Optimized aquaculture data management with IoT: Cloud storage and processing
DOI:
https://doi.org/10.61117/ipsumtec.v8i2.434Keywords:
IoT, Sensors, Water Quality, Database, Wireless Transmission, Web ApplicationAbstract
The Internet of Things (IoT)-based water quality monitoring system, aimed at optimizing management in aquaculture environments, integrates an Arduino UNO R4 WiFi board with pH, turbidity, dissolved oxygen, and temperature sensors, enabling real-time data acquisition and transmission to a cloud database. To this end, a Node.js API was developed within the Visual Studio Code environment to manage communication between IoT devices and Firebase, a NoSQL platform used for fast and scalable data storage.
Wireless transmission is achieved through the microcontroller's integrated connectivity, ensuring continuous updating of the measured parameters. A web application was also designed to facilitate data visualization, generate historical reports, and send alerts in the event of potential anomalies. Functional tests demonstrated the system's stability, measurement capture accuracy, and data transmission integrity. Overall, the results demonstrate the technical feasibility and potential of the system as a support tool for sustainable water quality management in aquaculture environments.
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Atzori, L., Iera, A., & Morabito, G. (2010). The Internet of Things: A survey. Computer Networks, 54(15), 2787-2805. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comnet.2010.05.010
Arduino S.r.l. (28 de julio de 2025). Arduino UNO R4 WiFi – 32-bit MCU with WiFi & Bluetooth. Arduino Online Shop. Recuperado de https://store-usa.arduino.cc/products/uno-r4-wifi?srsltid=AfmBOoqSdUvProUdw9zTPZO7V0XWsb59qFAKcyHHQCu3xEXS7kf0Fw5
Sensores. (25 de JULIO de 2024). Sensores de pH para Arduino. Obtenido de Sensores de pH para Arduino: https://proyectosconarduino.com/sensores/sensores-de-ph-para-arduino/
Ecuarobot.com. (24 de marzo de 2021). Medición de la turbidez del agua para determinar la calidad del agua mediante Arduino y el sensor de turbidez. https://ecuarobot.com/2021/03/24/medicion-de-la-turbidez-del-agua-para-determinar-la-calidad-del-agua-mediante-arduino-y-el-sensor-de-turbidez/
Xi'an Desun Uniwill Electronic Technology Co., Limitado. (25 de febrero de 2025). Sensor de oxígeno disuelto fluorescente DS380. https://disen-sensor.com/es/producto/sensor-de-oxigeno-disuelto/
SENSORS, R. (Agosto de 2024). RECHNER SENSORS. Obtenido de El sensor de temperatura: https://www.rechner-sensors.com/es/documentacion/knowledge/el-sensor-de-temperatura#:~:text=Los%20sensores%20de%20temperatura%20son,sensores%20de%20calor%20o%20termosensores.
Google Cloud. (s.f.). ¿Qué es una base de datos en la nube? Google Cloud. Recuperado el 28 de marzo de 2025, de https://cloud.google.com/learn/what-is-a-cloud-database?hl=es-419
Galicia, F. P. (27 de junio de 2024). Visual Studio Code: Funcionalidades y beneficios para desarrolladores. Obtenido de GoDaddy: https://www.godaddy.com/resources/latam/desarrollo/visual-studio-code-editor
Mora, S. L. (17 de Mayo de 2020). DIGITAL55. Obtenido de Firebase: qué es, para qué sirve, funcionalidades y ventajas: https://digital55.com/blog/que-es-firebase-funcionalidades-ventajas-conclusiones/
Calvo, D. (12 de Septiembre de 2016). Bases de Datos. Obtenido de Características y Comparativa de las Bases de datos NoSql: https://www.diegocalvo.es/caracteristicas-y-comparativa-de-las-bases-de-datos-nosql/
ns-3-dev. (Julio de 2025). ns-3. Obtenido de IEEE 802.15.4: Red de área personal inalámbrica de baja velocidad (LR-WPAN): https://www.nsnam.org/docs/models/html/lr-wpan.html
IBM. (s.f.). ¿Qué es un microcontrolador? IBM. https://www.ibm.com/mx-es/think/topics/microcontroller
Rodríguez, M., Sánchez, D., & López, F. (2023). Sistemas inteligentes para la gestión de calidad del agua en acuicultura: Avances y desafíos. Revista Internacional de Tecnología y Medio Ambiente, 15(3), 75-92.
INEGI. (s/f). Programas de información. INEGI. Recuperado el 2 de marzo de 2024, de https://www.inegi.org.mx/programas/
Comisión Nacional de Acuacultura y Pesca (CONAPESCA). (2022). Anuario Estadístico de Acuacultura y Pesca 2022. https://nube.conapesca.gob.mx/sites/cona/dgppe/2022/ANUARIO_ESTADISTICO_DE_ACUACULTURA_Y_PESCA_2022.pdf
Boyd, C. E., & Tucker, C. S. (2014). Handbook for aquaculture water quality. Elsevier.
Tecnológico Nacional de México (TecNM). (2023). Agenda Estratégica para Agua Limpia y Saneamiento. TecNM.
Lomelí, L. (26 de mayo de 2023). Metodología Scrum: Roles, Procesos y Artefactos. Innevo. Obtenido de https://innevo.com/blog/metodologia-scrum
Carrasco, D. (25 de Febrero de 2023). ElectroSoftCloud. Obtenido de MQTT: ¿Qué es y cómo funciona?: https://www.electrosoftcloud.com/mqtt-que-es-y-como-funciona/
Beschokov, M. (7 de ABRIL de 2025). WALLARM. Obtenido de ¿Qué es el protocolo CoAP? Significado y arquitectura: https://lab.wallarm.com/what/que-es-el-protocolo-coap-significado-y-arquitectura/?lang=es
Comisión Nacional de Acuacultura y Pesca (CONAPESCA). (2024, 18 de marzo). Produce México más de 1 millón 900 mil toneladas de especies pesqueras y acuícolas en 2023. Gobierno de México. Recuperado de https://www.gob.mx/conapesca/prensa/produce-mexico-mas-de-1-millon-900-mil-toneladas-de-especies-pesqueras-y-acuicolas-en-2023
Instituto Federal de Telecomunicaciones. (2024, 13 de junio). Encuesta Nacional sobre Disponibilidad y Uso de Tecnologías de la Información en los Hogares (ENDUTIH) 2023 [Comunicado de prensa]. Recuperado de https://www.ift.org.mx/comunicacion-y-medios/comunicados-ift/es/encuesta-nacional-sobre-disponibilidad-y-uso-de-tecnologias-de-la-informacion-en-los-hogares-endutih-1
Duarte Correa, R., & Ramírez Rodríguez, D. (2007). Sistema de Monitoreo y Control Inalámbrico en Granjas Acuícolas [Universidad Autónoma de Querétaro]. https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/5687
Sosa Sales, J., & Beltrán Rendon, E. (2015). Automatización y control para el bombeo de una granja camaronera en la localidad de Pimientillo, Nayarit. https://pistaseducativas.celaya.tecnm.mx/index.php/pistas/issue/view/28/showToc, 36(113), 527–539. https://pistaseducativas.celaya.tecnm.mx/index.php/pistas/article/viewFile/349/338
ALFAIOT-WEBMASTER. (17 de NOVIEMBRE de 2022). LoRaWAN, el protocolo de red ideal para el Internet de las Cosas. Obtenido de LoRaWAN, el protocolo de red ideal para el Internet de las Cosas: https://alfaiot.com/iot/lorawan-el-protocolo-de-red-ideal-para-el-internet-de-las-cosas/
Naciones Unidas. (25 de septiembre de 2015). La Asamblea General adopta la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible. Desarrollo Sostenible. Recuperado de https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/2015/09/la-asamblea-general-adopta-la-agenda-2030-para-el-desarrollo-sostenible/
Silva, F. (07 de octubre de 2020). Servicios Softcorp CA. Obtenido de https://servisoftcorp.com/definicion-y-como-funcionan-las-aplicaciones-moviles/#Que_es_una_aplicacion_movil
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