Implementación de una Estación Meteorológica con transmisión de datos vía Internet Satelital
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Universidad Santo Tomás
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El presente proyecto presenta el diseño, construcción y validación de una estación meteorológica autónoma con transmisión de datos vía internet satelital Starlink, orientada al monitoreo de condiciones climáticas en zonas rurales del municipio de Lebrija, Santander, Colombia, integrando un Arduino Uno R3 equipado con el SparkFun Weather Shield para la adquisición de siete variables meteorológicas como la temperatura, humedad relativa, presión atmosférica, velocidad y dirección del viento, precipitación y radiación solar, un minicomputador Raspberry Pi 4 como controlador principal de la arquitectura de la estación meteorológica y nodo de comunicaciones y un sistema de alimentación autónoma compuesto por panel solar fotovoltaico, controlador de carga Steca Solarix PRS 1010 y batería VRLA Magna MA 35-12 de 35 Ah. En materia de implementación, la transmisión de datos se realiza mediante el protocolo MQTT sobre la red de baja órbita terrestre (LEO) Starlink, con latencias de 20 a 60 ms, junto con un sistema web desarrollado con FastAPI, SQLite y React 18 el cual permite la visualización gráfica en tiempo real, la consulta de series temporales históricas y la gestión de la información mediante una API REST y un canal WebSocket. Los servicios se despliegan sobre la Raspberry Pi mediante Docker Compose y las pruebas de desempeño verificaron la integridad de los nueve campos del flujo de datos, una latencia extremo a extremo inferior a 1,1 segundos, tiempos de respuesta de la API inferiores a 200 ms y una autonomía energética superior a 40 horas sin generación solar. Los resultados demuestran la viabilidad técnica de la conectividad satelital LEO para aplicaciones IoT agrícolas en territorios con brecha digital rural.
Abstract
This project presents the design, construction, and validation of an autonomous weather station with data transmission via Starlink satellite Internet, aimed at monitoring weather conditions in rural areas of the municipality of Lebrija, Santander, Colombia. The system integrates an Arduino Uno R3 equipped with the SparkFun Weather Shield for the acquisition of seven meteorological variables, including temperature, relative humidity, atmospheric pressure, wind speed and direction, precipitation, and solar radiation. A Raspberry Pi 4 minicomputer serves as the main controller of the weather station architecture and as the communication node, while an autonomous power supply system consists of a photovoltaic solar panel, a Steca Solarix PRS 1010 charge controller, and a 35 Ah Magna MA 35-12 VRLA battery. For implementation, data transmission is performed using the MQTT protocol over the Starlink Low Earth Orbit (LEO) network, achieving latencies between 20 and 60 ms. In addition, a web-based system developed with FastAPI, SQLite, and React 18 enables real-time graphical visualization, historical time-series queries, and information management through a REST API and a WebSocket channel. The services are deployed on the Raspberry Pi using Docker Compose. Performance tests verified the integrity of the nine fields in the data stream, an end-to-end latency of less than 1.1 seconds, API response times below 200 ms, and an energy autonomy exceeding 40 hours without solar generation. The results demonstrate the technical feasibility of LEO satellite connectivity for agricultural IoT applications in rural areas affected by the digital divide.
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
Anzola Ocampo, C. S. y Florez Galvis, D. (2026). Implementación de una Estación Meteorológica con transmisión de datos vía Internet Satelital [Trabajo de Pregrado]. Universidad Santo Tomás, Bucaramanga, Colombia