Sistema de Monitoreo de Muelle con Semaforo Ultrasonico

Sistema embebido de monitoreo en tiempo real para control de aproximacion de embarcaciones a un muelle, desarrollado con Arduino, Python y Node.js.

Descripcion

El sistema utiliza un sensor ultrasonico HC-SR04 para medir la distancia y velocidad de aproximacion de una embarcacion al muelle. Con base en estos datos, activa un semaforo de LEDs y un buzzer como sistema de alerta progresiva. Los datos se transmiten en tiempo real a una interfaz grafica en Python, se almacenan en una base de datos MySQL y se normalizan automaticamente para su analisis.

Tecnologias

Capa	Tecnologia
Hardware	Arduino UNO, HC-SR04, LDR, LEDs, Buzzer
Interfaz grafica	Python 3, PyQt5
Backend API	Node.js, Express
Base de datos	MySQL 9.6
Comunicacion	Serial (USB), HTTP REST

Funcionalidades

• Medicion de distancia en tiempo real con filtro de mediana
• Calculo de velocidad de aproximacion con promedio movil
• Semaforo fisico (Verde / Amarillo / Rojo) con parpadeo progresivo segun distancia
• Buzzer con frecuencia de alerta proporcional a la proximidad
• Faro automatico controlado por sensor LDR con modo manual
• Interfaz grafica PyQt5 con monitor en tiempo real
• Exportacion de datos a CSV
• API REST (Node.js + Express) con endpoints GET y POST
• Normalizacion Min-Max automatica de datos de sensores
• Almacenamiento en tres tablas MySQL: datos crudos, agregados por minuto y normalizados

Estructura del proyecto

api-sensores/
├── package.json
├── assets/
│   ├── dashboard_images/       # Capturas
│   └── recursos/
│       ├── arduino/
│       │   └── sistema_telemetria.ino   # Firmware Arduino
│       └── python/
│           ├── dep.py                   # Interfaz grafica PyQt5 + envio a API
│           ├── interfaz.py              # UI generada por Qt Designer
│           ├── DisenoDeInterfaces.ui    # Archivo de diseno Qt
│           └── normalizacion_datos.py   # Normalizacion Min-Max de sensores
├── reverse_system/
│   └── panel_admin/             # Panel web (React)
└── src/
    ├── server.js                # Servidor Express
    ├── db.js                    # Conexion MySQL
    └── routes/
        ├── data.routes.js
        ├── dashboard.routes.js
        └── normalized.routes.js

Instalacion y uso

1. Base de datos

-- Ejecutar en MySQL Workbench o SQLyog
source crear_tabla.sql
source normalizar_dataset.sql

2. API REST (Node.js)

cd api-sensores
npm install
npm run dev

3. Interfaz Python

pip install pyserial PyQt5 requests mysql-connector-python
python dep.py

4. Arduino

Cargar semaforo.ino desde el IDE de Arduino al microcontrolador.

Endpoints de la API

Metodo	Endpoint	Descripcion
GET	/api/data	Todos los registros crudos
GET	/api/data/latest	Ultimo registro
GET	/api/data/recientes?limit=100	Ultimas N lecturas
GET	/api/data/stats	Estadisticas generales
GET	/api/data/minutos?limit=60	Datos agregados por minuto
GET	/api/data/normalizada	Datos normalizados [0-1]
POST	/api/data	Guardar nueva lectura
POST	/api/data/agregar	Ejecutar agregacion por minuto

Normalizacion de datos

Los datos de los sensores se normalizan automaticamente al rango [0, 1] usando Min-Max:

Sensor	Rango crudo	Normalizado
Distancia (HC-SR04)	0-400 cm	0.0-1.0
Velocidad	-50-50 cm/s	0.0-1.0 (0.5 = quieto)
Luz (LDR)	0-1023	0.0-1.0

Comandos del sistema

Boton	Comando	Accion
AUTO	R	Restaura modo automatico completo
BUZZER	A	Apaga el buzzer
FARO	C	Enciende el faro fijo (ignora LDR)

Capturas

Autor

Desarrollado como proyecto