Telemetría LoRa: Conectando el Océano con Debian 13
En el entorno marino, el Wi-Fi y el 5G desaparecen a los pocos metros de la costa. Para que Itsaslab pueda monitorizar parámetros como el pH o la posición GPS en tiempo real, hemos desplegado una infraestructura basada en LoRa (Long Range), una tecnología de modulación que prioriza el alcance y la robustez sobre el ancho de banda.
El Corazón del Nodo: ESP32-S3 + RFM95W
Nuestros nodos de telemetría utilizan el ESP32-S3 para gestionar la lógica de los sensores y un transceptor RFM95W para la radiofrecuencia. Gracias a ESP-IDF, podemos configurar la radio para operar en la banda de 868 MHz (Eurasia) con parámetros optimizados para el mar.
Configuración del Spread Factor (SF)
El secreto de LoRa reside en su factor de ensanchamiento (SF). En nuestras pruebas, hemos ajustado el sistema para alternar dinámicamente:
- SF7: Para transmisiones rápidas cuando la embarcación está cerca del puerto.
- SF12: Para maximizar la sensibilidad cuando el nodo se encuentra a varios kilómetros mar adentro.
Implementación de un Gateway sobre Debian 13
Los datos emitidos por las boyas y motores son capturados por un Gateway (puerta de enlace). Este dispositivo recibe los paquetes de radio y los convierte en mensajes MQTT.
El servidor central corre sobre Debian 13, lo que nos permite gestionar el tráfico de datos con una estabilidad industrial. Utilizamos un flujo de datos estructurado:
- Packet Forwarder: Recibe la trama de radio cruda.
- ChirpStack / Mosquito: Decodifica el payload y lo publica en un broker MQTT.
- Node-RED: Procesa los datos y los envía a la base de datos InfluxDB.
Optimización de la Antena y Plano de Tierra
Un error común en la telemetría marina es ignorar el efecto del agua sobre la antena. En Itsaslab, diseñamos planos de tierra específicos para nuestras boyas, aprovechando la superficie del agua para mejorar el diagrama de radiación, logrando alcances de hasta 12 km con solo 14dBm de potencia de emisión.
Este artículo ha sido desarrollado en colaboración con Gemini (Google), integrando inteligencia artificial para la optimización de la documentación técnica y arquitectura de sistemas de Itsaslab.