Sistema de Monitoreo de Comportamiento Animal Mediante Sensores Digitales y SoC ESP32

Asignatura: Microcontroladores

Institución: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC)

Fase de desarrollo: Fase 3 (Evolución de arquitectura analógica a digital)

Este proyecto presenta el diseño e implementación de un sistema embebido de nivel academico para el monitoreo no invasivo del bienestar animal. Tras superar las limitaciones de ruido y cableado de las fases previas basadas en ATmega328P, el sistema se reestructuró por completo utilizando una arquitectura digital distribuida de dos nodos controlados por el SoC ESP32 (Dual-Core de 32 bits) interconectados de forma inalámbrica mediante Bluetooth Low Energy (BLE) en una topología Cliente-Servidor.

Componentes de la Arquitectura:
Nodo Collar (Transmisor): Actúa como servidor BLE. Captura de forma masiva variables dinámicas del animal y del entorno mediante tres protocolos independientes: audio digital de alta fidelidad con el micrófono INMP441 (vía bus I2S y DMA), acelerometría de 16 bits mediante el MPU6050 (vía bus I2C) para la clasificación de patrones de movimiento (quieto, trote, carrera), y variables climáticas con el sensor DHT11 (vía 1-Wire).

Nodo Monitor (Receptor): Actúa como cliente BLE. Recibe las tramas asíncronas de datos mediante notificaciones inalámbricas para su procesamiento inmediato. Cuenta con una pantalla OLED de 0.96" (vía I2C) administrada bajo la librería U8g2 para la interfaz gráfica de usuario.

Sistema de Datalogging: Para dotar al dispositivo de total autonomía respecto a una PC, se integró un reloj en tiempo real de alta precisión DS3231 (vía I2C) que estampa un sello temporal exacto (timestamp) a cada lectura, las cuales son almacenadas a alta velocidad en una tarjeta Micro SD (vía bus SPI) en archivos diarios con formato plano .csv.

Algoritmo de Comportamiento: Mediante la fusión de datos en C++ (magnitud vectorial de aceleración y nivel RMS de presión sonora), el sistema procesa y clasifica en tiempo real cuatro estados emocionales del animal: Feliz, Ansioso, Agitado o Tranquilo, visualizados dinámicamente mediante iconos representativos.

Видео Sistema de Monitoreo de Comportamiento Animal Mediante Sensores Digitales y SoC ESP32 канала Jordy Vargas