Caso de estudio · Gasolinera · ESP32 PLC 21 CORE
Contar los coches de la carretera. Saber quién para.
Sensores en la calzada cuentan cada vehículo. Un PLC con wifi envía los datos.
Los surtidores registran lo que se vende. Los sensores de la calzada muestran quién pasa, quién entra y cuánto tiempo se queda.
Tres cifras para cada hora: vehículos en la carretera, vehículos que entran, minutos que se quedan.
Este caso describe una estación de servicio cuyo operador quería datos reales de su tráfico de vehículos. El caso no cita al operador ni el lugar, y no publica sus cifras. Los valores de los paneles son ejemplos, no datos de la instalación.
El reto
Una estación vende combustible, comida y servicios. ¿Cuándo llegan los clientes?
Hoy una estación de servicio es mucho más que un lugar para repostar. Tiene restaurante, lavado de coches, taller o tienda. Muchas estaciones ya intentan ajustar sus precios al comportamiento de sus clientes. Este operador quería un estudio en tiempo real del tráfico de vehículos en la estación y en la carretera de delante, para basar su estrategia comercial en datos sólidos.
Cuánto se quedan los vehículos
La estancia media de los vehículos. Ayuda a prever cuándo se forman colas en los surtidores y cuándo cambiar el precio del combustible.
Quién entra y no reposta
La proporción de vehículos que entran y no repostan, y los que paran en el bar o en la tienda. Indica el mejor momento para promocionar la tienda, la cafetería o la estación.
El tráfico de la carretera
El volumen de tráfico en la carretera de delante de la estación, cada hora, para compararlo con el consumo de los clientes.
Ofertas en el momento justo
Con el comportamiento por periodos y por fechas, los gestores planifican la oferta, lanzan promociones especiales o adaptan el precio del combustible en los momentos clave, como los fines de semana o las horas punta de los festivos.
Inalámbrico, en la estación que ya existe
La solución se adapta al lugar. Los sensores avisan de cada vehículo por radio, y el PLC entra en la red local de la estación por wifi.
Cómo funciona
Tres fases: detectar, calcular, comparar.
Cada fase muestra una parte del sistema. Pulsa los botones y mueve los controles. Los paneles son simulaciones ilustrativas: carriles, tasas, estancias y perfiles horarios son ejemplos, no datos de la instalación.
Cada punto de detección avisa por radio.
Hay transductores electromagnéticos en cada carril de la carretera de delante de la estación, y en la entrada y la salida del área de servicio. Cada vez que un transductor detecta un vehículo, envía el dato por radio a un único receptor: un módulo OpenMote B que recibe de todos los transductores. El receptor pasa cada detección al PLC. Haz pasar un coche, deja entrar otro o pon tráfico.
- Un transductor en cada carril, en la entrada y en la salida
- Un mensaje de radio en cada detección
- Un receptor OpenMote B para todos los puntos
Mensajes en el receptor (ejemplo)
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo. Ejemplo: dos carriles, una entrada, una salida, unos 450 vehículos por hora en la carretera y 72 entradas por hora. El caso no publica el número de carriles ni su tráfico.
Guarda cada detección con la hora correcta: reloj de tiempo real sincronizado por NTP en un ESP32 PLC. Conserva los contadores tras un corte de luz: contadores persistentes en NVS.
Los recuentos se convierten en estancia y tasa de parada.
Los recuentos responden a las preguntas del operador: cuántos vehículos pasan, cuántos paran, cuánto se quedan y cuántos no repostan. Una forma habitual de calcular la estancia con detectores anónimos: los vehículos dentro son las entradas menos las salidas, y la estancia media es el número medio de vehículos dentro dividido por las entradas por hora. El caso no dice de dónde salen las ventas de combustible. Mueve los controles.
- Tasa de parada: entradas sobre el tráfico de la carretera
- Una forma habitual: la estancia media a partir de los vehículos dentro y las entradas
- Entradas sin repostar: entradas frente a ventas de combustible de la misma hora
Registro horario en el servidor (ejemplo)
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo. Ejemplo: estancia media = vehículos dentro de media / entradas por hora (ley de Little, válida para medias del mismo periodo). Las entradas sin repostar suponen una venta de combustible por vehículo. Límite de estancia de 10 min, un ejemplo.
Publica los contadores como registros: un mapa de registros Modbus TCP para una planta.
El servidor guarda cada hora. Node-RED lo muestra.
El PLC entra en la red local de la estación por wifi y envía los datos con Modbus TCP. Los datos se guardan en el servidor y se monitorizan con Node-RED. El operador los ve por zonas y por franjas horarias, y los compara con otros días. Cambia entre la carretera y la estación, y luego compara un día laborable con un domingo.
- Datos guardados en el servidor, por horas
- Vistas por zona y por franja horaria
- Comparación con otros días
Momentos clave (ejemplo)
Simulación ilustrativa. Valores de ejemplo. Perfiles de ejemplo: un día laborable con puntas por la mañana y por la tarde, un domingo con una punta hacia mediodía y otra por la tarde. El caso no publica sus datos horarios.
Varios puntos en una pantalla: panel de Node-RED para monitorizar varias estaciones. Guarda un histórico: registro en CSV con una tabla en vivo en Node-RED.
Arquitectura del sistema
¿Cómo se cuenta el tráfico de una estación de servicio con un PLC?
Unos transductores electromagnéticos en cada carril de la autopista de delante, y en la entrada y la salida del área de servicio, envían cada detección por radio. Un receptor OpenMote B las recoge y las pasa a un PLC con wifi. El PLC entra en la red local de la estación por wifi y envía los datos con Modbus TCP a un servidor, donde Node-RED los guarda y los muestra en una pantalla o en un móvil.
| Señal | Entre | Tipo | Para qué |
|---|---|---|---|
| Vehículo en un carril | EntreTransductor en cada carril → receptor | TipoRadio | Para quéTráfico en la carretera, cada hora |
| Vehículo en la entrada | EntreTransductor → receptor | TipoRadio | Para quéEntradas, inicio de la estancia |
| Vehículo en la salida | EntreTransductor → receptor | TipoRadio | Para quéSalidas, fin de la estancia |
| Detecciones | EntreReceptor OpenMote B → PLC | TipoSerie (habitual) | Para quéContadores de cada punto |
| Contadores y horas | EntrePLC → servidor | TipoWifi, Modbus TCP | Para quéGuardados por horas |
| Vistas | EntreServidor → pantalla o móvil | TipoNode-RED | Para quéPor zona, franja horaria y día |
| Ventas de combustible (opción) | EntreSistema de surtidores → servidor | TipoNo publicado | Para quéEntradas sin repostar |
Por qué funciona
Medir donde pasan los vehículos. Comparar por horas.
Un sensor en cada punto
Cada carril, la entrada y la salida tienen su transductor. El tráfico de la carretera y el de la estación salen del mismo sistema.
Radio desde la calzada
Los transductores envían cada detección por radio a un único receptor. El sistema se adapta al lugar.
Una pila de radio abierta
El receptor OpenMote B usa una implementación de código abierto de 6TiSCH, el trabajo del IETF para IPv6 sobre el modo de salto de canal con intervalos de tiempo de IEEE 802.15.4.
Un protocolo estándar en la red
El PLC habla Modbus TCP por la wifi de la estación. Node-RED y la mayoría de sistemas SCADA lo leen.
Recuentos por hora, comparados por día
Un recuento horario por zona se convierte en vistas por franja y en comparaciones entre días: la base para ofertas y precios en el momento justo.
Hardware abierto, tu propio código
El PLC se programa con el IDE de Arduino. Nuevos puntos o nuevos contadores son un cambio en el programa.
Hardware
Un PLC con wifi detrás del receptor. Una pantalla para las vistas.
ESP32 PLC 21 CORE
Un controlador industrial basado en el ESP32 de doble núcleo, con wifi, Bluetooth LE y Ethernet, para carril DIN. Se programa en C++ con el IDE de Arduino. Aquí recibe las detecciones del receptor, guarda los contadores con la hora y los envía por wifi con Modbus TCP.
- Función
- Contadores de cada punto, marcas de tiempo, Modbus TCP por wifi
- Procesador
- ESP32 de doble núcleo, hasta 240 MHz, 16 MB de flash, 520 KB de SRAM
- Inalámbrico
- Wifi 2,4 GHz, Bluetooth LE
- Por cable
- Ethernet 10/100 Mbit; RS-485; serie RS-232 y TTL a elegir con un interruptor DIP
- Reloj de tiempo real
- DS3231 con batería de respaldo
- E/S
- 13 entradas, 8 salidas
- Programación
- IDE de Arduino
- Montaje
- Carril DIN TS35, IP20, dentro de un armario
El caso usaba un PLC de Industrial Shields de la familia con wifi y Bluetooth LE, basado en Arduino. La página antigua del caso muestra un M-Duino 19R. Los PLC M-Duino con wifi y Bluetooth ya no están en la tienda web. Hoy hace el mismo trabajo el ESP32 PLC 21 CORE: wifi hacia la red de la estación y un puerto serie para el receptor. El caso no dice cómo se conecta el receptor al PLC; comprueba los niveles de señal de los dos lados. El receptor OpenMote B y los transductores no son productos de Industrial Shields.
TouchBerry Pi Panel PC 10.1" FLEX
Un Panel PC industrial con Raspberry Pi 4 y pantalla táctil de 10,1". Un uso habitual en este sistema: la pantalla de la oficina de la estación que muestra las vistas de Node-RED por zona, franja horaria y día.
- Función
- Pantalla para las vistas de Node-RED
- Pantalla
- 10,1", táctil
- Ordenador
- Raspberry Pi 4
- Red
- Gigabit Ethernet
La página antigua del caso incluye un TouchBerry Pi de 10,1" entre los productos del caso. El texto pone los datos en un servidor con Node-RED y no dice dónde va la pantalla. El modelo actual es el TouchBerry Pi Panel PC 10.1" FLEX. La familia también tiene modelos de 7" y de 18,5".
Preguntas sobre este caso
¿Cómo se mide cuánto tiempo se quedan los vehículos en una estación de servicio?
Con un detector en la entrada y otro en la salida. Los vehículos dentro son las entradas menos las salidas. Una forma habitual de obtener la estancia media con detectores anónimos: dividir el número medio de vehículos dentro por las entradas por hora (ley de Little). Por ejemplo, 9 vehículos dentro de media y 72 entradas por hora dan 7,5 minutos. Usa medias del mismo periodo. Pon a cero el contador de vehículos dentro cuando la estación esté vacía, para que una detección perdida no se acumule.
¿Cómo se sabe cuántos vehículos entran y no repostan?
Es uno de los objetivos del caso, pero el caso no dice de dónde salen los datos de repostaje. Una forma habitual: comparar las entradas de cada hora con las ventas de combustible de la misma hora del sistema de surtidores. El resto de entradas son vehículos que paran por la tienda, la cafetería u otros servicios.
¿Qué sensores detectan los vehículos en cada carril?
El caso usa transductores electromagnéticos en cada carril de la carretera de delante de la estación, y en la entrada y la salida del área de servicio. Los sensores de este tipo detectan el cambio del campo magnético que provoca un vehículo. En cada detección envían un mensaje de radio al receptor. El caso no publica el modelo.
¿Qué es 6TiSCH?
6TiSCH es el trabajo del IETF para IPv6 sobre el modo de salto de canal con intervalos de tiempo (TSCH) de IEEE 802.15.4. Los nodos comparten un calendario y cambian de canal en cada intervalo, lo que va bien en redes de bajo consumo con interferencias de radio. En este caso, el receptor OpenMote B usa una implementación de código abierto.
¿Cómo envía el PLC los datos al servidor?
El PLC entra en la red local de la estación por wifi y usa Modbus TCP. Una forma habitual: el PLC es el servidor Modbus TCP y tiene un registro para cada contador, y Node-RED, en el servidor, los lee cada minuto. Consulta un mapa de registros Modbus TCP, una reconexión wifi sin bloqueos y un reloj sincronizado por NTP para las marcas de tiempo.
¿Cómo usa la estación los datos?
Para su estrategia comercial. Con el tráfico por zona, franja horaria y día, los gestores planifican la oferta, lanzan promociones especiales y adaptan el precio del combustible en los momentos clave, como los fines de semana o las horas punta de los festivos. El sistema mide; el operador decide.
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