Desarrollo de sistema autónomo basado en Raspberry Pi Zero W cuya finalidad es la captura acústica de señales en entornos naturales, procesando estas y enviándolas de manera remota a un servidor para su posterior uso en algoritmos de Inteligencia Artificial.

El sistema puede instalarse en cualquier lugar y realizar su trabajo de forma autónoma gracias a su batería externa. El dispositivo se encuentra optimizado para tener el menor consumo posible, así como funcionar durante las horas definidas por el usuario.

Este trabajo supuso para su autor el Trabajo de Fin de Máster del Máster en Ingeniería en Telecomunicación de la Escuela Politécnica de Cáceres, en la Universidad de Extremadura.

El objetivo de este ha sido desarrollar un dispositivo desde cero y con materia tecnológica en auge, como es el caso del Internet de las Cosas o la Inteligencia Artificial. Ambas materias son trabajadas durante el Máster, así como el tratamiento y estudio de señales acústicas durante el Grado en Ingeniería en Imagen y Sonido en Telecomunicaciones, de modo que todos estos conocimientos han sido puestos bajo el dispositivo aquí desarrollado, SOLMoth.

Este apartado puede consultarse más en profundidad en el propio trabajo, adjunto a esta publicación.

• Se ha conseguido desarrollar un dispositivo funcional con carácter Open Source cuyo flujo de programa se encuentra definido y documentado.
• Se ha conseguido dotar de autonomía al dispositivo gracias al uso de una batería externa y el gestor de energía Witty Pi 3 Mini.
• Se han logrado integrar bajo un mismo sistema operativo el micrófono y la tarjeta de sonido utilizados, dotándoles de capacidad de funcionamiento y definiendo el comportamiento de estos según las necesidades del proyecto.
• Desarrollo de software para captación de muestras de audio según detección por umbral y software para procesamiento de estas señales, obteniendo parámetros relevantes con el objetivo de una futura implementación en algoritmos de Machine Learning.
• Se ha dotado al dispositivo de conectividad Wi-Fi intermitente, permitiendo activar el módulo únicamente cuando es necesario enviar datos al servidor. Todo a través del protocolo de comunicación MQTT.
• Todos los softwares y sus configuraciones se encuentran almacenadas en GitHub, por lo que una vez que contamos con un servidor, solo hay que utilizar los archivos del repositorio, para levantar el sistema de forma rápida y segura.

Python,  RaspberryPi, Ubuntu, SSH, MQTT, Drivers, Wi-Fi

Puede verse la descripción detallada en la memoria del proyecto, en la zona de descargas.

• Raspberry Pi Zero W: 18€
• Micrófono Primo EM 272: 37€
• Witty Pi 3 Mini: 12€
• Tarjeta de sonido Sound Blaster Play! 4: 20€

Coste total aproximado, incluyendo batería y cableado: 100€

El desarrollo de este proyecto ha sido una tarea ambiciosa cuyos límites han sido impuestos por el propio desarrollador. En este sentido, se ha llevado a cabo la implementación de distintas tecnologías que han convergido en la definición del dispositivo.

SOLMoth busca la caracterización de animales a través de un dispositivo autónomo capaz de instalarse y funcionar en la naturaleza, obteniendo señales acústicas del entorno, procesándolas y enviándolas de manera inalámbrica a un servidor o bróker MQTT. Este proceso ha sido llevado a cabo mediante el uso de dispositivos de tipo Open Source, concluyendo en un precio de fabricación competente.

Autor: Diego Martínez Megías

Tutor: Antonio Gordillo Guerrero