La presente memoria describe el desarrollo de un sistema embebido para la adquisición y transmisión de datos mediante tecnologías propias del Internet de las Cosas (IoT), centrado en la integración de comunicación CAN y Ethernet sobre una arquitectura basada en el microcontrolador ESP32-S3, con el soporte de la biblioteca micro-ROS. El documento se organiza en siete capítulos, guiando al lector desde la motivación inicial hasta los resultados y conclusiones del sistema propuesto.
El trabajo comienza con una introducción donde se exponen las razones que han motivado el proyecto y los objetivos principales que se pretenden alcanzar. A continuación, el capítulo de Metodología y Planificación detalla la organización temporal del desarrollo, los recursos empleados, los posibles casos de uso del sistema, y los requisitos técnicos y funcionales necesarios para su implementación.
En el capítulo de Estado del Arte se analizan los principales componentes y tecnologías utilizadas, con una atención especial al microcontrolador ESP32-S3, el protocolo CAN y el protocolo Ethernet, así como al ecosistema ROS 2 y micro-ROS. Además, se incluye un análisis del mercado en el ámbito de la automoción, donde se contextualiza la solución propuesta frente a alternativas industriales y proyectos similares.
El bloque de Desarrollo aborda la implementación práctica del sistema. Se detalla el proceso de integración de los módulos Ethernet (W5500) y CAN (MCP2515) en el ESP32- S3, la configuración del entorno micro-ROS y la construcción de un nodo bidireccional con publicador y suscriptor. Se incluyen explicaciones técnicas sobre la gestión del protocolo SPI, el uso de interfaces independientes y la estructura de los mensajes ROS 2 empleados.
El capítulo de Resultados recoge el funcionamiento general del sistema integrado, el grado de cumplimiento de los objetivos establecidos, aspectos técnicos destacados del desarrollo, así como las principales limitaciones detectadas y propuestas de mejora orientadas a futuras versiones del proyecto.
Se dedica también un capítulo a la vinculación del proyecto con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), destacando su contribución a la innovación en infraestructuras tecnológicas, la mejora educativa, el fomento de comunidades sostenibles y la responsabilidad en el uso de recursos.
Por último, la memoria concluye con un resumen de los logros obtenidos, una valoración crítica del trabajo realizado y la recopilación bibliográfica.
Abstract:
This thesis presents the development of an embedded system for data acquisition and transmission using Internet of Things (IoT) technologies. The system is based on the ESP32-S3 microcontroller and integrates CAN and Ethernet communication, supported by the micro-ROS library. The document is organized into seven chapters, guiding the reader from the initial motivation through to the system’s implementation, results, and final conclusions.
The work begins with an introduction outlining the motivation behind the project and its main objectives. The following chapter on Methodology and Planning details the project timeline, the resources used, potential use cases, and the technical and functional requirements that shaped the system’s design.
The State of the Art chapter explores the main components and technologies involved, with a particular focus on the ESP32-S3 microcontroller, the CAN and Ethernet communication protocols, and the ROS 2 and micro-ROS ecosystem. A market analysis is also included, specifically within the automotive sector, to contextualize the proposed solution in relation to industrial alternatives and similar embedded projects.
The Development chapter explains the practical implementation of the system. It covers the integration of the Ethernet (W5500) and CAN (MCP2515) modules with the ESP32-S3, the configuration of the micro-ROS environment, and the construction of a bidirectional ROS 2 node with publisher and subscriber functionality. Technical aspects such as SPI management, use of separate SPI buses, and message structure are also discussed in detail.
The Results chapter presents the overall performance of the integrated system, the extent to which the initial objectives were met, notable technical features of the project, as well as the main limitations encountered and suggestions for improvement in future iterations.
A dedicated chapter links the project to several Sustainable Development Goals (SDGs), highlighting its contribution to innovation in infrastructure, educational advancement, urban sustainability, and responsible resource use.
Finally, the document closes with a summary of the key achievements, a critical reflection on the work carried out, and a comprehensive list of references that support the technical development of the system.
La presente memoria describe el desarrollo de un sistema embebido para la adquisición y transmisión de datos mediante tecnologías propias del Internet de las Cosas (IoT), centrado en la integración de comunicación CAN y Ethernet sobre una arquitectura basada en el microcontrolador ESP32-S3, con el soporte de la biblioteca micro-ROS. El documento se organiza en siete capítulos, guiando al lector desde la motivación inicial hasta los resultados y conclusiones del sistema propuesto.
El trabajo comienza con una introducción donde se exponen las razones que han motivado el proyecto y los objetivos principales que se pretenden alcanzar. A continuación, el capítulo de Metodología y Planificación detalla la organización temporal del desarrollo, los recursos empleados, los posibles casos de uso del sistema, y los requisitos técnicos y funcionales necesarios para su implementación.
En el capítulo de Estado del Arte se analizan los principales componentes y tecnologías utilizadas, con una atención especial al microcontrolador ESP32-S3, el protocolo CAN y el protocolo Ethernet, así como al ecosistema ROS 2 y micro-ROS. Además, se incluye un análisis del mercado en el ámbito de la automoción, donde se contextualiza la solución propuesta frente a alternativas industriales y proyectos similares.
El bloque de Desarrollo aborda la implementación práctica del sistema. Se detalla el proceso de integración de los módulos Ethernet (W5500) y CAN (MCP2515) en el ESP32- S3, la configuración del entorno micro-ROS y la construcción de un nodo bidireccional con publicador y suscriptor. Se incluyen explicaciones técnicas sobre la gestión del protocolo SPI, el uso de interfaces independientes y la estructura de los mensajes ROS 2 empleados.
El capítulo de Resultados recoge el funcionamiento general del sistema integrado, el grado de cumplimiento de los objetivos establecidos, aspectos técnicos destacados del desarrollo, así como las principales limitaciones detectadas y propuestas de mejora orientadas a futuras versiones del proyecto.
Se dedica también un capítulo a la vinculación del proyecto con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), destacando su contribución a la innovación en infraestructuras tecnológicas, la mejora educativa, el fomento de comunidades sostenibles y la responsabilidad en el uso de recursos.
Por último, la memoria concluye con un resumen de los logros obtenidos, una valoración crítica del trabajo realizado y la recopilación bibliográfica.
Abstract:
This thesis presents the development of an embedded system for data acquisition and transmission using Internet of Things (IoT) technologies. The system is based on the ESP32-S3 microcontroller and integrates CAN and Ethernet communication, supported by the micro-ROS library. The document is organized into seven chapters, guiding the reader from the initial motivation through to the system’s implementation, results, and final conclusions.
The work begins with an introduction outlining the motivation behind the project and its main objectives. The following chapter on Methodology and Planning details the project timeline, the resources used, potential use cases, and the technical and functional requirements that shaped the system’s design.
The State of the Art chapter explores the main components and technologies involved, with a particular focus on the ESP32-S3 microcontroller, the CAN and Ethernet communication protocols, and the ROS 2 and micro-ROS ecosystem. A market analysis is also included, specifically within the automotive sector, to contextualize the proposed solution in relation to industrial alternatives and similar embedded projects.
The Development chapter explains the practical implementation of the system. It covers the integration of the Ethernet (W5500) and CAN (MCP2515) modules with the ESP32-S3, the configuration of the micro-ROS environment, and the construction of a bidirectional ROS 2 node with publisher and subscriber functionality. Technical aspects such as SPI management, use of separate SPI buses, and message structure are also discussed in detail.
The Results chapter presents the overall performance of the integrated system, the extent to which the initial objectives were met, notable technical features of the project, as well as the main limitations encountered and suggestions for improvement in future iterations.
A dedicated chapter links the project to several Sustainable Development Goals (SDGs), highlighting its contribution to innovation in infrastructure, educational advancement, urban sustainability, and responsible resource use.
Finally, the document closes with a summary of the key achievements, a critical reflection on the work carried out, and a comprehensive list of references that support the technical development of the system. Read More
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