Dispositivo de comunicaciones inalámbrico portátil de mediano alcance y bajo consumo de energía para situaciones de emergencia o pérdida de cobertura de la red celular
El presente trabajo hace parte de la temática de “Tecnologías para situaciones de emergencia”, propuesto por el semillero de telecomunicaciones de la universidad Autónoma de Occidente y muestra el diseño e implementación de un dispositivo de comunicaciones portátil de mediano alcance para situacione...
- Autores:
-
Vinasco Ramirez, Héctor Hernán
Martínez Díaz, José Ricardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/12299
- Acceso en línea:
- http://red.uao.edu.co//handle/10614/12299
- Palabra clave:
- Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Bluetooth
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Nodo de comunicación
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El presente trabajo hace parte de la temática de “Tecnologías para situaciones de emergencia”, propuesto por el semillero de telecomunicaciones de la universidad Autónoma de Occidente y muestra el diseño e implementación de un dispositivo de comunicaciones portátil de mediano alcance para situaciones de emergencia o perdida de cobertura de la red wifi o telefónica. Este dispositivo es complementario al teléfono inteligente o dispositivo móvil y se conecta al nodo utilizando la tecnología bluetooth, permitiendo así enviar información o datos desde el celular en la banda de los 900 MHz a través del módulo. Para el diseño del hardware o parte física del dispositivo se hace uso de una plataforma robusta y de rápido prototipado como lo es la Raspberry, permitiendo la interacción con el usuario al soportar un sistema operativo, además de presentar puertos seriales y conexión bluetooth, facilitando la conexión con múltiples dispositivos. Por otra parte, se emplea un módulo Xbee PRO encargado de la difusión y recepción de mensajes y como sistema de alimentación, un módulo de batería, el cual le suministra la energía necesaria al dispositivo para su funcionamiento. Para el protocolo de comunicación se desarrolla un script en código Python encargado de crear el socket Bluetooth y codificar y decodificar los mensajes de los módulos recibidos por serial, permitiendo así la comunicación bidireccional entre nodos de comunicación y visualización de mensajes a través de dispositivos móviles. Una vez construido el dispositivo, se procede a realizar simulaciones y pruebas de campo entre dos y tres nodos, evaluando su correcto funcionamiento y el alcance máximo al cual se puede mantener un enlace de comunicación, además de medir el consumo de energía para tener un estimado de duración de funcionamiento y dar algunas recomendaciones para continuar desarrollando y mejorando el proyecto al interior del semillero |
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Academia de Networking de Cisco System (2006). Fundamentos de Redes Inalámbricas. Madrid: Pearson Educación, S.A. BARNEDA FAUDOT, Iván. ZigBee aplicado a la transmisión de datos de sensores biomédicos [En línea]. Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Barcelona. España: Editorial Universitaria. [Consultado el 12 de marzo de 2018]. Disponible en internet: https://ddd.uab.cat/pub/trerecpro/2008/hdl_2072_13081/PFC_Ivan_Barneda.pdf BRICEÑO, José. Transmision de Datos. 3ra Ed. Mérida, Venezuela 2003. Taller de publicaciones de la Facultad de Ingeniería, ULA. 149 p. CARDAMA, Angel. Antenas. 2da Ed. Ediciones UPC. 2002. ISBN 978-84-830-1990-0. Comisión de regulación de comunicaciones. Regulación para promover el desarrollo e implementación del sistema nacional de telecomunicaciones de emergencias en Colombia [En línea]. Mayo de 2016. [Consultado el 9 de febrero de 2018]. Disponible en internet: https://www.crcom.gov.co/recursos_user/2016/Actividades_regulatorias/SNTE/DocSoporte_SNTE_publicar.pdf Digi, XBee-PRO 900HP/XSC RF Modules. User Guide. [Consultado el 23 de septiembre de 2019]. [En línea]. Disponible en internet: https://www.digi.com/resources/documentation/digidocs/pdfs/90002173.pdf Dignani, J. Pablo. Análisis de protocolo zigbee. Universidad Nacional de La Plata. 2011. [Consultado el 8 de septiembre de 2018]. [En línea]. Disponible en internet: https://postgrado.info.unlp.edu.ar/wp-content/uploads/2014/07/Dignanni_Jorge_Pablo.pdf FUSARIO, Rubén. Técnicas de transmisión banda base aplicadas a redes LAN y WAN. Ciudad Autónoma de buenos aires, Argentina. Instituto Nacional de Educación Tecnológica. ISBN 950-00-0545-X. GARCÍA, Armando. Calculo de Antenas. 4ta Ed. Marcombo. 2010 ISBN 978-84-267-1666-8. GARRETA, Jordi, Historia y evolución de las redes wifi: de tecnología inalámbrica a aplicación ligera para retailers [En línea]. 2017. [Consultado el 22 de febrero de 2018]. Disponible en internet: http://pleasenetworks.com. GOLDMAN, David. 2012. Sandy Knocks out 25% of Cell Service in Its Path [En linea]. CNNMoney. [Consultado el 9 de marzo de 2018]. Disponible en internet: http://money.cnn.com/2012/10/31/technology/mobile/sandy-cell-service-outages/index.html Horng-Lin Shieh, Chi-Chang Huang. Sistema de atención de emergencia que utiliza técnicas RFID y Zigbee. IEEE Xplore. [en línea] en: /ieeexplore.ieee.org. [Consultado: 18 de marzo de 2017]. Disponible en Internet: https://ieeexplore.ieee.org/document/7545137/ IEEE Network <<802.15.4 Low Rate Wireless Personal Area Networks>>2006. MARTINEZ, J. Ahrens, El huracán Irma golpea la costa de florida [En línea]. El País. [Consultado el 13 de septiembre de 2017]. Disponible en internet: https://elpais.com/internacional/2017/09/10/estados_unidos/1505074501_698095.html MORENO, Javier. Informe Técnico: Protocolo ZigBee (IEEE 802.15.4). PEREIRA, Matías, GAGGERO, Leonardo, DRABENCHE, Alejandro. La tecnología en situaciones climáticas extremas [En línea]. Facultad de Ingeniería, Universidad de Palermo. Argentina: Editorial Universitaria. [Consultado el 22 de febrero de 2018]. Disponible en internet: http://www.palermo.edu/ RIERA, Juan. ALABAU, Antonio. Teleinformática y redes de computadores. 2da ed. Marcombo 1984. ISBN 978-84-267-0539-6. SONNET device. [en línea]. [Consultado: 18 de marzo de 2017]. Disponible en Internet: https://www.sonnetlabs.com/ STALLINGS, William. Comunicaciones y Redes de Computadores. 6ta ed. Prentice Hall, 2000. 30 p. ISBN 978-84-205-4110-5. TOMASI, Wayne. Sistemas de Comunicaciones Electrónicas. 4ta Ed. México, Pearson Education. 2003. 615 p. ISBN 970-26-0316-1. VELASCO, Nicolás. Microcontroladores [En línea]. Facultad de Ingeniería, Universidad de Sevilla. España: Editorial Universitaria. [Consultado el 9 de marzo de 2018]. Disponible en internet: http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11141/fichero/PFC%252F3+Microcontroladores.pdf |
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Para el diseño del hardware o parte física del dispositivo se hace uso de una plataforma robusta y de rápido prototipado como lo es la Raspberry, permitiendo la interacción con el usuario al soportar un sistema operativo, además de presentar puertos seriales y conexión bluetooth, facilitando la conexión con múltiples dispositivos. Por otra parte, se emplea un módulo Xbee PRO encargado de la difusión y recepción de mensajes y como sistema de alimentación, un módulo de batería, el cual le suministra la energía necesaria al dispositivo para su funcionamiento. Para el protocolo de comunicación se desarrolla un script en código Python encargado de crear el socket Bluetooth y codificar y decodificar los mensajes de los módulos recibidos por serial, permitiendo así la comunicación bidireccional entre nodos de comunicación y visualización de mensajes a través de dispositivos móviles. Una vez construido el dispositivo, se procede a realizar simulaciones y pruebas de campo entre dos y tres nodos, evaluando su correcto funcionamiento y el alcance máximo al cual se puede mantener un enlace de comunicación, además de medir el consumo de energía para tener un estimado de duración de funcionamiento y dar algunas recomendaciones para continuar desarrollando y mejorando el proyecto al interior del semilleroThis work is part of the theme of "Technologies for emergency situations", proposed by the telecommunications hotbed of the Autónoma de Occidente University and it shows the design and implementation of a medium-range portable communications device for emergencies or lost coverage of the Wi-Fi or telephone network. This device is complementary to the smartphone or mobile device and connects to the node using bluetooth technology, thus allowing information or data to be sent from the cell phone in the 900 MHz band through the module. For the design of the hardware or physical part of the device, a robust and rapid prototyping platform such as the Raspberry is used, allowing interaction with the user to support an operating system, in addition to presenting serial ports and Bluetooth connection facilitating the connection with multiple devices. On the other hand, an Xbee PRO module in charge of the diffusion and reception of messages is used, and as supply system a battery module, which supplies the necessary energy to the device for its operation. For the communication protocol, a Python code script is developed to create the Bluetooth socket and encode and decode the messages of the modules, thus allowing bidirectional communication between communication nodes and message display through mobile devices. Once the device is built, simulations and field tests are carried out between two and three nodes, evaluating its correct operation and the maximum range to which a communication link can be maintained, in addition for measuring energy consumption in order to have an estimate of duration of operation and give some recommendations to continue developing and improving the project inside the hotbedPasantía de investigación (Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2020PregradoIngeniero(a) en Electrónica y Telecomunicacionesapplication/pdf112 páginasspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería Electrónica y TelecomunicacionesDepartamento de Automática y ElectrónicaFacultad de IngenieríaDerechos Reservados - Universidad Autónoma de Occidentehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2instname:Universidad Autónoma de Occidentereponame:Repositorio Institucional UAOIngeniería Electrónica y TelecomunicacionesBluetoothHardwareNodo de comunicaciónPuerto serialXbeePythonRaspberryCommunication nodeSerial portDispositivo de comunicaciones inalámbrico portátil de mediano alcance y bajo consumo de energía para situaciones de emergencia o pérdida de cobertura de la red celularTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Academia de Networking de Cisco System (2006). 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