2.7: ESTACIONES METEOROLÓGICAS Y ESTACIONES DE CALIDAD DE AIRE

Objetivo del Componente C2.07

El objetivo del componente C2.07: Estaciones Meteorológicas y Calidad de Aire del proyecto La Palma Smart Island es el diseño, suministro, instalación y puesta en marcha de una red de 10 estaciones meteorológicas y 10 estaciones de calidad del aire, que permitan:

Monitorizar en tiempo real parámetros ambientales clave.
Gestionar remotamente los dispositivos mediante una plataforma IoT.
Integrar los datos en la plataforma Smart Island para su visualización, análisis y explotación.
Facilitar la toma de decisiones técnicas y políticas en materia medioambiental.
Garantizar la transparencia y acceso a la información por parte de la ciudadanía.

Análisis y Diseño

Introducción

Presentación del entregable C2.07_E1.
Contextualización dentro del proyecto La Palma Smart Island.

Situación Actual

Descripción de la red de sensores existente en la isla.
Detalle de las estaciones meteorológicas actuales (modelo Davis Pro, WeatherLink IP).
Información sobre las estaciones de calidad del aire ya desplegadas.

Descripción de la Solución

Propuesta de ubicaciones para las estaciones.
Revisión técnica previa por parte de Telefónica.
Suministro, instalación y configuración de:
- 10 dispositivos IoT Smart Spot para calidad del aire.
- 10 estaciones meteorológicas Davis Instruments Pro2Plus.

Requisitos Técnicos

Parámetros a monitorizar por cada tipo de estación.
Requisitos de conectividad, alimentación, robustez y gestión remota.

Ubicaciones Propuestas

Listado de 10 ubicaciones con coordenadas y municipios.

Equipos Propuestos

Especificaciones técnicas del Smart Spot (CPU, memoria, conectividad, sensores).
Integración con protocolos IoT estándar (MQTT, LwM2M, NGSI, HTTP).

Extensiones

Medición de gases: SO₂, NO₂, CO, O₃.
Medición de partículas: PM1, PM2.5, PM10.
Medición de temperatura, humedad y presión.
Sensor de ruido: sonómetro clase 2.
Sensor de luminosidad: OPT3001.
Estaciones meteorológicas: integración con Smart Spot, protocolos abiertos, alimentación solar.

Plataforma Homard

Gestión remota de dispositivos.
Calibración, firmware, alertas, visualización de datos.
Integración con plataformas de terceros.

Instalación

Altura de instalación: 1,5 m.
Anclajes antivandálicos.
Separación entre estación meteorológica y Smart Spot: hasta 300 m.

Integración con la Plataforma Smart Island

Fase I: Gestión autónoma con Homard.
Fase II: Integración de Homard en Smart Island.
Fase III: Cuadro de mando, alarmas, interoperabilidad con otros componentes.

Modelo Semántico

Uso de modelos FIWARE: WeatherObserved, WeatherForecast.

Mapa de Integración

Diagrama de arquitectura y flujos de datos.

Cuadro de Mando

Elementos gráficos disponibles.
Tipologías de usuarios: internos, externos.
Roles: administrador, editor, visualizador.

Anexo

Datasheets técnicos de los dispositivos propuestos.

Despliegue de la Solución C2.07_E4

El objetivo del entregable C2.07_E4 del proyecto La Palma Smart Island es documentar el despliegue de la solución software para las estaciones meteorológicas y de calidad del aire. Esto incluye:

La configuración y puesta en marcha de las estaciones.
La definición del modelo de datos utilizado.
La integración de datos desde fuentes externas (WeatherLink y AEMET).
La implementación de procesos ETL (Extract, Transform, Load).
La persistencia de datos en base de datos PostgreSQL.
La configuración de scripts y vistas para explotación de datos.

Modelo de Datos

Modelo NGSI

Basado en estándares FIWARE.
Dos entidades principales:
- AirQualityObserved: para estaciones de calidad del aire.
- WeatherObserved: para estaciones meteorológicas.
Atributos con umbrales (thresholds) para gestión de alarmas.
Ejemplos de atributos: NO2, PM10, temperature, humidity, windSpeed, UV, etc.

Modelo de Base de Datos (DB)

Tablas PostgreSQL:
- environment_airqualityobserved
- environment_airqualityobserved_lastdata
- environment_weatherobserved
- environment_weatherobserved_lastdata
Vistas:
- environment_weatherobserved_precipitation
- environment_weatherobserved_precip_lastdata
Scripts de inicialización SQL incluidos.

Extracción de Información de Fuentes Externas

WeatherLink

API v2 de WeatherLink.
Proceso ETL en Python.
Requiere:
- api_key y secret_key
- Configuración en config.cfg
- Entorno virtual con dependencias (requirements.txt)
Datos extraídos: presión, temperatura, humedad, viento, UV, precipitación.

AEMET

API Open Data de AEMET.
Requiere:
- API KEY
- Lista de estaciones IDEMA
Proceso ETL en Python.
Configuración mediante variables de entorno.
Datos extraídos: temperatura media, precipitación, presión, viento, humedad, etc.

Tecnologías y Herramientas

FIWARE NGSI v2
PostgreSQL
Python 3.8+
Virtualenv
ETL Framework Telefónica
APIs externas (WeatherLink, AEMET)

Cuadro de Mando

El objetivo es describir el funcionamiento del cuadro de mando software para la visualización, gestión y análisis de datos provenientes de las estaciones meteorológicas y de calidad del aire desplegadas en el marco del proyecto La Palma Smart Island.

Plataforma URBO

Características Generales

Cuadro de mando basado en paneles personalizables.
Cada panel contiene widgets que representan datos de ciudad.
Los paneles se agrupan en verticales temáticos (ej. Medio Ambiente, Turismo).

Filtros y Selectores

Selector de verticales (parte superior izquierda).
Filtros múltiples por panel (parte superior derecha).

Funcionalidades Comunes de los Widgets

Visualización a pantalla completa.
Información contextual y leyendas.
Tipos de visualización: barras, líneas, mapas, tablas, numéricos, tiempo real, etc.
Interacción entre widgets (filtrado cruzado).

Catálogo de Widgets

Widgets de Grid

table, pie, gauge, scatter, horizontal-bar, timeseries, map, wordcloud, etc.

Widgets de Control

datepicker, selector, refresher.

Widgets de Depuración

events (para pruebas y desarrollo).

Iconografía

Iconos generales: /assets/img/icons
Iconos por vertical: /assets/img/verticals

Vertical Medioambiente y Ruido

Estado General

Muestra el estado agregado de todas las estaciones.
Visualización en mapa con acceso a fichas detalladas.

Administración

Gestión manual de estaciones.
Edición de datos y unidades de medida.
Vistas separadas para:
- Estaciones de calidad del aire.
- Estaciones meteorológicas.

Tiempo Real

Visualización de datos en tiempo real.
Acceso rápido a fichas de estaciones.

Fichas de Estaciones

Meteorológicas

Vistas: Datos básicos, históricos, brutos, long-term.
Exportación de datos a CSV/XLSX.
Gráficas de evolución y agregación temporal.

Calidad del Aire

Vistas similares a las meteorológicas.
Análisis de contaminantes: NO₂, CO, O₃, PM10, etc.

Análisis

Calidad del Aire

Análisis por estación o conjunto.
Filtros por mapa o listado.
Gráficas de evolución y comparativas.

Meteorológico

Análisis de temperatura, humedad, presión, etc.
Agregación por día, semana, mes.

Reglas de Alarmado

Definición de alertas por:
- Desviación de medidas (ej. temperatura > 50ºC).
- Ausencia de medidas (inactividad).
Acciones configurables:
- Crear, desactivar o eliminar alarmas.
- Envío de correos electrónicos.

Smart Spot Technical Guide – Resumen Técnico

Smart Spot es un dispositivo IoT de Libelium diseñado para soluciones de:

Calidad del aire (Air Quality)
Monitoreo de multitudes (Crowd Monitoring)

Permite integrar sensores ambientales, meteorológicos y de ruido en un solo equipo, optimizando costes de instalación, mantenimiento y comunicaciones.

Modelos de Dispositivo

Modelo	Funcionalidad principal
Air Quality	Sensores de gases, partículas (PM1, PM2.5, PM10), ruido
Crowd Monitoring	Detección WiFi y BLE para conteo y seguimiento

Conectividad

Protocolos soportados: 4G, GSM-GPRS, NB-IoT, WiFi (siempre incluido), LoRaWAN (solo Air Quality)
Protocolos de integración: MQTT, Sentilo, LwM2M (FIWARE-Ready)
Almacenamiento interno: 6.5 MB (solo Crowd Monitoring)