Diseño e implementación de un sistema de comunicación en un globo meteorológico para el estudio de la tropósfera baja

Abstract

Para el estudio de la troposfera baja, los globos meteorológicos son utilizados como medio de transporte para los diferentes tipos de sensores que conforman la carga útil de globo, los cuales registran datos como temperatura, presión, monóxido de carbono, metano, entre otros. Estas variables son almacenadas en una memoria, que luego de la caída del globo, es rastreada por GPS. Ahora bien, esta metodología de trabajo genera demora en el procesamiento de los datos debido que el globo meteorológico puede descender en zonas inhóspitas haciendo irrecuperable su carga útil, trayendo como consecuencia perdidas económicas y de tiempo. Por lo tanto, el objetivo general de esta investigación consistió en el diseño e implementación un sistema de comunicación para un globo meteorológico que estudie la troposfera baja. Para el logro de este objetivo, primero se identificó que los fenómenos atmosféricos ocurridos en la troposfera baja como ruido térmico, gases atmosféricos, lluvia, niebla y nubes pueden afectar la amplitud, fase y ángulo de llegada de la señal enviada por el transmisor en el globo meteorológico, perturbando el enlace de comunicación. Luego se determinó el orden de prioridad para el envío de las variables de temperatura, presión, monóxido de carbono y metano. Una vez establecida dicha prioridad, se definió el transceptor Xbee Pro 900 como el módulo de comunicación para transmitir y recibir los datos desde la troposfera a la tierra. Seguidamente se desarrolló y simuló el protocolo de comunicación, tomando en cuenta el orden de prioridad de las variables y asegurando los datos mediante un código de detección de errores. Por último, se implementó el sistema de comunicación a una distancia de separación de 5,387km, logrando una transmisión de datos fiable con un porcentaje de efectividad del 81,7 %.