atmósfera: Humedad absoluta, Humedad específica y Razón de mezcla.

La Precipitación.- Una nube puede estar formada por una gran cantidad de gotitas

minúsculas y cristalitos de hielo, procedentes del cambio de estado del vapor de agua

de una masa de aire, al ascender en la atmósfera, se enfría hasta llegar a la saturación.

Hidrología

Se dedicada al estudio de las aguas de la Tierra, incluyendo su presencia, distribución

y circulación a través del ciclo hidrológico, y las interacciones con los seres vivos. Trata

de las propiedades químicas y físicas del agua en sus fases. El objetivo primario es el

estudio de las interrelaciones entre el agua y su ambiente. Se interesa en: precipitación,

evapotranspiración, escorrentía y agua en el suelo.

El Ciclo Hidrológico es fundamental para entender los procesos que se suceden en la

tierra. Requiere conocimientos multidisciplinares. No existe punto de partida en el ciclo

28 

 

del agua en la tierra, pero se basa en todos los estados del agua, gas, líquido y sólido.

Todos los estados se presentan en la naturaleza y es importante en la interrelación del

hombre con la naturaleza y su influencia en el ciclo del agua. Los principales factores

que afectan al ciclo del agua son los factores climáticos; altura del territorio, el viento, la

radiación solar controlando la temperatura y presión que influye en la humedad del aire.

- Cuencas.- Es la unidad hidrológica superficial más utilizada. Consiste en una porción

de territorio que se puede aislar de forma que si esta fuese impermeable toda el agua

que escurriría por ella drenaría por un mismo punto. Las cuencas endorreicas son

aquella que terminan en un lago central y cuenca exorreicas aquellas cuencas que

drenan fuera de la unidad hidrológica.

- Río.- Es un sistema dinámico de flujo de agua y sedimentos que controlan la función

biológica de la tierra. Son los corredores activos más importantes que tiene la

naturaleza y dependen de estos para el equilibrio de la vida.

- La vegetación.- Importante en la morfología fluvial y estabiliza el terreno. Tanto a

nivel de río como a nivel de cuenca la vegetación es un retardador del flujo.

- Lago.- Cuerpo de agua natural que mantiene un equilibrio biológico muy delicado

con el resto de la naturaleza. Los fenómenos asociados: la biología, la limnología,

hidrología, hidráulica, sedimentología, termodinámica, etc.

- Embalse.- Con características similares al lago lo único es que es un volumen de

agua artificial creado por el hombre y que tiene repercusiones medioambientales.

- Superficie del terreno.- Es la superficie que compone la cuenca, contiene los lagos

y ríos y alimenta los acuíferos por medio de la infiltración. Fuente para obtener el

sedimento que alimenta los ríos y lagos.

Hidrometeorología

Ciencia (ligada a la meteorología, la hidrología y la climatología) que estudia el ciclo del

agua. Abarca estudio de fases atmosféricas (evaporación, condensación y precipitación)

y terrestre (intercepción de lluvia, infiltración y derramamiento superficial) del ciclo

hidrológico y sus interrelaciones. Comprende observación, procesamiento y análisis del

comportamiento de los elementos hídricos, fundamentalmente las descargas de ríos y

volúmenes almacenados en embalses naturales y artificiales, así como los factores

meteorológicos. Comprende fenómenos hidrometeorológicos, como el desarrollo de

sistemas y herramientas hidrometeorológicas utilizadas en la observación, predicción,

29 

 

modelización, prevención y alerta temprana, control de inundaciones y aplicaciones

específicas para el control y gestión de embalses.

El objetivo de la protección es la prevención de desastres de origen natural de carácter

hidrometeorológico. Se deben llevar a cabo diversas medidas de mitigación, las cuales

han sido denominadas estructurales y no estructurales, que procuran reducir o minimizar

los efectos de desastres provocados por ciclones tropicales o lluvias intensas. En la

elaboración de mapas de riesgo hidrometeorológico, que abarcan los temas de

inundaciones, avenidas súbitas, flujos de escombro, depósitos de sedimentos, marea

de tormenta, oleaje y viento, incluso sequía y heladas, es necesario contar con

metodologías para cada uno de estos fenómenos, que permitan precisarlos a través de

una combinación de mapas de peligro y de vulnerabilidad de vivienda, especialmente

del menaje, y de la integridad física de las personas durante avenidas súbitas. Los

fenómenos hidrometeorológicos pueden ser: Ciclón Tropical, Inundaciones, Sequia,

Heladas, Granizo, Tormenta Eléctrica, Lluvia Acida, entre otros.

Instrumentación y Monitoreo

Redes de Monitoreo Hidrometeorológico.- Se instalan los equipamientos necesarios

como sensores, compuestos de pluviómetros, radares y sensores satelitales que en

conjunto se denominan estación hidrometeorológica. En estas estaciones se lleva un

control continuo de los diversos parámetros, quedando registrados y siendo transmitidos

en ese mismo instante a un centro de control. Se distribuyen a lo largo de las cuencas

hidrográficas formando las Redes Hidrometeorológicas.

Sensores Hidrometeorológicos.- Brindan la capacidad de ofrecer información y

conocimiento en tiempo real e histórico de las condiciones hidrometeorológicas.

Además realizaremos el estudio de los diferentes tipos de sensores de observación

utilizados para formar una red multi-sensor y las tecnologías asociadas para comunicar

esos datos para su análisis.

Redes de pluviómetros.- Se componen de pluviómetros que existen o son colocados

en un territorio y se emplean para la evaluación de la precipitación en una zona o

cuenca. Se diseñan en función del relieve, ya que en zonas llanas las lluvias son más

homogéneas, pero en zonas de montaña se necesita una mayor densidad de

pluviómetros al existir mayor variabilidad en la precipitación.

30 

 

Pluviómetros.- El pluviómetro es un instrumento que se emplea en las estaciones

meteorológicas para recoger y medir la precipitación. Los pluviómetros modernos

cuentan con una plataforma de recolección de datos (PRD), fuente de poder y unidad

de manejo, también cuentan con un dispositivo de comunicación. Al pluviómetro se le

suelen sumar otros sensores como de temperatura, humedad del aire, presión

barométrica y velocidad conjuntamente con la dirección del viento.

Estaciones de aforo.- Constan de algún instrumento para medir el nivel o elevación de

superficie de agua. Miden el caudal a partir de dicho nivel o elevación de superficie de

agua, esta se compara con una tabla o grafico llamada relación nivel/caudal la misma

está conformada por mediciones manuales del caudal y la altura para tener una

estimación instantánea del caudal fluvial. Las opciones incluyen cámaras que reportan

por internet instalados permanentemente, sensores acústicos de profundidad y

manómetros tradicionales.

Redes de satélites.- Son un conjunto de antenas, electrónicas y satélites que se

interconectan y comunican entre sí para compartir información entre sitios distantes.

Utilizan como medios de transmisión satélites artificiales localizados en órbita alrededor

de la tierra. La arquitectura de red de acceso por satélite podemos definir en función del

tipo de canal de retorno desde los usuarios hacia la red, y en función de dicho enlace

predomina un estándar de transmisión y recepción. Los satélites meteorológicos son:

Geoestacionarios, Polares y de Órbita Polar.

Requerimientos en comunicaciones

Para llevar a cabo satisfactoriamente un sistema de alerta temprana la comunicación

entre el centro de pronóstico y las redes de observación hidrometeorológicas son

cruciales. Los principales factores son: Velocidad de transmisión, Disponibilidad de

electricidad mediante el tendido eléctrico y energías alternativas, Autoalimentación,

Ubicación, Infraestructura de telecomunicaciones y Disponibilidad de financiamiento.

Las comunicaciones de doble vía con una red de pluviómetros son muy beneficiosas,

ya que podemos aprovecharlas sin necesidad de intervención humana además de

permitir que el sistema sea más eficaz y mejora la confianza en base a: Actualizar

software o calibrar valores en la estación, Interrogar el sistema en busca de fallas y

Cambiar la frecuencia de muestreo. Una consideración es su confiabilidad, las primeras

31 

 

pérdidas por estos fenómenos suelen ser las redes telefónicas y sistemas eléctricos. De

ahí que se vuelva de enorme importancia contar con un suministro eléctrico no

interrumpible (UPS) a menudo en forma de sistemas de baterías de capacidad

adecuada por cierto tiempo; y considerar otras opciones tales como enlaces satelitales.

El tipo de comunicación depende de factores como la distancia que tiene que recorrer

la señal. En distancias cortas basta con sistemas como enlaces de radio. En enlaces de

escala nacional se sugiere líneas telefónicas de la Red de Telefonía Publica Conmutada

(PSTN), a su vez, ampliar el potencial de las comunicaciones a larga distancia utilizando

telefonía móvil, incluyendo servicios como mensajería, datos, e internet a través de

proveedores locales (ISP). Las comunicaciones por banda ancha permiten tener

disponibles mayor número de canales para transmisión de información.

Los Servicios Meteorológicos deben poseer comunicaciones de apoyo o respaldo para

recolección de datos necesaria para prever peligros naturales. Por lo que deberían ser

empleados dos tipos de comunicaciones de apoyo en los centros de pronóstico. Se debe

proyectar trayectorias alternativas de comunicaciones, debido a que uno de los enlaces

primarios de comunicación del centro pueda fallar y la información puede ser reenrutada

a través de una conexión secundaria. Un centro de pronóstico debe tener conexiones

con al menos dos centros más, de manera que, si una ha perdido todos sus enlaces de

comunicación, el otro centro asumiría las funciones con los debidos procedimientos.

1.2.8. Arduino

Introducción a Arduino

Es una plataforma de desarrollo de computación física de código abierto, hardware y

software libre, basada en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de

desarrollo para crear software para la placa. Se puede usar Arduino para crear objetos

interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y sensores y controlar

multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físicos. Los proyectos de Arduino

pueden ser autónomos o comunicarse con un programa que se ejecute en el ordenador,

La placa se puede montar o comprarla ya lista para usar, y el software de desarrollo es

abierto y con descarga gratis. El lenguaje de programación es una implementación de

Wiring, una plataforma de computación física parecida, basada en Processing en un

entorno de programación multimedia. El microcontrolador de la placa se programa

usando Arduino Programming Language (basado en Wiring) y Arduino Development

32 

 

Environment (basado en Processing), el software se puede descargar gratuitamente.

Los diseños de referencia del hardware (archivos CAD) están disponibles bajo licencia

open-source, libre de adaptarlas a las necesidades. Arduino recibió una mención

honórica en la sección Digital Communities del Ars Electronica Prix en 2006.

Arquitectura Arduino

Figura 2. Arduino UNO.

Fuente: Arduino

Tabla 1. Especificaciones Técnicas Arduino UNO.

Pines de alimentación (Power Pins).- Se alimenta mediante la conexión USB o

mediante una fuente externa (recomendada 7-12V). Estos pines son:

- VIN: fuente tensión de entrada que contendrá la tensión a la que estamos

alimentando al Arduino mediante la fuente externa.

- 5V: fuente de tensión regulada de 5V, esta tensión puede venir del pin VIN del

regulador interno, o se suministra a través de USB o de otra fuente de 5V regulada.

- 3.3V: fuente de 3.3 voltios generados por el regulador interno con un consumo

máximo de corriente de 50mA.

- GND: pines de tierra.

33 

 

Digital Inputs/Outputs.- Cada uno de los 14 pines digitales se puede utilizar como una

entrada o salida. Cada pin puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene

una resistencia de pull-up (desconectado por defecto) de 20 a 50 kOhm. Además,

algunos pines tienen funciones especializadas como:

- Pin 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir y la transmitir datos serie TTL.

- Pin 2 y 3. Interrupciones externas. Se trata de pines encargados de interrumpir el

programa secuencial establecido por el usuario.

- Pin 3, 5, 6, 9, 10 y 11. PWM (modulación por ancho de pulso). Constituyen 8 bits de

salida PWM con la función analogWrite ().

- Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines son de apoyo a la

comunicación SPI.

- Pin 13. LED. Hay un LED conectado al pin digital 13. Cuando el pin es de alto valor,

el LED está encendido, cuando el valor está bajo, es apagado.

Analog Inputs.- 6 entradas analógicas, desde la A0 a A5, cada una ofrecen 10 bits de

resolución (1024 estados). Por defecto, tenemos una tensión de 5V, pero podemos

cambiar este rango utilizando el pin de AREF y utilizando la función analogReference(),

donde le introducimos una señal externa de continua que la utilizara como referencia.

1.2.9. Energías Renovables

Antecedentes

Para la Física, la energía es la capacidad potencial que tienen los cuerpos para producir

trabajo o calor, y se manifiesta mediante un cambio. Es energía el esfuerzo que hace

una persona cuando pedalea sobre una bicicleta. También lo es el movimiento continuo

del agua de un río, o el calor que desprende el carbón cuando se quema. Desde

siempre, el hombre ha utilizado las fuentes de energía a su alcance para hacer un

trabajo o para obtener calor. Primero su propia fuerza física o la de los animales

domésticos. Luego la energía del viento y del agua. Más tarde llegaría la explotación de

los combustibles fósiles, carbón, gas natural y petróleo y de la energía nuclear.

El sol es el origen de todas las energías renovables porque su calor provoca en la Tierra

las diferencias de presión que dan origen al viento, fuente de la energía eólica. Ordena

el ciclo del agua, causa la evaporación que predispone la formación de nubes y por tanto

lluvias. Del sol procede la energía hidráulica. Las plantas se sirven del sol para realizar

34 

 

la fotosíntesis, vivir y crecer, biomasa. Por último, el sol se aprovecha directamente en

las energías solares, tanto la térmica como la fotovoltaica. Las fuentes que se incluyen

son: la eólica, la solar térmica y fotovoltaica, la biomasa y los biocarburantes, la

hidráulica con especial atención a la minihidráulica, la geotérmica y las energías

procedentes del mar. También al hidrógeno y a la pila de combustible. El hidrógeno no

es fuente de energía, como tampoco lo es la electricidad, pero es sin duda el combustible

limpio del futuro y algún día se producirá fundamentalmente a partir de renovables.

Energía Solar Fotovoltaica

La electricidad es la forma más versátil de energía que tenemos. El acceso a la

electricidad está directamente relacionado con la calidad de vida. El Índice de Desarrollo

Humano (HDI o Human Development Index) para 60 países, incluyen el 90% de la

población mundial, en función del consumo de electricidad “per cápita”.

La Energía Solar Fotovoltaica es una tecnología que genera corriente continua por

medio de semiconductores cuando son iluminados por un haz de fotones. La luz incide

sobre una célula solar, nombre dado al elemento fotovoltaico individual, se genera

potencia eléctrica; cuando la luz se extingue, la electricidad desaparece. Las células

solares no necesitan ser cargadas como las baterías. Las células solares son de

materiales semiconductores, poseen electrones débilmente ligados ocupando una

banda de energía denominada “banda de valencia”. Cuando se aplica un cuanto de

energía por encima de un cierto valor a un electrón de valencia, el enlace se rompe y el

electrón pasa a una nueva banda de energía llamada “banda de conducción”.

Mediante un contacto selectivo, estos electrones son llevados a un circuito externo y

realizar un trabajo perdiendo así la energía captada y regresando por otro contacto a la

banda de valencia con la energía inicial, anterior al proceso de absorción de un fotón

luminoso. El flujo de electrones en el circuito exterior se llama corriente de la célula y su

producto por el voltaje con el que se liberan los electrones por los contactos selectivos

determina la potencia generada. Los módulos producen corriente continua que se

transforma en corriente alterna mediante un inversor. El inversor, baterías recargables

en caso de que se necesite almacenamiento, las estructuras sobre las que se montan y

orientan los módulos, así como otros elementos necesarios para construir un sistema

fotovoltaico (FV) se llama BOS (Balance of System), que significa “resto de sistema”.

35 

 

Panel Solar.- Convierte la energía del Sol en una corriente continua. Normalmente se

instalan sobre tejados por lo que suelen ser estructuras de soporte fijas.

Figura 3. Panel Solar

Fuente: Godavisolar

Inversor.- Transforma la corriente continua en alterna. En algunos casos no es

necesario su uso porque los equipos que se emplean funcionan en corriente continua.

Figura 4. Inversor Solar

Fuente: Bmasdigital

Baterías.- La corriente no se usa al mismo tiempo que se genera, por lo que es útil un

sistema de acumulación para almacenar la energía. Son una medida de previsión para

días con condiciones climáticas desfavorables. La mayoría de las baterías suelen ser

de plomo-ácido. Existen dos tipos básicos: las monobloque y las estacionarias.

Figura 5. Batería Solar.

Fuente: Mpptsolar

Regulador de carga.- Es el dispositivo que controla la entrada en exceso de electricidad

a la batería (sobrecarga) y también evita las sobre descargas.

36 

 

Figura 6. Inversor Solar.

Fuente: Ladyshup

Cargas o consumos.- Son elementos que consumen la energía eléctrica producida. La

mayoría de estos equipos funcionan en corriente alterna, aunque algunos dispositivos

trabajan en continua, estando directamente conectados a las baterías sin necesidad de

inversor que convierta la corriente continua a alterna. La instalación debe contar además

con una adecuada protección eléctrica: Toma de tierra, Protección contra contactos

directos e indirectos y Protección frente a cortocircuitos, sobrecargas y sobretensiones.

Los sistemas complementarios más útiles en este escenario son los de control de

consumo y los que regulan las entradas-salidas de energía para varios clientes que

dependan de un mismo generador encargado de proporcionar electricidad en zonas

aisladas. Reparten la carga por horas, aplicaciones y usuarios. Éste es un equipo

electrónico inteligente, autómata y sistema experto.

1.2.10. Administración Pública

La administración pública ecuatoriana está enmarcada en la aplicación de funciones

estatales con ciertos niveles de interdependencia de los poderes del estado sobre las

instituciones públicas en los últimos años, generando políticas internas como estrategias

de manejo institucional, desarrollando procesos de mejoramiento continuo y ejecutando

proyectos de fortalecimiento institucional. El crecimiento poblacional y económico ha

desencadenado el incremento de nuevas instituciones públicas de acuerdo a la

complejidad del entorno administrativo sectorial y la aplicación de nuevas estrategias

tomadas para incorporar a la población que tradicionalmente ha sido considerada como

población económicamente pasiva desde el punto de vista productivo. En este sentido

la importancia del Sector Público ha generado que en muchas provincias de nuestro

país sea considerado como el sector económico primordial adoptado por las familias de

clase media y baja en función de fuentes de ingreso económico y sustento familiar.

37 

 

El gobierno ecuatoriano y el cambio de la matriz productiva ha dinamizado y expandido

el sistema económico generando nuevas oportunidades laborales enmarcadas en

alternativas de desarrollo agrícolas, agropecuarias, energéticas, entre otras, en función

del presupuesto asignado por el estado para la aplicación de políticas públicas en la

actividad productiva, sin desvincular las actividades privadas en el mismo campo que

generan empleo e incluso desarrollo tecnológico y científico. Esto ha conllevado a

realizar un análisis organizacional y funcional de acuerdo a las competencias

entregadas a cada una de las instituciones públicas y gobiernos autónomos

descentralizados que, de forma directa e indirecta, o a través de convenios

interinstitucionales con empresas públicas o privadas; cumplan con el principio de

generar y fortalecer la actividad económica de los pueblos y de los sectores más

vulnerables del país.

Rodríguez Peñaherrera (1987), manifiesta: “Estas consideraciones no tienen otro

propósito que resaltar la necesidad y conveniencia de asignar a la administración del

Estado un tratamiento diferenciado y prioritario para dinamizar su estructura y

funcionamiento, hasta convertirla en un sistema que impulse efectivamente los

esfuerzos encaminados hacia el desarrollo integral. Con tal objetivo, es imprescindible

profundizar en su conocimiento y en el análisis de sus problemas. Las pretendidas

medidas de solución, basadas en el superficialismo de la visión empírica, solo han

aumentado los defectos organizacionales, reafirmando sus causas. Hace falta situar el

fenómeno administrativo en su contexto total esto es: histórico, político, cultural y social.”

Según Tobar (1995), define a la administración pública como: “Administración es

Conducción, es Gobierno de los intereses o bienes, en especial de los públicos. La

ciencia de administración es el conjunto de reglas para administrar los negocios e

instituciones; y más particularmente para emplear los medios y recursos en la obtención

de los fines de un estado, empresa, etc.”.

Tobar (1995) afirma: Las normas administrativas, consisten de todos aquellos principios,

normas, reglamentos y leyes; que proporciona el marco legal adecuado para lo que es

la gestión, conducción; o sea la administración de un organismo público o privado. La

Administración Pública; es, por lo tanto, el sistema administrativo de un estado, de una

ciudad, de una comuna o centro poblado; y que existe principalmente para dos cosas:

- Prestar servicios públicos a la comunidad a quien se debe; y

- Ejercitar controles públicos a las personas y la propiedad dentro de su dominio.

38 

 

- Con estos objetivos las normas y leyes que regulan la administración pública deben:

- Establecer las agencias administrativas adecuadas; otorgándoles ciertos poderes,

describiendo el alcance y límite de los mismos.

- Proveer de los medios para hacer cumplir las decisiones administrativas hechas en

el ejercicio de estos poderes; y

- Proporcionarles un sistema que brinde seguridad contra acciones administrativas

arbitrarias, discriminatorias o no autorizadas.

1.3. Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones

teóricas sobre los Sistemas de Información.

El enfoque de las comunicaciones inalámbricas está claramente orientado a iniciar a los

ingenieros informáticos en las tecnologías de las comunicaciones inalámbricas, con el

objetivo de ofrecerles un valor añadido importante en su carrera profesional como

desarrolladores de ampliaciones o servicios sobre dispositivos móviles. Internet también

se ha beneficiado de esta tecnología, hecho que ha dado paso a lo que se conoce como

Internet móvil, que permite que dispositivos móviles y personas se conecten a la Red

desde cualquier lugar y en cualquier momento, lo que ha facilitado la aparición de

nuevos servicios, aplicaciones y sistemas de información sobre estos dispositivos.

Cada una de las plataformas de los dispositivos móviles tiene sus particularidades, no

sólo en cuanto al manejo del dispositivo por el usuario, sino también a la hora de

desarrollar aplicaciones y sistemas de información para las mismas. Casi cualquier

dispositivo implementa algún protocolo de comunicación, sea WI-FI o Bluetooth, por lo

que, si no es capaz de conectar a Internet por sí mismo, pueda hacerlo emparejándose

con algún dispositivo que sí pueda. Por lo que, los sistemas operativos que brinden

estabilidad, seguridad, eficiencia y rendimiento están basados en Linux. Sin embargo,

hasta la aparición de Android, a Linux le faltaba el éxito entre el gran público quedando

casi relegado a los servidores. Técnicamente Android no es una distribución de Linux,

ya que la cantidad de modificaciones realizadas al código hace que se considere un

sistema operativo independiente, aunque gran parte del código se comparte con Linux.

Android es un sistema operativo multidispositivo, libre, gratuito y multiplataforma

diseñado para teléfonos móviles. Proporciona todas las interfaces necesarias para

desarrollar fácilmente aplicaciones que acceden a las funciones del teléfono utilizando

39 

 

el lenguaje de programación Java. Su sencillez, junto a la existencia de herramientas de

programación gratuitas, es la causa que existan miles de aplicaciones disponibles, que

amplían la funcionalidad de los dispositivos y mejoran la experiencia del usuario.

Hoy en día las instancias encargadas de gestionar los recursos naturales y alimenticios

de los países en desarrollo pueden utilizar las telecomunicaciones para abordar los

problemas con que se enfrentan. Si se desea producir suficiente para alimentar a una

población cada vez mayor, es necesario que la agricultura y la planificación agraria

adopten y valoricen nuevos métodos de producción que sean sostenibles a largo plazo

mediante la implementación de recursos tecnológicos en el riego y drenaje. Las

tecnologías de la información y de comunicaciones se consideran medios esenciales

para difundir conocimientos y la información necesaria para que los agricultores mejoren

los sistemas de producción.

Es posible aprovechar el potencial de las tecnologías de la información y

telecomunicaciones en el riego y drenaje ayudando a la planificación y buscar nuevos

medios con fines sostenibles, proporcionando formación y capacitación a miles de

trabajadores agrícolas que en muchos casos viven lejos de los medios de formación u

otras infraestructuras. El agricultor, por el tipo de trabajo que realiza, pasa gran parte

del tiempo en campo. Allí, se requiere de infraestructuras de telecomunicaciones que

brinden diversos servicios para riego y drenaje, como acceso mediante servicios gsm y

gprs, y redes fijas o móviles de telefonía, con la que puede acceder a bases de datos y

servicios meteorológicos para su debida aplicación en sistemas de información.

Las redes de monitoreo hidrometeorológico con múltiples sensores, compuestas de

pluviómetros, radares y satelitales recolectan información sobre cantidad de lluvia,

temperatura y otros datos utilizados por los modelos de predicción para producir guías

de crecidas repentinas e información sobre amenazas. Asociadas a las comunicaciones

son críticas para el éxito de cualquier sistema de alerta temprana. Son aplicables tanto

a eventos naturales, actividad humana y/o interacción de ambos. Permiten su vigilancia

y monitoreo mediante la utilización de redes telemétricas, estaciones de lluvia y niveles

de los ríos, modelos hidrológicos computarizados, sensores remotos, y / o satélites; con

lo cual se vigila la cantidad de lluvia, los niveles de los ríos, para pronosticar crecidas en

forma precisa. Transmiten información directa los equipos de medición hasta los centros

de análisis y de toma de decisión. En cuanto a sistemas comunitarios se utilizan equipos

de bajo costo y de fácil manejo.

40 

 

Los Sistemas de Telecomunicaciones acogen el uso de software y hardware libre,

especialmente el uso de equipos electrónicos basados en tecnología Arduino,

construido en base al proyecto Wiring y Processing, con su propio lenguaje de

programación y entorno de desarrollo (IDE). Existen múltiples modelos en el mercado

y Shields diseñados para aumentar sus capacidades y/o brindar funcionalidades para

llevar a cabo tareas simples y complejas, capaces de comunicarse con una

computadora por medio de una conexión USB interactuando con aplicaciones escritas

en una amplia variedad de lenguajes de programación, como Visual Basic, C++, Java y

otros lenguajes capaces de establecer comunicación con el Puerto Serie de la

computadora. La idea es desarrollar creaciones propias de un nuevo tipo de Internet,

promoviendo el llamado Internet de las cosas (M2M).

Hay dos sectores que marcan el desarrollo y el grado de bienestar de una sociedad: el

energético y el de las TICs. La Energía Solar Fotovoltaica integrada a las TICs y

favoreciendo procesos de desarrollo de los países más pobres. Así, una forma de

aminorar y/o acabar con la brecha tecnológica es facilitando la presencia de fuentes de

energía confiables. Además, su aplicación a las TICs facilita la labor de ONGs,

gobiernos locales, entidades privadas y comunidades privadas. Los sectores

fotovoltaicos y el de las TICs pueden complementarse, y en las zonas geográficas más

desfavorecidas deben coexistir y se precisan el uno al otro en muchas ocasiones.

La Sociedad de la Información crece a un ritmo elevado, especialmente en el ámbito

científico y en la organización y gestión empresarial, repercutiendo en los modelos de

producción y realidad económica. Las TICs mejoran y agilizan procesos de producción

del sector fotovoltaico contribuyendo a la economía de escala en la fabricación de

dispositivos fotovoltaicos, facilitando tareas de diseño y optimizando medidas y control

de calidad. En instalaciones aisladas, las TICs pueden proporcionar un valor añadido al

control y verificación de la producción.

1.4. Conclusiones parciales del Capítulo

- El presente capítulo ha permitido sustentar bibliográficamente los principios y

fundamentos básicos de los Sistemas de Información, a través del uso de recursos

tecnológicos modernos.

41 

 

- Los avances tecnológicos en las telecomunicaciones, la telefonía móvil y el desarrollo

de los sistemas operativos móviles han permitido analizar el uso aplicaciones móviles

funcionales y servicios en línea a través del uso de internet y telemetría, con el fin de

otorgar los recursos tecnológicos suficientes para la transferencia y acceso remoto

de la información.

- La Plataforma Arduino basada en software y hardware libre; y el uso de diversos

shields que otorgan funcionalidades extra ampliando capacidades de hardware

Arduino, han permitido estudiar su aplicación en el desarrollo de sistemas

electrónicos automatizados y sistemas de comunicaciones inalámbricas para la

generación y envío de datos.

- La Hidrometeorología como ciencia que estudia el ciclo del agua y las fases

atmosféricas ha permitido definir los factores meteorológicos, sistemas y

herramientas de observación, predicción y alerta temprana con el objetivo de

proteger y prevenir desastres de origen natural de carácter hidrometeorológico en la

toma de medidas de mitigación para reducir o minimizar sus efectos.

- Se ha identificado los principales criterios y consideraciones tecnológicas de la

aplicación de los Sistemas de Información en el control ambiental considerando los

parámetros hidrometeorológicos, sistemas de comunicación inalámbrica y el uso de

aplicaciones móviles para el acceso remoto a la información, almacenamiento,

procesamiento y consulta de datos.

42 

 

CAPITULO II. MARCO METODOLÓGICO Y PLANTEAMIENTO DE LA PROPUESTA

2.1 Caracterización del sector, rama, empresa, contexto institucional o problema

seleccionado para la investigación.

La provincia de Pastaza se encuentra ubicada en el centro de la amazonia ecuatoriana,

con una población aproximada de 83.933 habitantes (censo 2010). Su superficie

territorial de 29.068 km, la convierte en la más extensa del país. Limita con las provincias

de Napo y Orellana al norte, Morona Santiago al sur, Tungurahua al oeste y al este Perú.

Se divide en 4 cantones, 17 parroquias rurales y 4 cabeceras cantonales. Entre éstas

se encuentra Puyo en el cantón Pastaza, la capital provincial. La capital provincial se

sitúa a 950 m.s.n.m. El clima de la provincia es cálido húmedo, su temperatura ambiental

promedio es de 18 a 23 °C, con una precipitación pluvial aproximada de 4000 mm.

Estudios de investigación académica, determinan que su geomorfología es muy variada,

teniendo la presencia de relieves de origen volcánico hasta sedimentarios, sin dejar de

lado relieves estructurales pertenecientes al piedemonte de estribaciones externas de

la cordillera oriental (Winckell. 2007). Según datos del SISE (2007), nuestra provincia

tiene una Población Económicamente Activa que representa un 38.7% de su población

total. De este porcentaje, un 25.8% está dedicado a actividades agrícolas y de forestaría,

lo que determina que Pastaza tiene orientación a la producción agrícola y la explotación

forestal. La provincia de Pastaza se precia de ser la cuna y hogar donde habitan colonos

y siete nacionalidades: Kichwa, Waoram, Shiwiar, Zápara, Achuar, Shuar y Andoa.

En octubre de 2008, la Asamblea Nacional Constituyente, aprueba en Montecristi, la

Constitución de la República del Ecuador. La Carta Magna define principios y

lineamientos de planificación y gestión de políticas públicas, para los Objetivos del Plan

Nacional del Buen Vivir, garantía para el ejercicio de derechos y participación, para

propiciar equidad social y territorial en un contexto de gestión y manejo integral del

territorio. Estos principios son obligatorios para garantizar la articulación sectorial,

coordinación, participación y planificación; así como, el respecto de la autonomía

política, administrativa y financiera de los Gobiernos Autónomos Descentralizados a

través de un modelo de planificación del desarrollo y ordenamiento territorial

descentralizado y democrático, entre el Estado, la sociedad y los niveles de gobierno.

43 

 

Este nuevo sistema de organización y planificación territorial, pasa desde un modelo

descentralizado voluntario a ser obligatorio, progresivo y de competencias delimitadas

por la Constitución y la ley. Lo que se busca en todos los niveles de gobierno, es generar

equidad e igualdad en términos de planificación, que premie el esfuerzo fiscal y el

cumplimiento de las metas de los Planes de Desarrollo y Planes de Ordenamiento

Territorial de los GADs.

De acuerdo a la Constitución de la República establece que los gobiernos autónomos

descentralizados gozan de autonomía política, administrativa y financiera. El Código

Orgánico de Organización Territorial, Autonomía y Descentralización establece que los

gobiernos autónomos descentralizados provinciales son personas jurídicas de derecho

público, con autonomía política, administrativa y financiera; además, comprende el

derecho y la capacidad efectiva que tienen los gobiernos autónomos descentralizados

provinciales para regirse mediante normas de gobierno propios, bajo su

responsabilidad, sin intervención de otro nivel de gobierno. En concordancia con lo

dispuesto en el Código Orgánico de Organización Territorial, Autonomía y

Descentralización, es el órgano de legislación y fiscalización del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza, está integrado por el prefecto(a),

viceprefecto(a); por alcaldes(as) o concejales en representación de los cantones; y, por

representantes elegidos de entre quienes presidan los gobiernos parroquiales rurales,

que se designarán observando las reglas previstas en el mencionado Código.

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza, en concordancia con las

normas del Código Orgánico de Organización Territorial, Autonomía y

Descentralización, para el cumplimiento de su misión, objetivos, competencias y

responsabilidades, está integrado por los siguientes niveles: A. Nivel de Legislación y

Fiscalización, B. Nivel Ejecutivo, C. Nivel Asesor, D. Nivel de Apoyo, E. Nivel Operativo

y F. Nivel Descentralizado (Patronato de Amparo Social). Para la implantación de la

reorganización del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza, es

preciso partir de las siguientes ideas fundamentales y rectoras en las que se basa la

administración del gobierno provincial:

Visión

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza será una Institución líder

en la prestación de servicios públicos a la comunidad rural de la provincia, que goce de

44 

 

prestigio, confianza y credibilidad por la calidad de sus obras y servicios y por la

seguridad laboral que brinda a sus servidores. Se caracterizará por ser una Institución

en desarrollo y mejoramiento continuo; por su flexibilidad para adaptarse a los cambios

del entorno; por el incremento de su productividad; por el trabajo en equipo con la

participación de la comunidad; por la comunicación efectiva en todos los niveles de la

organización y, por su preocupación permanente por lograr la satisfacción de las

necesidades de la comunidad rural, sustentado bajo la premisa del deber-derecho que

tienen los ciudadanos.

Misión

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza impulsará el desarrollo

social, ambiental, agropecuario, productivo, de cuencas y microcuencas, y de vialidad

de la provincia, con especial atención al sector rural, y coordinará con las entidades del

gobierno central, las regiones, municipalidades y parroquias rurales, para la realización

armónica de los objetivos y metas. Su acción se sujetará a las políticas, estrategias y

objetivos del plan de desarrollo participativo de la Provincia de Pastaza y al plan nacional

de desarrollo.

Objetivos

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza sustenta su gestión en la

consecución de los siguientes objetivos básicos:

- Contribuir al mejoramiento de la calidad y las condiciones de vida, garantizando el

buen vivir, propiciando una política de desarrollo humano sustentable, equitativa, de

unidad en la diversidad, con identidad amazónica, que fortalezca el sistema de

gobernabilidad democrática, a través de la participación ciudadana y la rendición de

cuentas a la ciudadanía sobre el cumplimiento del plan de gobierno y la inversión

pública en la Provincia de Pastaza.

- Elaborar los planes, programas y proyectos en base de los estudios y evaluación

técnicos, económicos, ambientales y sociales necesarios que los justifiquen de

manera adecuada.

- Planificar, coordinar y controlar las acciones que en el ámbito provincial le

corresponden al Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza.

45 

 

- Gestionar y concretar fuentes de financiamiento externas e internas, que permitan la

aplicación de las políticas, estrategias, programas y proyectos para el desarrollo

social y económico de la provincia.

- Impulsar alianzas estratégicas con organismos públicos y privados, que garanticen

los espacios de concertación y cogestión.

- Lograr y asegurar la dotación y desarrollo permanente de obras encaminadas al

desarrollo de la infraestructura vial, desarrollo agropecuario, dotación de agua de

riego, de saneamiento ambiental, de cuencas y micro cuencas, y demás obras y

servicios coordinando sus esfuerzos con los gobiernos municipales, parroquiales

rurales y demás organismos de desarrollo provincial, regional y nacional.

- Modernizar adecuadamente sus operaciones y servicios, en base de la legislación

vigente y la aplicación de procesos de desconcentración y descentralización.

- Aportar al fortalecimiento de la economía provincial y nacional, con sujeción a los

planes de desarrollo participativo.

- Formular políticas de información y comunicación transparentes que fortalezcan la

imagen institucional y permitan la incorporación de las demandas ciudadanas.

2.2 Descripción del procedimiento metodológico para el desarrollo de la

investigación.

2.2.1 Investigación Documental

La investigación de carácter documental se apoya en la recopilación de antecedentes a

través de documentos gráficos formales e informales, cualquiera que éstos sean, donde

el investigador fundamenta y complementa su investigación con lo aportado por

diferentes autores.

2.2.2 Investigación Bibliográfica

Consiste en garantizar la calidad de cada uno de los fundamentos teóricos de la

investigación, desarrollada en base a la recopilación de información de fuentes primarias

para su aplicación en la fundamentación teórica de la investigación.

Mediante su proceso sistemático y secuencial de recolección, selección, clasificación,

evaluación y análisis de contenido del material empírico impreso y gráfico, físico y/o

46 

 

virtual permitió identificar la fuente teórica, conceptual y/o metodológica de la

investigación asociada a los objetivos de la investigación. Para lo cual se definió en

función del objeto y objetivos de la investigación los tipos de fuentes bibliográficas y

documentales que se necesitaron, definidas y clasificadas en función de

determinados criterios de selección, estableciendo un procedimiento de registro de las

fuentes consultadas, conforme a las normas de referenciamiento APA o Harvard.

2.2.3 Investigación de Campo

Constituye un proceso sistemático, riguroso y racional de recolección, tratamiento,

análisis y presentación de datos, basado en una estrategia de recolección directa de la

realidad de las informaciones necesarias para la investigación. Con la finalidad de

indagar las bases epistemológicas para comprender la caracterización metodológica del

presente proyecto de investigación se ha utilizado la modalidad investigativa cualitativa.

Cualitativa

Para Sandin (2003) la investigación cualitativa se encuentra sometida a un proceso

similar a cualquier otro tipo de investigación de naturaleza cuantitativa. Se trata de un

proceso en la que se identifica una fase de definición del problema, una fase de diseño

del trabajo, una fase técnica de definición de las técnicas e instrumentos para la

recolección de la información y una fase de análisis de la información y validación del

informe. Es decir, es aquella donde se estudia la calidad de las actividades, relaciones,

asuntos, medios, materiales o instrumentos en una determinada situación o problema,

considerados en torno a las técnicas como: las entrevistas abiertas, grupos de

discusión o técnicas de observación y observación participante.

La investigación cualitativa permitió asumir la realidad como una dinámica inductiva, por

lo que se inició sus estudios con interrogantes vagamente formuladas partiendo de lo

observado y siguiendo un diseño flexible no generalizado concentrándose en sus

estudios de contextos particulares. La subjetividad de su naturaleza ha orientado a la

solución de problemas y al descubrimiento exploratorio, descriptivo e inductivo. Ha

permitido utilizar una multiplicidad de métodos, fuentes e investigadores en el estudio

de un solo problema lo cual converge en un solo punto y acoge el principio de la

triangulación y la convergencia, considerando valiosas todas las perspectivas de los

diversos actores inmersos en la problemática.

47 

 

Las técnicas de investigación aplicadas al presente proyecto de investigación de

acuerdo al tipo de investigación son las siguientes:

Observación.- Es el examen atento de los diferentes aspectos de un fenómeno a fin de

estudiar sus características y comportamiento dentro del medio en donde se

desenvuelve éste. La observación directa de un fenómeno ayuda a realizar el

planteamiento adecuado de la problemática a estudiar. Adicionalmente, entre muchas

otras ventajas, permite hacer una formulación global de la investigación, incluyendo sus

planes, programas, técnicas y herramientas a utilizar.

La observación Directa permitió adquirir de manera activa la información a partir del

sentido de la vista mediante la inspección efectuada directamente al proceso de control

ambiental, en el que se contempló todos los aspectos inherentes a su comportamiento

y características dentro de ese campo. Motivo por el cual, esta actividad se realizó in

situ con los Técnicos del Componente de Riego & Drenaje y Piscicultura responsables

de la generación, procesamiento y almacenamiento de datos hidrometeorológicos para

el análisis de la incorporación de procesos automatizados para la captura, transmisión,

almacenamiento y procesamiento de datos hidrometeorológicos, generación de alertas

y emisión de registros en tiempo real.

Entrevista.- Es una recopilación verbal sobre algún tópico de interés para el

entrevistador. A diferencia de un cuestionario, ésta técnica requiere de una capacitación

amplia y de experiencia por parte del entrevistador, así como un juicio sereno y libre de

influencias para captar las opiniones del entrevistado sin agregar ni quitar nada en la

información proporcionada. La entrevista permitió establecer una comunicación directa

bidireccional con cada uno de los Técnicos del Componente de Riego & Drenaje y

Piscicultura que intervienen directamente en la generación de información ambiental,

identificar los factores fundamentales que intervienen en el diagnóstico del proceso de

control ambiental, y establecer los parámetros de generación de datos y alertas

hidrometeorológicas elementales con información más clara y precisa.

Los Instrumentos a utilizar en el presente trabajo de investigación son las siguientes:

- Ficha de Observación: Tiene como finalidad registrar los acontecimientos reales in

situ, del proceso técnico y administrativo en la generación, procesamiento y

almacenamiento de la información.

48 

 

- Banco de Preguntas: Las preguntas tienen el propósito de analizar la perspectiva

de la problemática desde el punto de vista del Técnico, en función de las actividades,

competencias profesionales, análisis de desempeño y gestión por resultados

directamente relacionados a los objetivos y metas del componente de Riego &

Drenaje y Piscicultura.

2.2.4 Población y Muestra

Para la elaboración del presente proyecto de investigación se ha seleccionado como

segmento de la Población a Técnicos y Personal Administrativo que intervienen

directamente en la Competencia, Objetivos y Metas del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza, correspondiente a los Planes y Programas que

requieren de la información generada del Control Ambiental. Cabe indicar que se tendrá

las reservas respectivas del caso en la emisión de los nombres de los Técnicos con el

propósito de que el entrevistado exprese libremente sus criterios. Cabe indicar que de

acuerdo al origen investigativo, requerimiento de información y la cantidad de

beneficiarios directos del proyecto de investigación desde el punto de vista técnico, se

consideró la siguiente población con el fin de aplicar la técnica de la entrevista a los

actores que se encuentran vinculados orgánica y funcionalmente en las actividades de

Riego & Drenaje y Piscicultura.

Tabla 2. Población.

GOBIERNO AUTONO DESCENTRALIZADO PROVINCIAL DE PASTAZA RIEGO & DRENAJE Y PISCICULTURA

POBLACION Nº DEPARTAMENTO FUNCIONES CANTIDAD 1 Desarrollo Sustentable Director Departamental 1 2 Desarrollo Sustentable Coordinador del Componente 1 3 Desarrollo Sustentable Técnicos 3

TOTAL 5

2.2.5 Análisis e Interpretación de Resultados

2.2.5.1 La Observación

El objetivo es organizar la percepción a través de toda una serie de operaciones de

sensibilización y expresión por medio de la atención, comparación, discernimiento, todo

ello dirigido por la intención de ser parte del proceso de control ambiental y tener una

49 

 

representación interiorizada y exteriorizada en el lenguaje y comportamiento de una

realidad percibida.

- Tema.- Control Ambiental de Proyectos de Desarrollo Sustentable - Chacras

- Objetivo.- Identificar los factores hidrometeorológicos y diagnosticar el proceso de

Control Ambiental en la ejecución de Proyectos de Chacras de Desarrollo

Sustentable del GADPPz.

- Componente 1.- Clima y Ambiente

o Aspectos a Observar.- Temperatura, Humedad y Pluviosidad.

o Valoración.- Las características climáticas se analizan en función de las plantas.

Son especies de estación cálida con medias mensuales que fluctúan entre 25 y

30 ºC (Invernaderos) y 18 a 35 ºC (Ambiente).

Las temperaturas por encima de 30 ºC (humedad baja) o por encima de 35º

(humedad alta), las temperaturas altas causa daños a las plantas. El agua de

suministro depende del clima y sus sistemas de drenaje para eliminar grandes

volúmenes de agua para facilitar el lixiviado periódico (control de salinidad).

Invernadero – ambiente controlado.

- Componente 2.- Administración del Proyecto

o Aspectos a Observar.- Ejecución y Seguimiento

o Valoración.- El proyecto ha sido ejecutado con parámetros ambientales

proyectados con muestras tomadas de la Estación Meteorológica Fátima

generalizados a todos los sectores donde interviene el proyecto a lo largo y

ancho de la provincia. Existen ambientes controlados (Invernadero) y no

controlados (Natural).

Los técnicos no llevan en campo registros históricos ni información actualizada

de los factores climáticos. Su trabajo se basa en la observación, experiencia y

algunos aspectos empíricos. No hay fichas de seguimiento ni evaluación de las

actividades desarrolladas en función del Control Ambiental.

- Conclusión.- El GADPPz tiene la necesidad de utilizar recursos tecnológicos que

permitan fortalecer la gestión de proyectos de Desarrollo Sustentable ya que las

actividades desarrolladas por los Técnicos responsables de los proyectos requieren

de un sistema informático que les permita administrar la información generada.

50 

 

2.2.5.2 La Entrevista

Pregunta 1.

El Código Orgánico de Organización Territorial, Autonomía y

Descentralización (COOTAD) en sus artículos 41 y 42 establece las funciones y

competencias exclusivas para los Gobiernos Autónomos Descentralizados. Cree usted

que el Plan de Riego & Drenaje y Piscicultura plasma con sus objetivos propuestos el

total cumplimiento al COOTAD, siendo Pastaza una provincia de la región amazónica?

Las características geográficas y/o ambientales de la provincia influyen en el

cumplimiento de metas?

- Objetivo: Diagnosticar el cumplimiento de metas y objetivos del Plan de Riego &

Drenaje y Piscicultura con el propósito de identificar los diferentes procesos que

intervienen en el Control Ambiental.

- Análisis: Las funciones y competencias establecidas por la COOTAD, no son

aplicadas en su totalidad debido a que en la región amazónica la presencia del agua

es permanente, por lo que su trabajo se centra más en actividades de Drenaje. Cabe

indicar que el clima y la geografía del territorio dificulta la ejecución de trabajos en el

cumplimiento de metas. Además, los procesos administrativos institucionales posee

dificultades al realizar el trabajo técnico debido a que muchos de los sectores que

requieren del servicio de Drenaje son Rurales y las comunidades beneficiarias son

dispersas.

- Conclusión: El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza tiene la

necesidad de fortalecer los procesos técnicos y administrativos debido a la dificultad

que se presenta al brindar servicio de Drenaje a sectores rurales de difícil acceso,

por lo que requiere mejorar procedimientos de control ambiental y atención al

beneficiario.

Pregunta 2.

Los proyectos de Riego & Drenaje y Piscicultura requieren de un análisis socio –

económico y de un estudio técnico para su implementación. ¿Cuáles son los factores

ambientales que deben considerarse elementales al momento de implementar

proyectos de Drenaje? ¿Qué indicadores hidrometeorológicos se consideran en el

Control Ambiental?

51 

 

- Objetivo: Identificar los factores e indicadores ambientales fundamentales para la

captura, procesamiento y almacenamiento de la información de control ambiental.

- Análisis: La provincia de Pastaza estar ubicado en el centro de la amazonia

ecuatoriana, el clima se mantiene en constante cambio por lo que el clima varía en

un mismo día permanentemente. Por ello se requiere datos relacionados con la

humedad del entorno ambiental, temperatura ambiental, radiación solar y el viento.

Estas características climáticas y microclimáticas del sector se traducen en

condiciones meteorológicas denominadas “Estado del Tiempo”, conjunto de

parámetros identificados como factores ambientales. Aunque los factores

ambientales siempre actúan de manera conjunta, es importante analizarlos de

manera aislada para comprender su importancia e implicaciones.

- Conclusión: En la provincia de Pastaza el medio ambiente está influenciado

directamente de los factores abióticos, así también de la interrelación ecológica que

influye en el ser vivo; por lo que se requiere controlar: la Temperatura, la pluviosidad,

el viento y el PH del suelo.

Pregunta 3.

Nuestra provincia al ser parte de la región amazónica está expuesta directamente a

cambios climáticos permanentes y fenómenos climáticos naturales como el de “El Niño”.

¿El GADPPz lleva algún tipo de registro histórico de control ambiental como referencia

técnica para el diseño, seguimiento y evaluación de los proyectos de Drenaje? ¿Se

cuenta con datos hidrometeorológicos actualizados que permita realizar proyecciones

estadísticas?

- Objetivo: Diagnosticar el estado actual de la información ambiental generada para

establecer los requerimientos técnicos y funcionales de la propuesta, con el fin de

fortalecer el proceso técnico y administrativo del Control Ambiental.

- Análisis: El GADPPz posee actualmente dos estaciones meteorológicas las cuales

se encuentran funcionando limitadamente debido a la complejidad de su

funcionamiento, operación y acceso a la información. La información generada

requiere de un procedimiento complejo para su extracción y acceso, por lo que se lo

realiza solo cuando se necesita por requerimiento; razón por el cual, sus datos no se

encuentran actualizados y no se lleva un registro histórico adecuado, además, la

información registrada por el sistema genera un archivo plano para su descarga.

Cabe indicar que el acceso al sistema se lo realiza a través de una conexión a internet

al National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

52 

 

- Conclusión: El GADPPz requiere fortalecer el procesamiento y almacenamiento de

la información ambiental generada, con el propósito de facilitar el acceso a los datos

y registros históricos. Además, requiere de un sistema alternativo que permita tener

lecturas permanentes de la información en caso de no existir conectividad a internet.

Pregunta 4.

Hoy en día la tecnología a nivel mundial forma parte elemental en la empresa pública y

privada como apoyo a los procesos administrativos y de producción. ¿Cree usted que

las actividades ejecutadas por parte de los técnicos del GADPPz han tenido el apoyo

tecnológico suficiente para ser eficientes en su desempeño? ¿Es necesario fortalecer el

trabajo de campo en función de herramientas tecnológicas?

- Objetivo: Identificar la necesidad del uso de herramientas tecnológicas para mejorar

el desempeño profesional de los técnicos del GADPPz en las actividades de control

ambiental.

- Análisis: Las actividades de los Técnicos del GADPPz son ejecutadas en campo, en

lugares de difícil acceso en los sectores rurales y expuestos al fuerte temporal del

sector. Esto ha incidido directamente en el desempeño profesional por lo cual muchas

de las actividades las vienen desarrollando en oficina con datos proyectados no

comprobados ni generados. Las herramientas tecnológicas han permitido

automatizar muchos procesos manuales en campo de manera permanente, los

mismos que han permitido establecer comunicación y acceso a la información

generada remotamente, incluso siendo estas mucho más precisas. Además permiten

generar información en tiempo real y facilidad de interconectividad mediante el uso

de equipos de telecomunicaciones.

- Conclusión: El GADPPz; con el fin de facilitar la información en tiempo real y de

manera permanente, requiere del uso de herramientas informáticas y de

telecomunicaciones para la generación de información, procesamiento de datos

ambientales, almacenamiento de registros históricos y emisión de alertas en caso de

fenómenos climáticos. Esto permitirá mantener un Control Ambiental permanente de

los factores que inciden directamente en el medio ambiente.

Pregunta 5.

Los Sistemas Móviles han evolucionado las Telecomunicaciones y han generado

grandes avances tecnológicos en el desarrollo de aplicaciones que permiten acceder a

53 

 

información y controlar equipos remotamente. ¿Cree usted en la necesidad de

desarrollar un Sistema Móvil que permita capturar remotamente la información generada

por sensores hidrometeorológicos para un mejor control de factores ambientales que

inciden en los diferentes proyectos de Desarrollo Sustentable? ¿Considera importante

que el Sistema Móvil genere alertas tempranas como resultado de cambios bruscos en

el clima y que atenten a la seguridad de los pobladores de los sectores cercanos?

- Objetivo: Identificar la necesidad de desarrollar una aplicación móvil que permita

controlar factores ambientales mediante sensores remotos y generar alertas a través

del uso de actuadores.

- Análisis: De acuerdo a la masificación de teléfonos inteligentes (smartphones) y al

uso de servicios de datos, la sociedad tecnológica ha desarrollado miles de

aplicaciones móviles que permiten administrar, gestionar información y establecer

conectividad remota con diferentes tipos de periféricos a través de la comunicación

inalámbrica. Esto ha permitido generar tecnología para controlar equipos y

dispositivos remotamente por medio de un teléfono, extraer información de sensores

que envíen señal permanentemente a través de un sistema inalámbrico de

comunicaciones y utilizar actuadores en función de los requerimientos de los

sistemas. Por tales motivos se ve la necesidad de aplicar estos recursos tecnológicos

para fortalecer los procesos técnicos en el seguimiento de los Proyectos de

Desarrollo Sustentable vinculados a la producción agrícola de la provincia.

- Conclusión: La Dirección de Desarrollo Sustentable del GADPPz, requiere del

desarrollo de un Sistema Móvil de Alerta Temprana para el Control Ambiental del

componente de Riego y Drenaje & Piscicultura del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza, con el propósito de controlar factores

ambientales mediante sensores remotos y generar alertas a través del uso de

actuadores.

2.3 Propuesta del investigador: modelo, sistema, metodología, procedimiento,

entre otros, que realice el investigador.

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza al asumir las

competencias del Plan Nacional de Riego y Drenaje; mediante el diseño de un Plan

Provincial de Riego y Drenaje, ha identificado las potencialidades y necesidades del

sector productivo para el desarrollo económico y social del sector rural provincial. Esto

54 

 

permitirá incrementar la productividad del sector agropecuario y soberanía alimentaria

a través de la conducción eficiente del recurso hídrico.

Una vez aplicados los métodos, técnicas e instrumentos de investigación se ha podido

determinar la necesidad de desarrollar un Sistema Móvil de Alerta Temprana para el

Control Ambiental del componente de Riego & Drenaje y Piscicultura, perteneciente a

los proyectos dela Dirección de Desarrollo Sustentable del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza; el cual permitirá fortalecer los procesos técnicos

y administrativos, mantener un debido control de los factores abióticos, procesar y

almacenar la información ambiental generada, facilitar la información en tiempo real y

de manera permanente con el propósito de controlar factores ambientales mediante

sensores remotos y generar alertas a través del uso de actuadores.

La presente propuesta está enmarcada en el desarrollo de un Sistema de Comunicación

Remota y el Desarrollo de una Aplicación Móvil Android. El Sistema de Comunicación

Remota está integrada por: una colección de sensores y actuadores que permitirán

generar información de factores ambientales y activar dispositivos electrónicos de alerta,

una placa de hardware libre Arduino UNO R3 que alojará el respectivo programa basado

en java (Processing) y un Shield Arduino GSM/GPRS el mismo que se encargará de

establecer comunicación a la red de telefonía móvil y el envío de datos generados a una

base de datos alojada en un hosting para su almacenamiento y posterior procesamiento

de la información. El Desarrollo de la Aplicación Móvil Android permitirá acceder a la

información alojada en el hosting a través del servicio de datos (Internet), procesar y

controlar la información y generar los respectivos avisos y alertas de activación de

actuadores en respuesta a cambios bruscos en el ambiente.

2.4 Conclusiones parciales del capítulo.

- El Marco Metodológico a través de pasos o procedimientos específicos en la

aplicación de métodos, técnicas e instrumentos ha permitido generar un conjunto de

acciones que han sido debidamente dirigidas a diagnosticar es estado actual de la

situación problémica.

55 

 

- La identificación de los principales factores que intervienen directamente en el objeto

de transformación ha permitido establecer una solución al problema planteado en

función de la hipótesis generada y trazada.

- En el presente capítulo se ha podido identificar la información correspondiente de

cada una de las necesidades y requerimientos generados para solucionar de manera

práctica el problema, demostrados y argumentados en la solución planteada

cumpliendo con los objetivos de la investigación de manera sistematizada.

- Se ha identificado las principales potencialidades y necesidades del sector productivo

para el desarrollo económico y social del sector rural provincial, lo cual permitirá

dinamizar la productividad del sector agropecuario y soberanía alimentaria a través

de la conducción eficiente del recurso hídrico en función del fortalecimiento

metodológico, técnico y tecnológico.

- Una vez aplicados los métodos, técnicas e instrumentos de investigación se ha

podido determinar la necesidad de desarrollar un Sistema Móvil de Alerta Temprana

para el Control Ambiental el cual permitirá fortalecer los procesos técnicos y

administrativos, mantener un debido control de los factores abióticos, facilitar la

información en tiempo real y de manera permanente.

56 

 

CAPITULO III. VALIDACION Y/O EVALUACION DE RESULTADOS

3.1 Modelo, Sistema, Metodología, procedimiento de la aplicación de resultados

de la investigación.

En la actualidad, la economía a nivel mundial se ha visto afectada con la dependencia

de varios países del petróleo. La falta de alternativas que permitan el cambio de la matriz

productiva ha generado retraso de la producción en varios sectores que influyen

directamente en el patrimonio de la economía social de los países exportadores de

petróleo. En nuestro país, los proyectos impulsados para el cambio de la matriz

productiva han abierto la puerta para impulsar políticas económicas basadas en el

desarrollo de energías alternativas y fortalecimiento de la agricultura, es así, que la

empresa pública ha apostado a la generación de soluciones tecnológicas que permitan

mejorar procesos productivos en base al uso de telecomunicaciones e implementación

de soluciones informáticas como recursos tecnológicos en el trabajo de campo.

El Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza, de acuerdo a las

competencias asignadas en la Constitución de la República del Ecuador y en función

del Plan Estratégico de Desarrollo y el Plan de Ordenamiento Territorial, ha desarrollado

un Plan Provincial de Riego y Drenaje que permite incrementar la productividad del

sector agropecuario a través de la conducción eficiente del recurso hídrico, fomentando

así la gestión integral equitativa, eficiente, eficaz y sustentable con enfoques de

seguridad y soberanía alimentaria.

Con el fin de identificar las potencialidades y necesidades del sector productivo en las

actividades agrícolas y pecuarias, el Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de

Pastaza requiere de estimular el sector productivo, mediante la asistencia técnica y la

asignación de recursos económicos y tecnológicos, con el propósito de brindar

respuesta a corto y mediano plazo e implementar sistemas que permitan alertar las

condiciones del suelo, cuencas, subcuencas y microcuencas hidrográficas en zonas de

riesgo con el propósito de crear estrategias territoriales de drenaje, sistemas de

información climática zonal y mecanismos de seguimiento y evaluación de proyectos de

desarrollo sustentable.

La falta de aplicación de Sistemas de Información como soporte tecnológico en los

diferentes procesos de análisis, diseño, seguimiento y evaluación del Plan de Riego y

57 

 

Drenaje Provincial, no ha permito determinar eficientemente los parámetros

hidrometeorológicos de cada uno de los sectores que se encuentran más vulnerables a

los diferentes fenómenos climáticos propios de la Amazonía ecuatoriana, en especial la

presencia del fenómeno del “El Niño”. Para lo cual es muy importante mantener

actualizado la información y registros históricos.

La información generada en todos estos años, ha utilizado mecanismos en desuso,

anticuados y descontinuados; por lo que, es necesario aplicar las nuevas tecnologías

de la información y comunicación en la captura de datos y en la cuantificación

automática de volúmenes de agua en relación a su influencia para el análisis de sus

niveles que influyen en la creación de zonas libres de agua superficial, alternativa de

cultivos, productividad y calidad de producción. Además de la utilización de sistemas

automatizados de control que no han permitido medir y predecir el comportamiento del

agua en el caso de poder generar alertas tempranas, crear planes de contingencia y

gestión de riesgos, tanto para las comunidades y zonas de producción.

3.1.1 Tema de la Propuesta

Sistema Móvil de Alerta Temprana para el Control Ambiental del Componente de Riego

& Drenaje del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza.

3.1.2 Objetivos de la Propuesta

General

- Desarrollar un Sistema Móvil de Alerta Temprana para el Control Ambiental del

Componente de Riego & Drenaje del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial

de Pastaza.

Específicos

- Diseñar un Sistema Electrónico Arduino para el Control Ambiental a través del uso

de sensores, actuadores y shields que permita generar información, transmitir datos

y activar dispositivos electrónicos de alerta.

58 

 

- Diseñar un Sistema de Comunicación GSM/GPRS Arduino que permita establecer

comunicación del Sistema Electrónico Arduino para el Control Ambiental con una

Base de Datos remota alojada en un hosting.

- Desarrollar una Aplicación Móvil Android que permita la integración de las

plataformas heterogenias Arduino - Android para el Control Ambiental.

3.1.3 Sistema

El Componente de Riego & Drenaje y Piscicultura del Gobierno Autónomo

Descentralizado Provincial de Pastaza para el desarrollo y ejecución de proyectos de

Drenaje requiere de información y datos ambientales que permita planificar de manera

eficiente cada una de las actividades en función del estado climático de diferentes

sectores rurales donde intervienen la institución con sus proyectos. Para proceder es

necesario elaborar predicciones del clima, ver la disponibilidad de maquinaria y equipos,

además de contar con los Técnicos responsables de cada uno de los proyectos.

Los principales factores que requiere el Técnico para llevar a cabo un control básico

ambiental son: la humedad del ambiente y del suelo, el PH (medida de acidez o

alcalinidad de una disolución) del suelo y agua, la temperatura ambiental y la pluviosidad

del sector. Estos datos son recolectados de forma manual y empírica en algunos de los

casos, en otras ocasiones son tomadas de forma manual de las estaciones

meteorológicas del GADPPz que están ubicadas en la Estación Biológica “Pindo

Mirador” y Fátima. Esta información corresponde solo a dos zonas específicas de la

provincia, la misma que no refleja la realidad ambiental y climática del resto de la

provincia. Con el fin de recolectar la información ambiental de una manera más

eficiente, utilizar parámetros técnicos bajo normas y estándares, y poder acceder a ésta

de manera permanente en tiempo real, se desarrolló un Sistema Móvil de Alerta

Temprana para el Control Ambiental.

El Sistema Móvil de Alerta Temprana, permite capturar la información ambiental y

climática a través de factores hidrometeorológicos por medio de sensores remotos.

Estos datos son enviados a una base datos alojada en un hosting a través de una placa

de conexión inalámbrica vía GPRS (General Packet Radio Service). La aplicación móvil

desarrollada permite el acceso a la base de datos a través del uso del servicio de

internet, mediante el cual se puede gestionar y administrar la información. Además, en

59 

 

caso de recibir datos fuera de parámetros normales permitirá la activación de actuares

remotos y genera alertas vía GSM al dispositivo móvil con el fin de tomar acciones

tempranas en caso de tormentas e inundaciones y gestionar los respectivos planes de

contingencia con cada una de las diferentes instituciones y organismos de emergencia

y socorro. Debido a que los dispositivos electrónicos requieren de suministro de energía

para su funcionamiento; y en el sector rural la provincia no cuenta con acceso a este

servicio, se usará un sistema de energía alternativa. En éste caso se implementó un

Sistema Fotovoltaico que permite suministrar la energía y potencia requerida para el

funcionamiento del Sistema Móvil de Alerta Temprana.

3.1.4 Recursos

Recursos Humanos

Tabla 3. Recursos Humanos - Análisis de costos.

SISTEMA ARDUINO

Cant. Descripción Actividades Horas Costo H. Costo T.

1 Ing. Electrónico en

Telecomunicaciones (Autor)

- Diseño

- Programación Arduino

- Implementación

24 h 30 $ 720,00

SISTEMA MÓVIL

1 Tlgo. Informática Aplicada / Ing.

Sistemas Informáticos (Autor)

- Diseño

- Desarrollo

- Pruebas

30 h 25 $ 750,00

SISTEMA FOTOVOLTAICO

1 Ing. Electrónico / Eléctrico (Autor) - Diseño

- Implementación

8 h 40 $ 320,00

TOTAL $ 1790,00

Recursos Financieros

Tabla 4. Recursos Financieros – Análisis de costos.

Nº Aporte Tipo Actividades Valor

1 Personal Crédito Diseño, Desarrollo e implementación:

- Sistema de Comunicación Arduino.

- Sistema Móvil.

- Sistema Fotovoltaico.

$ 1600,00

2 Institucional - GADPPz - Aporte Institucional: Transporte y Logística -

TOTAL $ 1600,00

60 

 

Recursos Materiales

Tabla 5. Recursos Materiales – Análisis de costos.

SISTEMA ARDUINO

Cant. Descripción Costo T.

1 Materiales de Oficina $ 25,00

1 Materiales de Electrónica $ 42,00

SISTEMA MÓVIL

1 Materiales de Oficina $ 37,00

SISTEMA FOTOVOLTAICO

1 Materiales de Oficina $ 18,00

1 Materiales Eléctricos $75,00

TOTAL $ 197,00

Recursos Tecnológicos

Tabla 6. Recursos Tecnológicos – Análisis de costos.

SISTEMA ARDUINO

Cant. Descripción Costo T.

1 Sensor de Humedad $ 18,00

1 Sensor de Temperatura $ 16,00

1 Sensor de Pluviosidad $ 22,00

1 Tarjeta Arduino UNO R3 $ 32,00

1 Shield Arduino GSM/GPRS $ 75,00

1 Buzzer $ 12,00

1 Shield de Relés $ 25,00

SISTEMA MÓVIL

1 Computador Portátil $ 980,00

1 Servicio de Internet $ 26,00

SISTEMA FOTOVOLTAICO

1 Banco de Energía Solar Portátil $177,00

TOTAL $ 1.383,00

Resumen de Recursos

Tabla 7. Recursos – Resumen de Análisis de costos.

SISTEMA DE ARLERTA TEMPRANA

Nº Recursos Costo T.

1 Humanos (Autor) $ 1790,00

1 Materiales $ 197,00

1 Tecnológicos $ 1383,00

TOTAL $ 3310,00

61 

 

3.1.5 Factibilidad

Factibilidad Operativa

El presente proyecto de investigación desarrollado permite fortalecer cada uno de los

procesos operativos requerido por los Técnicos del Componente de Riego & Drenaje y

Piscicultura, de acuerdo a los requerimientos funcionales de las actividades ejecutadas

en los diferentes proyectos de Desarrollo Sustentable. El Sistema permite generar los

datos a través de sensores, almacenar la información en una base de datos, acceder a

los datos por medio de una aplicación móvil a través del servicio de internet, y emitir las

respectivas alertas. El Técnico tiene a su disposición un Sistema que le permite

gestionar y administrar la información de manera permanente en tiempo real desde

cualquier parte del mundo.

Factibilidad Técnica

Arduino es una plataforma electrónica integrada por una estructura de hardware y

software flexible y fácil de usar con entradas y salidas analógicas / digitales, cuyo

lenguaje de programación Processing basado en Java permite la interacción con

diferentes shields, sean estos: sensores, actuadores, tarjetas de red, tarjetas

GSM/GPRS/GPS, tarjetas de comunicación inalámbricas (Bluetooth, Infrarrojos, etc.),

entre otros, lo cual permite establecer una comunicación remota a través de los

diferentes servicios de telefonía móvil, brindando la capacidad a los smartphones de

acceder a la información generada de manera eficiente.

Técnicamente al ser un sistema de hardware y software libre, el sistema ofrece

compatibilidad con diferentes productos y marcas en función de los estándares y normas

internacionales de control en el campo de las comunicaciones, además de facilitar la

programación a través de la utilización de comandos AT para la comunicación con

diferentes plataformas de telefonía móvil, tal es el caso de IOs y Android.

Factibilidad Económica

La inversión en la adquisición de productos Arduino; cuya estructura es libre y gratuita,

justifica la aplicación de estos dispositivos en diferentes proyectos electrónicos de

acuerdo a las diferentes funcionalidades que se puede dar a un mismo dispositivo

62 

 

periférico o Shield, lo cual requiere solo de un cambio en la programación del Arduino.

Pese a que los costos no son muy económicos y sus periféricos sean muy escasos en

el país, sus aplicaciones y adaptaciones en el campo de la Automatización, Robótica y

Comunicaciones, han generado un ahorro en comparación con los costos de los

productos comerciales específicos para esas aplicaciones, inclusive en muchos de los

casos mejoran su cualidad, calidad y eficiencia. Además, estos productos de acuerdo

a su funcionalidad, se encuentran disponibles para la elaboración de proyectos de

ciencia y tecnología de estudiantes de primaria, secundaria y superior.

Legal

Arduino en una tarjeta electrónica de Hardware y Software libre, abierto y gratuito al

igual que el Sistema Operativo Android, por lo que no poseen licencias propietarias y se

puede adaptar a las necesidades del usuario, es decir, que los usuarios pueden estudiar,

modificar y mejorar su diseño mediante la disponibilidad de su código fuente.

3.1.6 Descripción de la Propuesta

3.1.6.1 Diseño del Sistema Arduino

El Sistema Arduino para el Control Ambiental está formado por tres componentes: Un

Sistema Fotovoltaico para el suministro de energía renovable, un Sistema Electrónico

Arduino para el control ambiental mediante sensores y actuadores, y un Sistema de

Comunicaciones Arduino GSM/GPRS para la transmisión de datos.

Figura 7. Sistema de Telecomunicaciones Arduino.

63 

 

Sistema Fotovoltaico

La energía renovable utiliza fuentes de energía natural inagotable, ya sea por la gran

cantidad de su existencia o porque son capaces de regenerase de manera natural. El

Sistema de Alerta Temprana al requerir un suministro de energía permanente y debido

a su utilización en sectores rurales donde no hay suministro de energía, utilizó la energía

solar como fuente de alimentación autónoma para el Sistema Arduino. Cabe indicar que

este sistema al ser portátil de bajo consumo requiere de un banco de baterías

alimentado por la energía solar que genere la energía suficiente y abastezca las tarjetas

Arduino, sensores y actuadores.

Banco de Energía Solar Portátil.- Es un conjunto de baterías tipo Li-Po que permite

almacenar energía de dos formas: la primera a través de un panel solar de 1.5W

incorporado en su estructura y la segunda por medio de un conector USB hacia la toma

de energía. Este dispositivo al ser portátil facilita la carga del banco de baterías. Es un

dispositivo compacto y ligero con un diseño robusto ideal para uso exterior, además

posee una gran capacidad de carga ofreciendo suficiente energía para un largo tiempo

de uso. Sus principales características son: batería Li-Polymer battery, carcasa ABS,

capacidad de 300000mAh, V output: 5V/1-2.1A y tamaño: 131mm*80mm*17mm.

Figura 8. Banco de energía solar portátil.

Fuente: www.wish.com

Sistema de Sensores y Actuadores Arduino

El Sistema se sensores y actuadores Arduino es el encargado de generar información

a través del uso de sensores electrónicos que permiten capturar permanentemente

datos de temperatura, humedad y nivel de agua, para posteriormente ser enviados a

una base de datos remota por medio de la red de telefonía móvil. Además, este sistema

permite realizar la activación de actuadores para generar alertas tempranas en caso de

sobrepasar los niveles normales de cada uno de los sensores.

64 

 

Sensores.- Un sensor es un objeto capaz de detectar magnitudes físicas o químicas,

llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Estos

permitirán generar la información de los factores ambientales más importantes para el

Control Ambiental.

- Sensor de detección de Humedad: Es un sensor de humedad simple que se utiliza

para detectar la humedad del suelo, en especial detectar la escasez de agua. La

sensibilidad del sensor puede ser ajustada a través del uso del potenciómetro

incorporado. La tensión del trabajo es de 3.3. a 5 v. Posee doble modo de salida, la

salida digital es sencillo y más preciso de la salida analógica.

Figura 9. Módulo Arduino - Sensor de detección Humedad.

Fuente: www.wish.com

- Sensor de Humedad y Temperatura Relativa (DHT11): Este sensor permite

detectar el entorno circundante de la humedad y la temperatura, adopta un rango de

medición de humedad: 20% -95% con un error de medición de humedad: + -5%;

rango de medición de temperatura: 0 -50; error de medición: + -2 grados. Trabaja con

un voltaje de 3.3 V-5 V.

Figura 10. Módulo Arduino - Sensor de Humedad / Temperatura Relativa.

Fuente: www.wish.com

- Sensor de Nivel de Agua: Sensor de agua o sensor de nivel de agua es un sensor

de reconocimiento de presencia de líquido, que se obtiene por tener una serie de

alambres paralelos o trazas expuestas para el medido de volumen de gotas de agua

con el fin de determinar el nivel del agua. La salida se puede leer directamente del

65 

 

módulo Arduino para conseguir el efecto de alarma de nivel. La Tensión de

funcionamiento es de 3-5V, su corriente de funcionamiento es menos de 20 mA y su

temperatura de funcionamiento es entre 10 -30 con Humedad de 10% a 90%

sin condensación.

Figura 11. Módulo Arduino - Sensor de Nivel de Agua.

Fuente: www.wish.com

Actuadores.- Son dispositivos que tienen la capacidad de transformar energía

hidráulica, neumática o eléctrica en un sistema de activación automatizada como

resultado de un proceso producido generalmente por sensores. Permite también regular

o controlar la activación de dispositivos electrónicos, hidráulicos, neumáticos y/o

eléctricos.

- Buzzer: Considerado un transductor electroacústico, que tiene la capacidad de

producir sonido producto de un zumbido continuo o intermitente agudo. El tipo de

timbre es piezoeléctrico y su nivel de presión sonora es de 95dB. La tensión de

funcionamiento varía entre 6 – 15 V, con un máximo de corriente de 10mA.

Figura 12. Módulo Arduino – Buzzer (Zumbador).

Fuente: www.wish.com

- Relé (Optoacoplador de 8 canales): Es un módulo de 8 relés de 5V. Se trata de

una placa de interfaz de relé de 8 canales, que puede ser controlado directamente

por una amplia gama de microcontroladores tales como Arduino, AVR, PIC, ARM,

PLC, etc. También es capaz de controlar varios aparatos y otros equipos con

corriente grande. El Relé de contacto tiene una salida máxima de 250VAC - 10A y

30VDC - 10A. Su Interfaz estándar se puede conectar directamente con los

66 

 

microcontroladores. Ampliamente utilizado para todo el control de MCU, el sector

industrial, el control del PLC, el control del hogar inteligente.

Figura 13. Módulo Arduino – Relé (Optoacoplador de 8 canales)

Fuente: www.wish.com

Sistema de Comunicación GSM/GPRS Arduino

Arduino es capaz de interactuar en función de hardware y software con tarjetas de

expansión denominadas shields, permite crear sistemas completos basados en

funcionalidades de periféricos de expansión, en telecomunicaciones, control, potencia,

entre otros. Por tal motivo, el uso de un Shield GSM/GPRS permite establecer un

sistema de comunicación entre los sensores y un webservice a través de un a base de

datos alojado en un hosting privado. Este Shield mediante comandos nativos AT captura

los datos generados por Arduino, establece comunicación http con el hosting y almacena

sus datos en la base de datos utilizando la red de telefonía móvil GSM (Sistema Global

para comunicaciones Móviles) para establecer la comunicación y GPRS (Servicio

General de Paquetes vía Radio) para el envío respectivo de datos.

Shield Arduino SIM900 GSM/GPRS.- Tarjeta de Expansión de comunicación

inalámbrica con antena SIM900 compatible con Arduino UNO. GPRS proporciona una

manera de comunicarse a través de la red de telefonía celular GSM, permite lograr SMS,

MMS, GPRS y audio a través de UART mediante el envío de comandos AT. Trabaja en

Quad-Band 850/900/1800/1900 MHz compatible en redes GSM de todos los países del

mundo, posee múltiples ranuras 10/8, estación móvil GPRS clase B y cumple con la

norma GSM fase 2/2 + Clase 4 (2 W @ 850/900 MHz) Clase 1 (1 W @ 1800 / 1900MHz)

de control a través de comandos estándar y comandos AT. Permite el envío de

pequeñas cantidades de datos a través de la red (ASCII / hexadecimal). TCP Embedded

/ UDP apilamiento permite cargar datos a un servidor web.

67 

 

Figura 14. Módulo Arduino – Sim900 GSM / GPRS

Fuente: www.wish.com

3.1.6.2 Webservices

Un servicio web es el producto vinculado de estándares y protocolos, que a través de

una aplicación desarrollada en cualquier lenguaje de programación intercambian datos

sobre una plataforma determinada cuyo acceso a sus servicios se lo hace por medio de

una red de datos y/o internet en la cual se envían parámetros a un servidor donde se

encuentra alojado el servicio web para su respuesta a la petición efectuada por un

dispositivo o equipo remoto.

Figura 15. Web Service.

Fuente: www.culturacion.com

Un servicio web es el producto vinculado de estándares y protocolos, que a través de

una aplicación desarrollada en cualquier lenguaje de programación intercambian datos

sobre una plataforma determinada cuyo acceso a sus servicios se lo hace por medio de

una red de datos y/o internet en la cual se envían parámetros a un servidor donde se

encuentra alojado el servicio web para su respuesta a la petición efectuada por un

dispositivo o equipo remoto.

68 

 

Para el desarrollo de un webservices, el diseñador debe tomar en cuenta algunos

factores que inciden directamente en su desarrollo; es así, la necesidad de establecer

en primer lugar la arquitectura que resulte más apropiada para el sistema en función de

las necesidades de uso y requerimientos técnicos del mismo para su ejecución y puesta

en marcha. En segundo lugar; una vez establecida la arquitectura, se debe definir que

técnica de arquitectura de software orientada al desarrollo de webservices (SOAP -

REST) es la más óptima o apropiada para la transmisión de datos y operaciones a

desarrollar en función del rendimiento de la aplicación.

REST, Representational State Transfer (Transferencia de Estado Representacional) se

ha convertido hoy en día se ha constituido como la alternativa más fácil de usar y más

simple que SOAP (Simple Object Access Protocol) debido a que éste define sus

operaciones como puertos a los servicios web basados en el Lenguaje de Descripción

de Servicios Web (WSDL - Web Services Descripcion Language) y no en función los

recursos específicos como lo hace REST. REST maneja una arquitectura de software

para sistemas distribuidos centrado en el uso de estándares HTTP y XML para la

transmisión de datos de forma directa, cuyas operaciones se solicitan mediante los

métodos GET, POST, PUT y DELETE. El cliente REST puede ser un script PHP que

utilice cURL para realizar peticiones.

Un servicio web es desarrollado en base a las distintas funcionalidades por la cuales se

permite obtener datos del servidor en tiempo real, mismo que requiere de una estructura

de programación de características dinámicas que permitan incorporar un lenguaje de

entorno web que permita la gestión HTTP en cada una de las operaciones desde el lado

del servidor y que estas sean semejantes a las operaciones CRUD de la base de datos

en las peticiones de servicio. PHP (Personal Home Page) es uno de los lenguajes script

más populares en el mundo y uno de los más utilizados para realizar llamadas a web

services en función de sus características fundamentales como: velocidad, estabilidad,

seguridad y simplicidad, además de ser un lenguaje OpenSource, multiplataforma,

multimotor y tener una sintaxis simple.

Un Servicio Web pose una estructura que tiene una interfaz basada en formato estándar

fáciles de interpretar por parte de máquinas y dispositivos móviles de diferentes

plataformas para el intercambio de información con la base de datos mediante XML o

JSON (JavaScript Object Notation) en aplicaciones web basadas en Java y PHP, en la

que JSON representa un formato más ligero que XML, haciéndolo más rápido y

69 

 

consumir menos ancho de banda, es decir, permitirá mejorar el rendimiento y disminuir

la cantidad de datos que se envía y recibe cuando se disponga de escasos recursos,

como es el caso de dispositivos móviles.

Figura 16. Servicio Web RESTful Para Android Con Php, Mysql y Json.

Fuente: www.stackoverflow.com

3.2 Análisis de los resultados finales de la investigación.

3.2.1 Sistema Arduino

3.2.1.1 Diseño y Desarrollo del Sistema Electrónico

Sensor de detección de Humedad

El sensor de humedad de suelo (Módulo FC-28); también conocido como higrómetro,

permite medir el nivel de humedad del suelo en referencia al nivel de humedad

ambiente. Es un sensor que por lo general se utiliza en Sistemas de Riego e

Invernaderos con el fin de medir la conductividad del suelo y escases de agua, es decir,

si el suelo se encuentra húmedo la conductividad del mismo será mayor (0 – 100%), y

en caso de que el suelo se encuentre seco menor será la conductividad del suelo (1023

– 0%). El umbral de medición depende de la sensibilidad ajustada con el potenciómetro

de la tarjeta comparador LM393 (módulo de medición), la cual permite también generar

valores analógicos o digitales.

El circuito está compuesto por una Tarjeta Arduino UNO, un módulo comparador LM393

y un módulo sensor de humedad FC-28. La salida del sensor no posee polaridad; razón

por la cual se conecta directamente al módulo comparador. El módulo comparador

70 

 

posee tres salidas: 5v -VCC, GND, una salida digital D0 y una salida analógica A0; las

mismas que correspondientemente deben ser conectadas al Arduino UNO.

Figura 17. Diagrama de conexión - Módulo de Medición y Sensor de Humedad.

Fuente: www.madnesselectronics.com

Figura 18. Programa Arduino - Sensor de detección de Humedad (Ejemplo).

Figura 19. Monitor Serial - Sensor de detección de Humedad (Ejemplo).

71 

 

Figura 20. Funcionamiento - Módulo de Medición y Sensor de Humedad.

Sensor de Humedad y Temperatura Relativa (DHT11)

Este sensor permite detectar la temperatura y humedad ambiente, de 0º a 50º con el 5%

de precisión y la humedad en un rango de 20% a 80% con un 5% de precisión, con

resultados en formato digital. El circuito está compuesto por el sensor DHT11 y un

Arduino UNO. Posee tres pines de entrada: 5v -VCC, GND y un pin de datos digital.

Estos deben estar conectados adecuadamente con el Arduino UNO.

Figura 21. Diagrama de conexión - Sensor de Humedad y Temperatura.

Fuente: www.iescamp.es

72 

 

Figura 22. Programa Arduino - Sensor de Humedad y Temperatura DHT11 (Ejemplo).

Figura 23. Monitor Serial - Sensor de Humedad y Temperatura DHT11 (Ejemplo).

Figura 24. Funcionamiento - Sensor de Humedad y Temperatura DHT11.

73 

 

Sensor de Nivel de Agua

El sensor tiene alimentación de 5V - 3,3V en los pines VCC y GND. El pin S entrega un

valor analógico comprendido entre VCC y GND. De manera que se usa el

pin S conectándolo como entrada analógica en el Arduino UNO, el valor que se lee será

mayor en función de la superficie del sensor que se encuentre cubierto de agua. Esto

se debe a que el agua se comporta como un conductor, teniendo en cuenta que el agua

que se use en los depósitos prefabricados no será agua pura; sino, que será el agua de

lluvia producto de las precipitaciones almacenada en un sistema de recolección que

permita medir el nivel de agua y agregar elementos electrolíticos para su conducción.

Figura 25. Diagrama de conexión - Sensor de Nivel de Agua.

Fuente: www.prometec.net

Figura 26. Programa Arduino - Sensor de Nivel de Agua (Ejemplo).

74 

 

Figura 27. Monitor Serial - Sensor de Nivel de Agua (Ejemplo).

Figura 28. Funcionamiento - Sensor de Nivel de Agua.

Buzzer

La conexión de un Buzzer es simple, basta conectar el pin negativo a GND y el pin

positivo al pin 9 del Arduino UNO. Se debe tener en cuenta que hay que ser cuidadosos

al momento de conectar la polaridad del dispositivo y asegurarse de conectarlos

correctamente. Dependiendo del tipo de alimentación analógica o digital el

piezoeléctrico vibrará o emitirá un sonido generando tonos audibles dependiendo del

tipo de tensión eléctrica. Para su conexión se necesita usar un pin PWM (pin 9) porque

es la alternancia entre HIGH y LOW lo que produce el efecto piezoeléctrico.

Figura 29. Diagrama de conexión - Buzzer.

Fuente: www.iescamp.es

75 

 

Figura 30. Programa Arduino - Buzzer (Ejemplo).

Figura 31. Funcionamiento - Buzzer.

Relé (Optoacoplador de 8 canales)

El manejo del módulo relé es sencillo y permite controlar el encendido y apagado de

cualquier dispositivo que se conecte a una fuente de alimentación eléctrica externa. El

relé hace de interruptor y se activa/desactiva mediante una entrada de datos. Existe

relés de 1, 2, 4, 8, etc. canales, la diferencia entre ellos es el número de pines de datos

de entrada que tienen por cada canal. A parte del pin que controla al relé, el módulo

viene con 2 entradas que suelen estar situadas a cada uno de los extremos de la fila de

pines de entrada, uno es GND y otra VCC. Hay varios modelos con distintos voltajes de

entrada.

76 

 

Figura 32. Diagrama de conexión - Relé.

Fuente: arubia45.blogspot.com

Figura 33. Programa Arduino - Relé (Ejemplo).

Figura 34. Monitor Serial - Relé (Ejemplo).

77 

 

Figura 35. Funcionamiento - Relé.

Shield Arduino SIM900 GSM/GPRS

Proporciona una manera de comunicarse a través de la red de telefonía celular GSM,

permitiendo comunicación SMS, MMS, GPRS y audio a través de UART mediante el

envío de comandos AT, además admite el envío de pequeñas cantidades de datos a

través de la red permitiendo cargar datos a un servidor web a través de una webservices.

Figura 36. Diagrama de conexión – Shield GSM/GPRS.

Fuente: www.watterott.com

Figura 37. Programa Arduino – GSM/GPRS – (Ejemplo: Setup / Loop).

78 

 

Figura 38. Programa Arduino – GSM/GPRS – (Ejemplo: Conexión Hosting).

Figura 39. Monitor Serial – GSM/GPRS (Ejemplo: Conexión Hosting).

79 

 

Figura 40. Funcionamiento – GSM/GPRS.

3.2.1.2 Funcionamiento y Fase de Pruebas

Una vez desarrollado cada una de las aplicaciones Android para el funcionamiento de

cada uno de los sensores, actuadores y haber establecido conexión entre del circuito

Arduino y el Hosting a través del Shield GSM/GPRS, se procede a integrar cada uno de

ellos en una sola aplicación, con el fin de establecer el diseño definitivo con su respectiva

programación Arduino, enlazar cada uno de los dispositivos periféricos e interconectar

sus respectivos circuitos con el propósito de transferir la información generada a una

base de datos alojada en el hosting. Para ello se analiza el siguiente programa:

#include <SoftwareSerial.h>

Se declara la librería con el fin de dar soporte para permitir la comunicación serie del

hardware del chip ATega y los pines de comunicación, en especial los pines 0 y 1 y

demás pines digitales.

#include <DHT11.h>

int pin=4;

DHT11 dht11(pin);

int err;

float temp, hum;

Se declara la librería para establecer la comunicación entre el hardware del sensor de

temperatura y humedad DHT11y obtener la información generada. Se define el puerto

4 como entrada del sensor de humedad y temperatura en la variable pin. Mediante la

función DHT11 se captura la información generada por el sensor a través del puerto

asignado a pin. Se declara la variable err para asignar el valor por defecto en caso no

80 

 

establecer conexión del sensor. Se define las variables flotantes temp y hum para

almacenar los datos generados por el sensor de temperatura y humedad

respectivamente.

SoftwareSerial SIM900(2, 3);

Asigna los puertos 2 y 3 para establecer la conectividad del Shield GSM/GPRS.

#define sensor A0

float hums;

Definimos el Pin analógico A0 para receptar la información del sensor de humedad de

suelo y declaramos la variable flotante hums para almacenar el valor generado.

const int myRelee = 5;

Asignamos el puerto 5 para el funcionamiento del relé en la constante myRelee.

const int analogInPin = A1;

float agua;

Asignamos el pin A1 analógico como entrada del sensor de nivel de agua, para luego

esta información ser almacenada en la variable flotante agua.

int sal1=0, sal2=0;

Se declara e inicializa variables que permitirán enviar información de actividad o estado

de los actuadores al hosting.

void setup() {

pinMode(9, OUTPUT);

pinMode(myRelee, OUTPUT);

pinMode(sensor, INPUT);

SIM900.begin(19200);

Serial.begin(19200);

Serial.print("power up" );

delay(30000); }

Void setup(), es una función que encierra un bloque de instrucciones o declaraciones

orientada a la configuración, al pin 9 declara como salida para el pin del Buzzer, se

declara como salida al pin5 para uso del relé, se inicializa el pin de la entrada sensor

para la captura de datos del sensor de humedad del suelo, SIM900.begin inicializa la

81 

 

conexión GSM/GPRS, Serial.begin inicializa la conectividad de los puertos serie. Una

vez establecida la conectividad se imprime en el monitor serial el procedimiento de

encendido de la conexión GSM/GPRS esperando 30 segundos para establecer el

enlace.

void loop() {

Contiene el programa mismo que se ejecutará cíclicamente.

if((err = dht11.read(hum, temp)) == 0)

{ Serial.print("Temperatura: ");

Serial.print(temp);

Serial.print(" Humedad: ");

Serial.print(hum);

Serial.println(); }

else

{ Serial.println();

Serial.print("Error Num :");

Serial.print(err);

Serial.println(); }

delay(1000);

Captura el registro de loos datos generados por el sensor de temperatura y humedad

DHT11. Valida su conectividad, y en caso de no haber conexión emite el mensaje de

error. Posteriormente efectua una pausa de un segundo.

hums = map(analogRead(sensor), 0, 1023, 100, 0);

Serial.print("Humedad: ");

Serial.print(hums);

Serial.println("%");

delay(1000);

Efectúa la lectura del sensor de humedad del suelo, cuyos valores hace referencia al

valor mínimo, valor máximo, valor mínimo a convertir y valor máximo a convertir todo de

acuerdo a los niveles de humedad, ya sea, suelo mojado, húmedo o seco. Estos datos

posteriormente son almacenados en la variable hums, se imprime en pantalla y espera

un segundo.

agua = ((analogRead(analogInPin))*100/1024);

82 

 

Serial.print("Sensor agua = " );

Serial.print(agua);

Serial.println("%");

delay(1000);

Permite leer el valor analógico del sensor de agua a través del puerto A1 asignado a

analoglnPin. Este Valor es calculado a través de la fracción 1024 de valor máximo que

se utiliza para determinar la cantidad posible de agua. La variable agua almacena los

datos recolectados para posteriormente ser impresos y esperar un segundo.

if((temp > 31.0) or (temp < 15.0))

{ sal1=1;

analogWrite(9, 20); //Activa buzzer }

if((hum > 95.0) or (temp < 40.0))

{ sal1=2;

analogWrite(9, 20); //Activa buzzer }

if((hums > 50.0) or (hums < 80.0))

{ sal1=3;

analogWrite(9, 20); //Activa buzzer }

if((agua > 31.0) or (agua < 15.0))

{ sal1=4;

sal2=1;

analogWrite(9, 20); //Activa buzzer

digitalWrite(myRelee, HIGH); //Activa rele }

delay(1000);

Activa el Buzzer dependiendo de las condiciones que se den en cada uno de los

sensores: temperatura y humedad ambiental, humedad de suelo, nivel de agua; en las

cuales se ha establecido parámetros técnicos para determinar los diferentes niveles

críticos de funcionamiento de cada sensor en base a los efectos atmosféricos y

ambientales se saturación mínima y máxima.

Serial.println("SubmitHttpRequest - started" );

SubmitHttpRequest();

Serial.println("SubmitHttpRequest - finished" );

Llama a la función que permite establecer el inicio y fin de la conexión entre el Arduino

y el hosting utilizando el Shield GSM/GRPS.

83 

 

analogWrite(9, 0);

digitalWrite(myRelee, LOW);

delay(10000); }

Una vez que finalizado la conexión GSM/GPRS con el hosting analogWrite y digitalWrite

permite apagar el Buzzer y el relé en caso de haber sido activados respectivamente de

acuerdo a las condicionales anteriormente descritas.

void SubmitHttpRequest() {

Función de conectividad Arduino – Hosting

SIM900.println("AT+CSQ");

delay(100);

ShowSerialData();

Permite verificar la calidad de la señal y muestra datos.

SIM900.println("AT+CGATT?");

delay(100);

ShowSerialData();

Junta o desvincula el soporte GPRS y muestra los datos.

SIM900.println("AT+SAPBR=3,1,\"CONTYPE\",\"GPRS\"");

delay(1000);

ShowSerialData();

Establece el tipo de conexión que está usando GPRS.

SIM900.println("AT+SAPBR=3,1,\"APN\",\"CMNET\"");

delay(4000);

ShowSerialData();

Configura la cadena del nombre del punto de acceso para establecer la conexión.

SIM900.println("AT+SAPBR=1,1");//setting the SAPBR

delay(2000);

ShowSerialData();

Configuración del SAPBR para la conectividad con el hosting.

SIM900.println("AT+HTTPINIT");

84 

 

delay(2000);

ShowSerialData();

Inicializa la conexión Arduino – http.

SIM900.print("AT+HTTPPARA=\"URL\",\"up61.org/write_data.php?data1=");

SIM900.print(temp); SIM900.print("&");

SIM900.print("data2=");

SIM900.print(hum); SIM900.print("&");

SIM900.print("data3=");

SIM900.print(hums); SIM900.print("&");

SIM900.print("data4=");

SIM900.print(agua); SIM900.print("&");

SIM900.print("data5=");

SIM900.print(sal1); SIM900.print("&");

SIM900.print("data6=");

SIM900.print(sal2); SIM900.println("\"");

delay(1000);

ShowSerialData();

Configuración http para el envío de parámetros al hosting mediante php y utilizando

método get.

SIM900.println("AT+HTTPACTION=0");

delay(10000); ShowSerialData();

Envía la solicitud de conexión y envío de parámetros al hosting.

SIM900.println("AT+HTTPREAD");

delay(300); ShowSerialData();

SIM900.println(""); delay(100); }

Lee los datos del sitio web al que se accede.

void ShowSerialData() {

while(SIM900.available()!=0)

Serial.write(char (SIM900.read())); }

Función que permite la lectura recurrente de la conexión GSM/GPRS.

85 

 

Figura 41. Diseño Arduino.

3.2.2 Webservices

3.2.2.1 Modelo Lógico de Datos

Figura 42. Modelo Lógico de Datos.

86 

 

3.2.2.2 Modelo Físico de Datos

Figura 43. Modelo Físico de Datos.

3.2.2.3 Diseño de la Base de Datos

Script:

drop table if exists ENT_DAT;

drop table if exists ENT_SEN;

drop table if exists ENT_USU;

/*==============================================================*/

/* Table: ENT_DAT */

/*==============================================================*/

create table ENT_DAT

( DAT_COD numeric(8,0) not null,

SEN_COD numeric(8,0) not null,

DAT_TEM float not null,

DAT_HUM float not null,

DAT_HUM_SUE float not null,

DAT_NIV_AGU float not null,

DAT_REL numeric(8,0),

DAT_BUZ numeric(8,0),

DAT_FEC date not null,

DAT_HOR time not null,

primary key (DAT_COD, SEN_COD))

type = InnoDB type = InnoDB;

87 

 

alter table ENT_DAT comment 'Registro de datos emitidos por el sistema arduino.';

/*==============================================================*/

/* Table: ENT_SEN */

/*==============================================================*/

create table ENT_SEN

( SEN_COD numeric(8,0) not null,

SEN_NOM text not null,

SEN_SEC text not null,

SEN_DES text,

SEN_OBS text,

primary key (SEN_COD))

type = InnoDB type = InnoDB;

alter table ENT_SEN comment 'Datos de información del sensor.';

/*==============================================================*/

/* Table: ENT_USU */

/*==============================================================*/

create table ENT_USU

( USU_COD numeric(8,0) not null,

USU_USU text not null,

USU_PAS text not null,

USU_EMA text,

USU_ORG text,

USU_PAI text,

USU_CIU text,

USU_FEC datetime,

primary key (USU_COD))

type = InnoDB type = InnoDB;

alter table ENT_USU comment 'Registro de ususario para el uso de la aplicación.';

alter table ENT_DAT add constraint FK_REL_DAT_SEN foreign key (SEN_COD)

references ENT_SEN (SEN_COD) on delete restrict on update restrict;

Para la creación de la base de datos, se accede al hosting contratado ingresando el

usuario y contraseña asignado: Control Panel URL: https://up61.org:2083/

88 

 

Figura 44. Control Panel URL.

Una vez ingresado al Panel de Control, se ingresa a opción Base de Datos MySQL para

la creación de la base de datos del sistema (uporg_arduino), creación de usuarios

MySQL (uporg_arduino) y la asignación de usuarios a la base de datos.

Figura 45. Creación Base de Datos y Usuario – Hosting.

Luego de la creación de la base de datos, en el menú principal se accede a la opción

“phpMyAdmin” para la gestión de la base de datos “uporg_arduino”, en la cual se

procederá a ingresar el scrip del archivo SQL del diseño de la base de datos generado

del modelo físico de datos en power designer.

89 

 

Figura 46. Ejecución Script para creación de Tablas - phpMyAdmin.

Figura 47. Creación de Tablas - phpMyAdmin.

3.2.2.4. Desarrollo Webservices

Una vez creada y gestionada la base de datos, se procede a desarrollar los archivos

php para la integración de las plataformas heterogenias Arduino y Android. Estos scripts

permiten establecer la conexión y envío de la información generada por el Sistema

Arduino y establecer conexión con una Aplicación Móvil en Android para el acceso a la

información generada y almacenada en la base de datos del hosting.

Conexión Arduino

Para establecer la conexión de la base datos del hosting con el Sistema Arduino se

desarrolló un archivo php que permite utilizar el método GET para el envío de datos. La

información se adjunta en el URL mediante un esquema nombre/valor la cual será visible

una vez que la página sea cargada. Los datos que se envía al servidor por medio del

método GET se concatena con el signo de interrogación “?” que inicializa la cabecera

de envío de datos a la base datos situado en él hosting y para enviar varios parámetros

se los separa con el signo ampersand “&”.

90 

 

Figura 48. Conexión Arduino – Base de Datos (arduino.php).

Conexión Android

Para que la aplicación móvil pueda acceder a la información del servidor se ha

desarrollado archivos php que permiten la conexión con la base de datos y acceder a la

información mediante vistas y/o consultas, para esto se ha utilizado el método GET y

POST. PHP facilita el uso de librerías y opciones que permite utilizar la notación de

objetos JSON, el mismo que muestra el modo de producir una cadena de con notación

JSON a partir de variables y objetos PHP con las funciones Json.

Figura 49. Conexión Android – Base de Datos (login.php).

Figura 50. Conexión Android – Base de Datos (db.php).

91 

 

Figura 51. Consulta – Base de Datos (consultar.php).

Figura 52. Consulta Android – Base de Datos (vconsultar.php).

Figura 53. Consulta Android – Base de Datos (fecha.php).

Figura 54. Consulta Android – Base de Datos (sensor.php).

92 

 

Figura 55. Consulta Android – Base de Datos (vfecha.php).

Figura 56. Consulta Android – Base de Datos (vsensor.php).

Aplicación Android

La aplicación móvil desarrollada en Android permite acceder a los servicios web e

integrarse a la plataforma Arduino para obtener la información generada por el circuito

Arduino de Alerta Temprana y transmitida por la red de telecomunicaciones GSM/GPRS

a una base de datos de un servidor remoto. La aplicación Android comprende en una

primera instancia, a la autenticación de un usuario para el acceso a la información

generada por el sistema. Para esto se utilizó la plataforma móvil Firebase que permite

desarrollar aplicaciones de alta calidad y rapidez, la misma que contiene funciones

complementarias que se pueden combinar y adaptar de acuerdo a las necesidades del

sistema. Entre ellas tenemos: Analitics, Cloud Messaging, Authentication, Realtime

Database, Storage, Hosting, Remote Config, Test Lab, y Crash Reporting.

93 

 

La mayoría de las apps deben reconocer la identidad de un usuario. El reconocimiento

de la identidad permite a una app guardar datos de este de manera segura en la nube

y brindar la misma experiencia personalizada en todos sus dispositivos. Firebase

Authentication proporciona servicios de backend, SDK fáciles de usar y bibliotecas de

IU ya hechas para autenticar usuarios en tu app. Admite autenticación con contraseñas,

proveedores de identidades federadas populares, como Google, Facebook y Twitter, y

más opciones. Se integra estrechamente con otros servicios de Firebase y aprovecha

estándares industriales como OAuth 2.0 y OpenID Connect. Por lo tanto, se puede

integrar fácilmente con tu backend personalizado.

Para iniciar la sesión de un usuario en la app, primero debe recibirse credenciales de

autenticación. Estas credenciales pueden ser la dirección de correo electrónico y

contraseña del usuario o un token OAuth de un proveedor de identidades federadas.

Luego, se pasa estas credenciales al Firebase Authentication SDK. Los servicios de

backend verifican las credenciales y devuelven una respuesta al cliente. Después del

acceso exitoso, se puede acceder a la información de perfil básica del usuario y controlar

el acceso por parte del usuario a los datos almacenados en otros productos de Firebase.

También se puede usar el token de autenticación proporcionado para verificar la

identidad de los usuarios en los servicios de backend. De forma predeterminada, los

usuarios autenticados pueden leer y escribir datos en la Firebase Realtime Database y

el Firebase Storage. Se puede controlar el acceso de usuarios modificando Firebase

Database Rules y Storage Security Rules (Firebase, 2017).

Figura 57. Firebase – Consola de Proyectos.

94 

 

Figura 58. Firebase – Proyecto SATAM (Aplicación Móvil).

Figura 59. Autenticación Firebase – Método de Acceso Google.

Figura 60. Aplicación Android – Autenticación Google (Firebase).

95 

 

Una vez efectuada en primera instancia la Autenticación de Usuario utilizando el método

de acceso Google de Firebase, se desarrolló la interfaz que permite obtener la

información ambiental del Sistema de Alerta Temprana almacenada en el servidor

remoto (hosting), a través del web services y los archivos php alojados en el hosting,

que mediante el método GET y POST, se obtiene información de todos los registros

generados, registros de actividad en función de una búsqueda del sensor activo y de

registros de acuerdo una fecha requerida. La información que corresponde a cada uno

de los registros hace referencia a:

- Número de Registro (N.º).- Es la cantidad de registros generado por el Sistema de

Alerta Temprana. Dependiendo de la latencia del sistema de comunicación

GSM/GPRS puede generar entre uno a dos registros por minuto. Cabe indicar que

los tiempos de respuesta del sistema integra tiempos de conexión y envío de datos

entre el sistema Arduino y la base de datos remota.

- Sistema de Sensores (Sen).- Es el código del sistema de sensores asignado para

la captura de datos ambientales de acuerdo al lugar o sector donde se encuentran.

- Sensor de Temperatura (ºC).- Corresponde a la información en grados centígrados

generada por el sensor de temperatura DTH11. Una vez registrada su actividad el

Sistema Arduino en caso obtener niveles críticos de temperatura emite un mensaje

de texto al número registrado del administrador/es del sistema.

- Sensor de Humedad (%H).- Corresponde a la información en porcentaje generada

por el sensor de humedad del DTH11. Cabe indicar que este sensor cuantifica la

humedad del ambiente en el que se encuentra. Una vez registrada su actividad el

Sistema Arduino en caso obtener niveles críticos de humedad emite un mensaje de

texto al número registrado del administrador/es del sistema.

- Sensor de Humedad del Suelo (%HS).- Corresponde a la información en porcentaje

generada por el sensor de humedad del suelo. Una vez registrada su actividad el

Sistema Arduino en caso obtener niveles críticos de humedad del suelo emite un

mensaje de texto al número registrado del administrador/es del sistema.

- Sensor de Nivel de Agua (%HS).- Corresponde a la información en porcentaje

generada por el sensor de nivel de agua. Este determina la cantidad porcentual de

agua acumulada, la misma que permite identificar niveles críticos de agua. Una vez

registrada su actividad el Sistema Arduino; en caso obtener niveles críticos de nivel

agua, genera actividad en el Actuador Relé y Buzzer.

- Actividad de Actuador – Relé (Rel).- Corresponde a la actividad de un relé como

actuador que permite generar la apertura de compuertas de drenaje (0 = niveles

96 

 

normales, 1 = niveles críticos). Su actividad (1) es en función de detectar niveles

críticos de agua; ya sea, en caso de sequía o posibles inundaciones. Una vez

registrada su actividad el Sistema Arduino emite una llamada telefónica y un mensaje

de texto al número registrado del administrador/es del sistema.

- Actividad de Actuador – Buzzer (Buz).- Corresponde a la actividad de un Buzzer

como actuador que permite generar una alerta (Sirena de emergencia) en el sector

donde se encuentre el sistema (0 = inactivo, 1 = activo). Su actividad (1) es en función

de detectar niveles críticos de agua en posibles inundaciones. Una vez registrada su

actividad el Sistema Arduino emite una llamada telefónica y un mensaje de texto al

número registrado del administrador/es del sistema.

- Fecha del Registro (Fecha).- Registra la fecha en el cual fue generado del registro

de los datos del Sistema Arduino.

- Hora del Registro (Hora).- Registra la hora en el cual fue generado del registro de

los datos del Sistema Arduino.

Figura 61. Aplicación Android – Registros y Consultas.

3.3 Conclusiones parciales del Capítulo

- El aporte teórico se encuentra directamente relacionado al desarrollo de un Sistema

Móvil de alerta temprana y la utilización de equipos y dispositivos electrónicos para

la generación de datos y alertas, mediante el uso de sensores y varias plataformas

de hardware de código abierto basadas en sencillas placas con entradas y salidas

97 

 

analógicas y digitales en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de

programación Processing (Arduino).

- Está fundamentado teóricamente en base al desarrollo de una aplicación móvil para

sistemas operativos Android y su interacción remota con Shields GSM/GPRS de

comunicación inalámbrica móvil para tarjetas Arduino como aporte novedoso,

además del estudio bibliográfico como aporte técnico y metodológico del proceso de

obtención y análisis de información hidrometeorológica del componente de Riego,

Drenaje y Piscicultura del Gobierno Provincial de Pastaza.

- El desarrollo de la propuesta posee un significado práctico debido al desarrollo de un

Sistema Móvil integral y eficiente, con la capacidad de establecer una comunicación

remota en tiempo real ubicada en los sectores rurales de la provincia mediante el uso

de la Red de Telefonía Móvil de las empresas de Telecomunicaciones que brindan

servicios de Datos y Telemetría, facilitando la transmisión de la información

hidrometeorológica generada y emisión de alertas automáticas.

- Como novedad científica de la propuesta se puede señalar el desarrollo de una

aplicación móvil para sistemas operativos Android y la conectividad remota con

dispositivos autónomos de hardware libre mediante el uso de una plataforma Arduino

de bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños, además el uso del

Shield Arduino SIM900 GSM / GPRS que permite la conexión a Internet mediante la

red inalámbrica GPRS, conectando el módulo en la placa Arduino Leonardo con la

tarjeta SIM del operador que ofrece cobertura GPRS.

98 

 

CONCLUSIONES

De acuerdo a la propuesta anteriormente descrita, el desarrollo de un Sistema Móvil de

Alerta Temprana ha permitido mejorar el Control Ambiental del componente de Riego,

Drenaje y Piscicultura del Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Pastaza,

en los siguientes aspectos:

- El uso de la plataforma Arduino permitió generar información ambiental mediante el

uso de sensores y almacenarlos en un servidor remoto (hosting) en función del uso

de tecnología de telecomunicaciones GSM/GPRS.

- A través de la aplicación de un webservice se ha podido integrar las plataformas

heterogéneas Arduino y Android mediante una aplicación móvil que permite controlar

la información ambiental para un Sistema de Alerta Temprana.

- A través de la implementación de sistemas automatizados de control basados en

hardware libre, se ha predecido el comportamiento del agua para poder generar

alertas de inundación y crear planes eficientes de canalización y drenaje en áreas

afectadas de alto riesgo, tanto para las comunidades y zonas de producción.

- La captura datos y la cuantificación de volúmenes de agua en relación a su influencia

ha permitido analizar el estado de sus niveles los cuales influyen en la creación de

zonas libres de agua superficial, alternativa de cultivos, productividad y calidad de

producción.

- Se ha fortalecido la aplicación de mecanismos de gestión de riesgos en las

comunidades y sectores rurales permitiendo, además identificar las acciones en

relación a mitigación, contingencia, seguimiento y/o control del impacto climático y

sus efectos.

- Se ha determinado en tiempo real los parámetros ambientales que permiten entregar

información hidrometeorológica de los sectores más vulnerables ante fenómenos

climáticos como el de “El Niño”.

- La implementación de sistemas tecnológicos modernos como parte del proceso de

transferencia de tecnología institucional, ha permitido facilitar los procesos de

recolección, almacenamiento, procesamiento y búsqueda de información

hidrometeorológica para la gestión de riesgos provincial así también como fuente

bibliográfica de diseño de planes, proyectos productivos y de ingeniería civil a las

organizaciones campesinas y comunidades de la provincia.

99 

 

RECOMENDACIONES

- Con el fin de identificar las potencialidades y necesidades del sector productivo en

las actividades agrícolas y pecuarias, se requiere de estimular el sector productivo,

mediante la asistencia técnica y la asignación de recursos económicos y

tecnológicos, con el propósito de brindar respuesta a corto y mediano plazo e

implementar sistemas que permitan alertar las condiciones del suelo, cuencas,

subcuencas y microcuencas hidrográficas en zonas de riesgo con el propósito de

crear estrategias territoriales de drenaje, sistemas de información climática zonal y

mecanismos de seguimiento y evaluación de proyectos de desarrollo sustentable.

- La falta de aplicación de Sistemas de Información como soporte tecnológico en los

diferentes procesos de análisis, diseño, seguimiento y evaluación del Plan de Riego

y Drenaje Provincial, no ha permito determinar eficientemente los parámetros

hidrometeorológicos de cada uno de los sectores que se encuentran más vulnerables

a los diferentes fenómenos climáticos propios de la Amazonía ecuatoriana, en

especial la presencia del fenómeno del “El Niño”. Para lo cual es muy importante

mantener actualizado la información y registros históricos.

- La información generada en todos estos años, ha utilizado mecanismos en desuso,

anticuados y descontinuados; por lo que, es necesario aplicar las nuevas tecnologías

de la información y comunicación en la captura de datos y en la cuantificación

automática de volúmenes de agua en relación a su influencia para el análisis de sus

niveles que influyen en la creación de zonas libres de agua superficial, alternativa de

cultivos, productividad y calidad de producción.

- La falta de coordinación entre Instituciones Públicas en la aplicación de sistemas

automatizados de control y monitoreo de fenómenos naturales no han permitido

medir y predecir el comportamiento de suelos saturados de agua en el caso de poder

generar alertas tempranas, crear planes de contingencia y gestión de riesgos, tanto

para las comunidades y como para las zonas de producción.

 

 

BIBLIOGRAFÍA

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Económico para la Implementación del Sistema de Alerta Temprana (S.A.T.) para las

Poblaciones Afectadas por los Flujos de Lodo del Volcán Cotopaxi en la Cuenca Sur

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https://firebase.google.com [Accessed 10 Apr. 2017].

 

 

ANEXOS

ANEXO 1. Estaciones Meteorológicas del GADPPZ.

Estación Biológica “Pindo Mirador”

Estación de Producción “Fátima”

 

 

ANEXO 2. Programación Android

AndroidManifest.xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="com.example.personal.satem"> <application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/AppTheme"> <activity android:name=".MainActivity"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN" /> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /> </intent-filter> </activity> <activity android:name=".LoginActivity"></activity> <activity android:name=".Satem" android:label="@string/title_activity_satem" android:theme="@style/AppTheme.NoActionBar"> </activity> </application> </manifest> Activity_login.xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" tools:context="com.example.personal.satem.LoginActivity"> <com.google.android.gms.common.SignInButton android:id="@+id/signInButton" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_centerHorizontal="true" android:layout_centerVertical="true" /> </RelativeLayout> Activity_main.xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:id="@+id/activity_main" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" tools:context="com.example.personal.satem.MainActivity" android:weightSum="1"> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:gravity="center" android:orientation="vertical" android:layout_weight="0.55"> <ImageView android:id="@+id/photoImageView" android:layout_width="56dp" android:layout_height="56dp" android:layout_margin="8dp" android:background="@color/colorAccent" />

 

 

<TextView android:id="@+id/nameTextView" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@string/app_name" android:textSize="24sp" /> <TextView android:id="@+id/emailTextView" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@string/app_name" android:textSize="16sp" /> <TextView android:id="@+id/idTextView" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@string/app_name" android:textSize="14sp" /> <Button android:id="@+id/button3" style="@style/Widget.AppCompat.Button.Borderless.Colored" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="logOut" android:text="Logout" /> </LinearLayout> <Button android:id="@+id/satem" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="Control Ambiental - Ingresar" /> </LinearLayout> Activity_satem.xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <android.support.design.widget.CoordinatorLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" tools:context="com.example.personal.satem.Satem"> <android.support.design.widget.AppBarLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:theme="@style/AppTheme.AppBarOverlay"> <android.support.v7.widget.Toolbar android:id="@+id/toolbar" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="?attr/actionBarSize" android:background="?attr/colorPrimary" app:popupTheme="@style/AppTheme.PopupOverlay" /> </android.support.design.widget.AppBarLayout> <include layout="@layout/content_satem" /> <android.support.design.widget.FloatingActionButton android:id="@+id/fab" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_gravity="bottom|end" android:layout_margin="@dimen/fab_margin" app:srcCompat="@android:drawable/ic_dialog_email" />

 

 

</android.support.design.widget.CoordinatorLayout> Content_satem.xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" app:layout_behavior="@string/appbar_scrolling_view_behavior" android:orientation="vertical" android:visibility="visible" android:weightSum="1" tools:context="com.example.personal.satem.Satem" tools:showIn="@layout/activity_satem"> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" android:visibility="visible"> <Button android:id="@+id/consultar" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:layout_weight="1" android:text="Consultar" /> </LinearLayout> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" android:visibility="visible" android:weightSum="1"> <Button android:id="@+id/sensor" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="Sensor" android:layout_weight="0.97" /> <Button android:id="@+id/fecha" android:layout_width="188dp" android:layout_height="wrap_content" android:text="Fecha" /> </LinearLayout> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" android:visibility="visible"> <TextView android:id="@+id/tid" android:layout_width="92dp" android:layout_height="wrap_content" android:text=" Buscar:" /> <EditText android:id="@+id/id" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:ems="10" android:inputType="textPersonName" android:text="" /> </LinearLayout>

 

 

<LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="0.86" android:orientation="vertical" android:visibility="visible"> <TextView android:id="@+id/textView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:textStyle="bold" android:text=" Nº Sen ºC %H %HS %NA Rel Buz Fecha Hora" /> <TextView android:id="@+id/resultado" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="" /> </LinearLayout> <Button android:id="@+id/salir" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="Salir" /> </LinearLayout> Build.gradle (Proyect) <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" app:layout_behavior="@string/appbar_scrolling_view_behavior" android:orientation="vertical" android:visibility="visible" android:weightSum="1" tools:context="com.example.personal.satem.Satem" tools:showIn="@layout/activity_satem"> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" android:visibility="visible"> <Button android:id="@+id/consultar" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:layout_weight="1" android:text="Consultar" /> </LinearLayout> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" android:visibility="visible" android:weightSum="1"> <Button android:id="@+id/sensor" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="Sensor" android:layout_weight="0.97" />

 

 

<Button android:id="@+id/fecha" android:layout_width="188dp" android:layout_height="wrap_content" android:text="Fecha" /> </LinearLayout> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:orientation="horizontal" android:visibility="visible"> <TextView android:id="@+id/tid" android:layout_width="92dp" android:layout_height="wrap_content" android:text=" Buscar:" /> <EditText android:id="@+id/id" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="1" android:ems="10" android:inputType="textPersonName" android:text="" /> </LinearLayout> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:layout_weight="0.86" android:orientation="vertical" android:visibility="visible"> <TextView android:id="@+id/textView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:textStyle="bold" android:text=" Nº Sen ºC %H %HS %NA Rel Buz Fecha Hora" /> <TextView android:id="@+id/resultado" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="" /> </LinearLayout> <Button android:id="@+id/salir" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="Salir" /> </LinearLayout> Build_gradle (Module) buildscript { repositories { jcenter() } dependencies { classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.3.1' classpath 'com.google.gms:google-services:3.0.0' // NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong // in the individual module build.gradle files }

 

 

} allprojects { repositories { jcenter() } } task clean(type: Delete) { delete rootProject.buildDir } LoginActivity.java package com.example.personal.satem; import android.content.Intent; import android.os.Bundle; import android.support.annotation.NonNull; import android.support.v7.app.AppCompatActivity; import android.view.View; import android.widget.Toast; import com.google.android.gms.auth.api.Auth; import com.google.android.gms.auth.api.signin.GoogleSignInOptions; import com.google.android.gms.auth.api.signin.GoogleSignInResult; import com.google.android.gms.common.ConnectionResult; import com.google.android.gms.common.SignInButton; import com.google.android.gms.common.api.GoogleApiClient; public class LoginActivity extends AppCompatActivity implements GoogleApiClient.OnConnectionFailedListener { private GoogleApiClient googleApiClient; private SignInButton signInButton; public static final int SIGN_IN_CODE = 777; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_login); GoogleSignInOptions gso = new GoogleSignInOptions.Builder(GoogleSignInOptions.DEFAULT_SIGN_IN) .requestEmail() .build(); googleApiClient = new GoogleApiClient.Builder(this) .enableAutoManage(this, this) .addApi(Auth.GOOGLE_SIGN_IN_API, gso) .build(); signInButton = (SignInButton) findViewById(R.id.signInButton); signInButton.setSize(SignInButton.SIZE_WIDE); signInButton.setColorScheme(SignInButton.COLOR_DARK); signInButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { Intent intent = Auth.GoogleSignInApi.getSignInIntent(googleApiClient); startActivityForResult(intent, SIGN_IN_CODE); } }); } @Override public void onConnectionFailed(@NonNull ConnectionResult connectionResult) { } @Override protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) { super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);

 

 

if (requestCode == SIGN_IN_CODE) { GoogleSignInResult result = Auth.GoogleSignInApi.getSignInResultFromIntent(data); handleSignInResult(result); } } private void handleSignInResult(GoogleSignInResult result) { if (result.isSuccess()) { goMainScreen(); } else { Toast.makeText(this, R.string.not_log_in, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } private void goMainScreen() { Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class); intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP | Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); startActivity(intent); } } MainActivity.java package com.example.personal.satem; import android.content.Intent; import android.os.Bundle; import android.support.annotation.NonNull; import android.support.v7.app.AppCompatActivity; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.ImageView; import android.widget.TextView; import android.widget.Toast; import com.bumptech.glide.Glide; import com.google.android.gms.auth.api.Auth; import com.google.android.gms.auth.api.signin.GoogleSignInAccount; import com.google.android.gms.auth.api.signin.GoogleSignInOptions; import com.google.android.gms.auth.api.signin.GoogleSignInResult; import com.google.android.gms.common.ConnectionResult; import com.google.android.gms.common.api.GoogleApiClient; import com.google.android.gms.common.api.OptionalPendingResult; import com.google.android.gms.common.api.ResultCallback; import com.google.android.gms.common.api.Status; public class MainActivity extends AppCompatActivity implements GoogleApiClient.OnConnectionFailedListener { //Ingreso SATEM Button bsatem; //______________ private ImageView photoImageView; private TextView nameTextView; private TextView emailTextView; private TextView idTextView; private GoogleApiClient googleApiClient; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); photoImageView = (ImageView) findViewById(R.id.photoImageView); nameTextView = (TextView) findViewById(R.id.nameTextView); emailTextView = (TextView) findViewById(R.id.emailTextView); idTextView = (TextView) findViewById(R.id.idTextView); //Ingreso SATEM bsatem = (Button) findViewById(R.id.satem); bsatem.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){

 

 

@Override public void onClick(View v) { Intent bsatem = new Intent(MainActivity.this, Satem.class ); startActivity(bsatem); } }); //______________ GoogleSignInOptions gso = new GoogleSignInOptions.Builder(GoogleSignInOptions.DEFAULT_SIGN_IN) .requestEmail() .build(); googleApiClient = new GoogleApiClient.Builder(this) .enableAutoManage(this, this) .addApi(Auth.GOOGLE_SIGN_IN_API, gso) .build(); } @Override protected void onStart() { super.onStart(); OptionalPendingResult<GoogleSignInResult> opr = Auth.GoogleSignInApi.silentSignIn(googleApiClient); if (opr.isDone()) { GoogleSignInResult result = opr.get(); handleSignInResult(result); } else { opr.setResultCallback(new ResultCallback<GoogleSignInResult>() { @Override public void onResult(@NonNull GoogleSignInResult googleSignInResult) { handleSignInResult(googleSignInResult); } }); } } private void handleSignInResult(GoogleSignInResult result) { if (result.isSuccess()) { GoogleSignInAccount account = result.getSignInAccount(); nameTextView.setText(account.getDisplayName()); emailTextView.setText(account.getEmail()); idTextView.setText(account.getId()); Glide.with(this).load(account.getPhotoUrl()).into(photoImageView); } else { goLogInScreen(); } } private void goLogInScreen() { Intent intent = new Intent(this, LoginActivity.class); intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP | Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); startActivity(intent); } public void logOut(View view) { Auth.GoogleSignInApi.signOut(googleApiClient).setResultCallback(new ResultCallback<Status>() { @Override public void onResult(@NonNull Status status) { if (status.isSuccess()) { goLogInScreen(); } else { Toast.makeText(getApplicationContext(), R.string.not_close_session, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } });

 

 

} public void revoke(View view) { Auth.GoogleSignInApi.revokeAccess(googleApiClient).setResultCallback(new ResultCallback<Status>() { @Override public void onResult(@NonNull Status status) { if (status.isSuccess()) { goLogInScreen(); } else { Toast.makeText(getApplicationContext(), R.string.not_revoke, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } }); } @Override public void onConnectionFailed(@NonNull ConnectionResult connectionResult) { } } Satem.java package com.example.personal.satem; import android.content.Intent; import android.os.AsyncTask; import android.os.Bundle; import android.support.design.widget.FloatingActionButton; import android.support.design.widget.Snackbar; import android.support.v7.app.AppCompatActivity; import android.support.v7.widget.Toolbar; import android.view.Menu; import android.view.MenuItem; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.EditText; import android.widget.TextView; import org.json.JSONArray; import org.json.JSONException; import org.json.JSONObject; import java.io.BufferedInputStream; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.net.HttpURLConnection; import java.net.MalformedURLException; import java.net.URL; public class Satem extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener { Button consultar; Button sensor; Button fecha; EditText id; TextView resultado; String IP = "http://www.up61.org"; String GET = IP + "/vconsultar.php"; String GET_BY_SEN = IP + "/vsensor.php"; String GET_BY_FEC = IP + "/vfecha.php"; ObtenerWebService hiloconexion; //Ingreso SATEM Button bsalir; //______________ @Override

 

 

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_satem); Toolbar toolbar = (Toolbar) findViewById(R.id.toolbar); setSupportActionBar(toolbar); consultar = (Button)findViewById(R.id.consultar); sensor = (Button)findViewById(R.id.sensor); fecha = (Button)findViewById(R.id.fecha); id = (EditText) findViewById(R.id.id); resultado = (TextView) findViewById(R.id.resultado); consultar.setOnClickListener(this); sensor.setOnClickListener(this); fecha.setOnClickListener(this); //Ingreso SATEM bsalir = (Button) findViewById(R.id.salir); bsalir.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){ @Override public void onClick(View v) { Intent bsatem = new Intent(Satem.this, MainActivity.class ); startActivity(bsatem); } }); //______________ FloatingActionButton fab = (FloatingActionButton) findViewById(R.id.fab); fab.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View view) { Snackbar.make(view, "Replace with your own action", Snackbar.LENGTH_LONG) .setAction("Action", null).show(); } }); } @Override public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) { // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present. getMenuInflater().inflate(R.menu.menu_main, menu); return true; } public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) { // Handle action bar item clicks here. The action bar will // automatically handle clicks on the Home/Up button, so long // as you specify a parent activity in AndroidManifest.xml. int id = item.getItemId(); //noinspection SimplifiableIfStatement if (id == R.id.action_settings) { return true; } return super.onOptionsItemSelected(item); } @Override public void onClick(View view) { switch(view.getId()){ case R.id.consultar: hiloconexion = new ObtenerWebService();

 

 

hiloconexion.execute(GET,"1"); break; case R.id.sensor: hiloconexion = new ObtenerWebService(); String cadenasensor = GET_BY_SEN + "?SEN_COD=" + id.getText().toString(); hiloconexion.execute(cadenasensor,"1"); break; case R.id.fecha: hiloconexion = new ObtenerWebService(); String cadenafecha = GET_BY_FEC + "?DAT_FEC=" + id.getText().toString(); hiloconexion.execute(cadenafecha,"1"); break; default: break; } } public class ObtenerWebService extends AsyncTask<String, Void, String> { @Override protected String doInBackground(String... params) { String cadena = params[0]; URL url = null; String devuelve = ""; if(params[1]=="1"){ try { url = new URL(cadena); HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); connection.setRequestProperty("User-Agent", "Mozilla /5.0" + " (Linux: Android 1.5; es-ES) Ejemplo HTTP"); int respuesta = connection.getResponseCode(); StringBuilder result = new StringBuilder(); if(respuesta == HttpURLConnection.HTTP_OK){ InputStream in = new BufferedInputStream(connection.getInputStream()); BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in)); String line; while ((line = reader.readLine())!= null){ result.append(line); } JSONObject respuestaJSON = new JSONObject(result.toString()); String resultJSON = respuestaJSON.getString("estado"); if(resultJSON.equals("1")){ JSONArray alumnosJSON = respuestaJSON.getJSONArray("arduino"); for(int i=0; i<alumnosJSON.length(); i++){ devuelve = devuelve + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_COD") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("SEN_COD") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_TEM") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_HUM") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_HUM_SUE") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_NIV_AGU") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_REL") + " - " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_BUZ") + " " + alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_FEC") + " - " +

 

 

alumnosJSON.getJSONObject(i).getString("DAT_HOR") + "\n"; } } else if(resultJSON.equals("2")){ devuelve = "No hay registros"; } } } catch (MalformedURLException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (JSONException e) { e.printStackTrace(); } return devuelve; } return null; } @Override protected void onPreExecute() { super.onPreExecute(); } @Override protected void onPostExecute(String s) { resultado.setText(s); //super.onPostExecute(s); } @Override protected void onProgressUpdate(Void... values) { super.onProgressUpdate(values); } @Override protected void onCancelled(String s) { super.onCancelled(s); } } }