Simulacion de Sensores¶

El sistema de simulacion permite ejecutar el pipeline completo sin hardware I2C conectado. Reemplaza los sensores reales con generadores de datos sinteticos que implementan la misma interfaz read_*().

Como Funciona¶

flowchart TB
    subgraph Simulacion
        SS[SimulatedSensors<br/>Ornstein-Uhlenbeck] --> |read_co2, read_ph...| M[Monitores Reales]
    end
    subgraph Produccion
        RS[Sensores EZO<br/>smbus2 I2C] --> |read_co2, read_ph...| M2[Monitores Reales]
    end
    M --> MQTT[MQTT Pipeline]
    M2 --> MQTT

Los sensores simulados se inyectan via el patron de dependency injection existente:

# El monitor acepta sensor opcional
CO2Monitor(lower, upper, input_EZO_CO2Sensor=SimulatedCO2Sensor())

Modelo de Datos: Ornstein-Uhlenbeck¶

Cada sensor simulado usa un proceso estocastico de mean reversion que genera datos realistas:

Media: valor objetivo alrededor del cual fluctua
Desviacion estandar: magnitud del ruido
Tasa de reversion: que tan rapido vuelve a la media (0-1)
Ciclo diurno: sinusoide de 24h (opcional)
Anomalias: spikes aleatorios (probabilidad configurable)
Fallas: retorna NaN simulando desconexion (probabilidad configurable)

Escenarios Disponibles¶

Escenario	Descripcion
`normal`	Operacion normal con fluctuaciones naturales
`heat_wave`	Temperatura alta, humedad baja, estres de oxigeno
`nutrient_imbalance`	pH y EC fuera de rango, degradacion de nutrientes
`sensor_failure`	Lecturas NaN aleatorias simulando fallas hardware
`anomaly_spikes`	Spikes extremos ocasionales en multiples sensores
`night_cycle`	Condiciones nocturnas: CO2 alto, humedad alta, temp baja
`stress`	Todos los parametros cerca de sus limites

Uso¶

# Listar escenarios
make dev-raspberry-i2c-sim-scenarios

# Ejecutar simulacion normal
make dev-raspberry-i2c-sim

# Escenario especifico con intervalo custom
SCENARIO=heat_wave INTERVAL=10 make dev-raspberry-i2c-sim

# Via Python directo
cd apps/raspberry
.venv/bin/python3 -m src.main \
    --orchestrator-mode indoor \
    --simulate \
    --scenario nutrient_imbalance \
    --sim-interval 15 \
    --debug

Salida de Ejemplo¶

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  SIMULATION [heat_wave]  --  14:23:15
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  CO2:                                  537.91 ppm
  Humedad:                               38.22 %
  Temperatura (solucion):                30.46 C
  pH:                                     6.26
  EC:                                  1800.18 uS/cm
  TDS:                                 1206.68 mg/L
  DO:                                     4.54 mg/L
  ORP:                                  366.14 mV

  ALERTS:
  !! Humidity below lower bound (40)
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