AnalisisDatos.py

Servidor desarrollado en Python que analiza los datos recibidos del ESP32. Incluye visualización en tiempo real mediante Dash.

Características

1. Recepción de Datos: Recibe cadenas CSV enviadas desde el ESP32 y las almacena en un DataFrame de pandas.

2. Visualización en Tiempo Real: Utiliza Dash y Plotly para mostrar:

   • Gráficos de temperatura y humedad.
   • Indicadores clave como temperatura máxima, humedad promedio y cantidad de datos registrados.

3. Actualización Automática: Los gráficos y estadísticas se actualizan automáticamente cada dos segundos.

4. Interfaz: Incluye una interfaz interactiva para analizar las tendencias y patrones en los datos recolectados.

Datos_De_Prueba.py

Script diseñado para pruebas en ausencia del hardware real. Genera datos simulados con rangos definidos de temperatura y humedad.

Características

1. Generación de Datos Simulados:

   • Los datos se crean utilizando distribuciones aleatorias dentro de límites establecidos.
   • Incluye fluctuaciones naturales para simular condiciones reales.

2. Visualización Similar al Servidor Real: Reutiliza el mismo sistema de visualización en Dash para observar los datos simulados.

Angulo_search.py

Script que calcula distancias utilizando un sensor conectado a un Arduino o valores simulados.

Características

1. Cálculo de Distancia: Procesa datos de sensores para calcular distancias promedio, esenciales para ajustar trayectorias parabólicas.

2. Modo de Prueba: Incluye un modo de simulación para generar datos en ausencia de hardware real.

3. Aplicación Física: Utiliza la distancia calculada como parámetro clave en simulaciones parabólicas.

tract.py

Este script modela trayectorias parabólicas y visualiza los resultados, integrando conceptos clave de física mecánica.

Características

1. Cálculo del Ángulo Óptimo: Utiliza física clásica para determinar el ángulo necesario para alcanzar un objetivo dado:

   θ = (1/2) * arcsin((g * x_target) / v0²)
   

   Donde:

   • g: Gravedad (9.81 m/s²).
   • x_target: Distancia objetivo en el eje x.
   • v0: Velocidad inicial.

2. Ecuación de la Parábola: Calcula la trayectoria en función de (x):

   y = tan(θ) * x - (g / (2 * v0² * cos²(θ))) * x²
   

3. Visualización Interactiva:

   • Grafica la trayectoria del proyectil.
   • Incluye vectores dinámicos que representan velocidad en (x), (y) y la resultante.

4. Interacción: Permite seleccionar puntos específicos en el gráfico para mostrar valores detallados de tiempo, velocidad y posición.

Detalles de los Archivos -- Codigo --

Esp32_collect_send_data.ino

Este código recolecta datos físicos (temperatura, humedad y humedad del suelo) desde sensores conectados a un ESP32 y los transmite a un servidor.

Funcionamiento

1. Conexión a WiFi: Se conecta a una red para transmitir los datos recolectados.

   WiFi.begin(ssid, password);
   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
       delay(500);
   }
   

2. Lectura de Sensores: Los sensores DHT22 y DHT11 miden temperatura y humedad, mientras que los LM35 y sensores de suelo obtienen datos adicionales.

   float tempDHT22 = dht22.readTemperature();
   float humedadDHT22 = dht22.readHumidity();
   float humedadSuelo1 = analogRead(SOIL_PIN1);
   

3. Cálculo de Promedios: Calcula promedios de temperatura y humedad para análisis más precisos.

   float promedioTemp = (tempDHT22 + tempDHT11) / 2.0;
   

4. Transmisión de Datos: Los datos recolectados se envían al servidor en formato CSV.

   String datos = String(tempDHT22) + "," + String(humedadDHT22);
   client.println(datos);
   

AnalisisDatos.py

Servidor Python que recibe y analiza datos enviados por el ESP32. Utiliza Dash para la visualización en tiempo real.

Funcionamiento

1. Recepción de Datos: Los datos recibidos por el servidor se almacenan en un DataFrame.

   data = self.request.recv(1024).strip()
   parts = message.split(",")
   data_df = pd.concat([data_df, pd.DataFrame([new_data])], ignore_index=True)
   

2. Visualización: Se crean gráficos interactivos para monitorear temperaturas y humedades en tiempo real.

   temperature_fig.add_trace(go.Scatter(x=data_df["timestamp"], y=data_df["temperatura_DHT22"], mode='lines+markers'))      
   

3. Indicadores Clave: Muestra valores máximos, promedios y cantidad de datos registrados.

   max_temp = data_df[["temperatura_DHT22", "temperatura_DHT11"]].max().max()
   

tract.py

Simula trayectorias parabólicas con un enfoque en la física mecánica. Calcula ángulos y ecuaciones clave.

Funcionamiento

1. Cálculo del Ángulo Óptimo: Determina el ángulo necesario para alcanzar un objetivo dado:

   theta_rad = 0.5 * np.arcsin((g * x_target) / (v0 ** 2))
   

2. Ecuación de la Parábola: Describe la trayectoria en función de (x):

   y = tan(theta) * x - (g / (2 * v0**2 * cos(theta)**2)) * x**2
   

3. Visualización: Muestra la trayectoria y vectores dinámicos de velocidad:

   vector_vx = ax.quiver(x, y, vx, 0, angles='xy', scale_units='xy', scale=escala_vectores, color='red')
   

Instalación

Requisitos Previos

1. Hardware:

   • ESP32.
   • Sensores de temperatura y humedad (DHT22, DHT11, LM35, sensores de suelo).
   • Arduino para pruebas con Angulo_search.py.

2. Software:

   • Python 3.8 o superior.
   • IDE Arduino.

Pasos

1. Clona el repositorio:

   git clone https://github.com/Sistema-de-Monitoreo-y-Riego-Inteligente-para-Plantas-con-Visualizacion-parabola
   

2. Instala las dependencias:

   pip install -r requirements.txt
   

3. Sube el código Esp32_collect_send_data.ino al ESP32 usando el IDE de Arduino.

Uso

1. Recolección de Datos:

   • Ejecuta el código en el ESP32 para iniciar la recolección de datos.
   • Inicia el servidor Python ejecutando AnalisisDatos.py.

2. Simulación de Datos:

   • Usa Datos_De_Prueba.py para probar el sistema sin hardware real.

3. Simulación de Trayectorias:

   • Ejecuta tract.py para calcular y visualizar trayectorias parabólicas basadas en física clásica.

Conexión Física y Mecánica

Este proyecto aplica conceptos de física clásica en tres áreas principales:

1. Cinemática:

   • Cálculo y simulación de trayectorias parabólicas.
   • Representación de vectores dinámicos de velocidad y posición.

2. Termodinámica:

   • Análisis de temperaturas y humedades recolectadas.
   • Relación entre las variables ambientales.

3. Dinámica:

   • Cálculo de fuerzas involucradas en movimientos proyectiles.
   • Uso de modelos matemáticos para describir el comportamiento del sistema.

Contribuciones

Si deseas contribuir:

1. Haz un fork del repositorio.
2. Realiza tus cambios en una rama separada.
3. Envía un pull request detallando tus mejoras.

¡Gracias por usar este sistema de monitoreo y simulación! 🚀