trabajo colaborativo2 grupo 301401 32
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INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONESTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
Ingeniería De Las Telecomunicaciones
Grupo: 301401-32
Trabajo colaborativo # 2
Presentado por:
JUAN CARLOS SEPULVEDA DAZA
Código: 7185224
ARELIS JIMENEZ
Código: 46371366
MARCO FIDEL VARGAS
Presentado a :
Tutora: María Victoria Medina
Escuela De Ciencias Básicas e Ingeniería (Ingeniería en Sistemas)
CEAD Tunja
17 de mayo de 2016
INTRODUCCION
En este tipo de cultivos es muy importante la utilización de técnicas avanzadas y tecnologías novedosas
para mejorar el rendimiento de la plantación. En este trabajo se presenta un sistema avanzado para la
monitorización de variables aplicadas a la agricultura intensiva. El sistema de monitorización usa una
red de sensores inalámbricos (WSN) que funciona con 6LoWPAN y RPL como el protocolo de
enrutamiento, mide la humedad, la temperatura y la luz en el medio ambiente, así como el contenido
volumétrico de agua en el suelo. La WSN envía los datos recolectados a un dispositivo embebido que
almacena la información en una base de datos a fin de visualizar en forma gráfica y en tiempo real los
valores obtenidos en las plantaciones.
OBJETIVOS.
Identificar el tipo de red para la propuesta de solución de la empresa de Flores de Exportación.
Realizar un estudio para la implementación de nuevas tecnologías en el campo agrícola
específicamente en el campo de producción , embalaje y comercialización de flores.
Poner en practica los conocimientos adquiridos durante el estudio de la unidad 2 del curso.
Trabajar en equipo con los integrantes del grupo.
DIRECCION SITIO WEB FLORES DE MI ITERRA
http://empresa-de-flores-de-exportacion.webnode.es/
DESCRIPCION RESUMIDA
1. Debe identificar el concepto de sistema ciberfísico e internet de las cosas
Principalmente.
Un sistema ciberfisico es el que permite integrar una serie de aspectos computacionales como
comunicación , almacenamiento ,control es decir nos permite integrar los medios u objetos
físicos con el mundo virtual por medio de las redes digitales .
En mi campo de trabajo he podido interactuar personalmente con los sistemas cibersificos ya
que en la actualidad trabajo con una empresa de recolección de residuos especiales la cual
cuenta con una flotilla de 4 vehículos los cuales poseen un sistema ciberfisico que permiten
conectar estos objetos al mundo digital .
Estos vehículos poseen un mecanismo integrado al vehículo el cual cuenta con un chip el cual
es rastreado en tiempo real por medio de satélites y controlado por un software especializado
llamado traker.
De esta forma estos objetos o vehículos pertenecientes al mundo real son conectados a los
sistemas ciberfisicos y me permiten a mi dentro de mi área de trabajo rastrear los vehículos ,
conocer la ubicación exacta en la cual se encuentran , la velocidad con la cual se desplazan ,detectar
fallas o problemas que se puedan presentar en los vehículos así estos estén a muchos kilómetros de
distancia.
En fin los sistemas ciberfisicos nos permiten integrar a nuestra vida diaria los objetos del mundo
real por medio de las redes digitales que existen en la actualidad.
Nota: les dejo el link de la pagina por medio de la cual tengo acceso al sistema ciberfisico que
me permite controlar los vehículos de la empresa en la cual trabajo.
http://detektor.com.co/personas/index
El internet de las cosas es una red global la cual permite conectar casi cualquier cosa por medio
de las redes digitales, En la actualidad los dispositivos móviles cambiaron la manera como veíamos
el internet de las cosas ya que por medio de estos se pueden conectar o integrar casi cualquier
cosa desde computadores personales hasta elementos mas complejos como vehículos o casas.
El internet de las cosas es la capacidad que tienen los objetos de estar conectados a una red
digital y de esta forma recoger información ,procesarla y compartirla.
Ejemplos de sistemas ciberfisicos:
AMBIENTE FISICO AMBIENTE VIRTUAL
Vehículos (Seguimiento , localización
,rastreo)
Traker
Bioinformatica Biocomputacion
Programación en tiempo real Sistemas Embebidos
Computación Grafica Diseño asistido por computador CAD
El internet de las cosas nos abre un sin fin de posibilidades ya que en la actualidad existen
dispositivos los cuales al estar conectados a la red nos facilitan y mejoran la vida en muchos
aspectos.
Es un mercado generado por las telecomunicaciones ofrecer voz, datos e imágenes con la calidad de
servicio deseada, en base a incorporar en la misma una combinación de tecnologías que hacen posible
disponer de un gran ancho de banda y una alta capacidad de conmutación. El internet es uno de las
cosas mas utilizadas en el mundo ofreciendo servicios de comunicaciones de diversa naturaleza, a los
usuarios que se conectan a ellas y, así, muchas de las redes que hoy existen.
2. Debe reconocer los elementos que componen un sistema ciberfísico.
Los elementos de un sistema ciberfisico son todos los sistemas que interactúan con nuestro
entorno
Estos elementos son:
Sistemas de control
Planta
Activadores
Sensores
Red de control
Unidades de control de procesos
Redes de control
Arquitectura hibridas IT + OT
Se dividen en tres partes diferenciadas que son:
· Red de Transporte
· Red de Conmutación
· Red de Acceso
3. En los elementos de un sistema ciberfísico debe identificar los tipos de redes
Que este concepto puede relacionar, teniendo en cuenta los propuestos en la
Unidad 2 del curso.
REDES TECNOLOGIAS MEDIOS
LAN Redes Inalámbricas CLOUD : Computación en la
nube
MAN Telefonía Móvil CIBER : Dota a los objetos
o componentes físicos de
capacidades computacionales
y comunicacionales
WAN Internet CONTENT : Es un sistema
gestor de contenidos en un
medio digital WLAN Banda ancha
PAN Datos
RED PUNTO A PUNTO Voz
Sensores
1. Red Telefónica fija.
2. Redes Inalámbricas.
3. Red telefónica móvil.
4. Internet.
5. Redes de Acceso a banda ancha.
6. Redes de datos.
7. Redes de voz.
8. Redes se sensores inalámbricos.
4. Debe identificar cual es la evolución de la Internet convencional hacia la Internet
de las cosas.
Internet redes interconectadas se crearon por componentes de hardware y software ofreciendo
innumerables servicios, aplicaciones y usos de toda índole aprovechadas por el mundo de las
telecomunicaciones.
Inicialmente Internet tenía un objetivo claro, se navegaba en Internet para algo muy concreto:
búsquedas de información, generalmente, pero hoy en día es probable perderse en la red debido a los
grandes medios que brinda
El crecimiento de tantas personas a la red hace que se conviertan en todo un planeta enormemente
conectado entre sí, entre todos sus miembros.
El hecho de que Internet haya aumentado tanto implica una mayor cantidad de relaciones virtuales
entre personas. Es posible concluir que cuando una persona tenga una necesidad de conocimiento no
escrito en libros, puede recurrir a una fuente más acorde a su necesidad, ahora esta fuente es posible en
Internet.
Como toda gran revolución, Internet pronostica una nueva era de diferentes métodos de resolución de
problemas creados a partir de soluciones anteriores.
Para algunos usuarios, Internet genera una sensación de cercanía, empatía, comprensión y, a la vez, de
confusión, discusión, lucha y conflictos que los mismos usuarios pueden considerar como la vida
misma.
La evolución de la internet convencional hacia el internet de las cosas se remonta a la década
de los 60 cuando una agencia de investigación llamada arpa crea un sistema llamado arpa net
el cual hiso la primera conexión por red en el mundo , en 1972 se crea el primer correo
electrónico , en 1976 se crea Apple la cual crea el primer computador que es comercializado
de manera masiva en 1989 tim bernes crea las siglas www el cual es una contraseña que en sus
inicios permitía ingresar y interconectar paginas , en 1996 se crean los primeros navegadores
lOS cual tenían su principal exponente en internet Explorer , al año siguiente se hace lanza al
mercado la banda ancha por medio de un modem tipo DSL el cual brinda mucha mas velocidad
de navegación en 1998 se crea google el cual es el mas grande y poderoso motor de
búsqueda. Transcurrido todo este camino llegamos a la actualidad y nos encontramos con el
internet de las cosas lo cual es una tendencia mundial que se enfoca en interconexión a la
internet de casi todas las cosas u objetos para brindarnos así un sin fin de sistemas de
información y comunicación que facilitan y mejoran la calidad de vida en muchísimos campos
Parte 2 de la descripción
A. Definición de los tipos de redes elegidos, para solucionar el problema, justificando la
elección.
REDES DE SENSORES INALAMBRICOS
· Las redes WSN, (Redes de Sensores Inalámbricos), principalmente por su bajo costo,
versatilidad y tendencia hacia la ubicuidad, por ello en el presente artículo se hace un estudio de
las características que se deben tener en cuenta para la implementación de este tipo de redes
para la transmisión de datos en tiempo real en entornos cerrados,
· WSN que se pueden aplicar teniendo en cuenta: la topología, la frecuencia en que se
transmite, los dispositivos de red a utilizar, la arquitectura de transporte de datos y algunas
variables físicas que afectan la conectividad y la transmisión.
PROTOCOLO IEEE 802.15.4 / Zigbee
Las redes WSN tiene como referente el estándar de la IEEE 802.15.4, el cual se constituye como un
protocolo de radio frecuencia, de naturaleza inalámbrica para redes de redes de área personal (PAN) y
de sensores inalámbricos (WSN),ideales para nuestro caso pues necesitamos hacer control de
crecimiento de lotes y demás en tiempo real y en un espacio cerrado
b. Servicios de las redes elegidas, es decir como aportaría cada tipo de red en la solución
mediante una explicación técnica, puedes ser nombrando un protocolo, servicio específico, etc.
Este tipo de red nos permite:
La red de sensores inalámbricos (WSN) está compuesta por varios dispositivos llamados nodos
sensores que son capaces de medir cambios en el ambiente, almacenando los datos y transmitiéndolos
al nodo vecino a través de redes multi-salto (protocolo RPL o routing protocol). Para finalmente ser
mostrados en una interfaz gráfica al usuario, por ejemplo vía Web.
El diseño del sistema está compuesto por tres elementos:
a. los sensores que leen la información ambiental, red de sensores La WSN está formada por los nodos
sensores que envían la información recolectada al nodo sumidero (multipoint-topoint) que cumple
también la función de router de borde. Estos sensores ayudan al Sistema automático de embalaje de
flores, a su temperatura y crecimiento,
b. enlace que transporta los datos desde el nodo sumidero al servidor; estas se encargan de la
recolección y transporte de los datos del suelo, así mismo tienen integrados sensores de humedad,
temperatura y dos de luz para medir la radiación fotosintéticamente activa y la radiación solar total.
Para leer la salida analógica del sensor de suelo se necesita una resolución mínima de 12 bits, siendo
éste uno de los motivos por el cual se emplea el nodo TelosB. El tiempo de muestreo que se utiliza es
de 5 minutos.
Aviso automático de un lote listo por medio del teléfono celular. Control de los lotes de manera online
remotamente.
c. el servidor que recibe, almacena y muestra los datos, El servidor se encarga de almacenar en una
base de datos la información recolectada por la WSN para poder mostrarla a los clientes, a través de la
Web, de una forma cómoda y sencilla.
Comercialización
· Venta de productos por Internet
· Seguimiento a la venta de los productos desde Internet
· Ventas y solicitudes Online
b. Diagrama de
la solución, debe ubicar gráficamente su propuesta, donde se pueda identificar las redes que
intervienen, los protocolos y la empresa como tal.
b. Servicios de las redes elegidas, es decir como aportaría cada tipo de red en la solución
mediante una explicación técnica, puedes ser nombrando un protocolo, servicio específico, etc.
Para monitorear los invernaderos se instalan sensores en cada lote como Sensor de suelo Entre los
sensores de humedad de suelo más utilizados y estudiados actualmente se encuentran los fabricados por
la empresa Decagon. Se utiliza el modelo EC-20 principalmente por su bajo consumo de energía que es
alrededor de 2mA a 2.5V. Aspecto relevante cuando trabaja en conjunto con la WSN pues se comunica
y alimenta directamente del nodo, de ese modo al tener un menor consumo de energía permite un
mayor tiempo de vida de la batería del nodo.
También existe los sensores de LWS: Este detecta plaga y protege la planta también de humedad de
la planta y detectar que este protegida totalmente.
Los Reuters estos son los encargados de extender el alcance de la red enviando información al
Gateway estos envían información a los nodos por vía digital a un sensor los nodos son alimentados
por baterías, sea para estructura establecida que tenga esta red.
Protocolo Estándar: El estándar IEEE 802.11 define el uso de los dos niveles inferiores de la
arquitectura o modelo OSI múltiple acceso por detección de portadora evitando colisione.es importante
de la velocidad de transmisión teórica se utiliza en las necesidades de esta codificación para mejorar la
calidad de la transmisión bajo condiciones ambientales diversas, lo cual se tradujo en dificultades de
interoperabilidad entre equipos de diferentes marcas
Topología de red WSN
Además de la clásica topología de red de malla de WSN donde los nodos se comunican en múltiples
nodos pasando la información con mayor confiabilidad.
Topología en estrella los nodos inalámbricos se comunican con un dispositivo Gateway que una el
puente de comunicación
PROBLEMA PLANTEADO PARA DESARROLLAR.
Una empresa del sector agrícola dedicada a la venta de Flores de exportación,
Desea sistematizar sus procesos de producción, embalaje y comercialización, para
Ello quiere utilizar la tecnología de punta que pueda existir y le permita los
Siguientes controles en cada proceso:
Flores de mi Tierra
Nuestra compañía es una empresa boyacense ubicada en la ciudad de Tunja la cual se
especializa en la comercialización de flores tipo exportación
Contamos con la tecnología de punta lo cual nos hace lideres en el mercado por el nivel
tecnológico que ofrecemos en nuestros sistemas de producción como en la comercialización con
nuestros clientes
Contamos con la tecnología de punta la cual utilizamos por medio de las REDES DE
SENSORES INALAMBRICOS lo cual nos permite tener un control en tiempo real de todos
los procesos con los cuales trabajamos , Utilizamos las redes WSN como referente ya que por
medio de la radio frecuencia tood nuestros procesos se interconectan de una manera
inalámbrica reduciendo costos en tiempo , producción y comercialización.
Producción:
Control de crecimiento de las flores en los invernaderos
Controlamos el crecimiento de las flores dentro de nuestros invernaderos por medio una serie
de sensores inalámbricos (WSN) los cuales están compuestos por una serie de dispositivos
llamados nodos los cuales son capaces de medir los cambios en el ambiente almacenado los
datos y transmitiéndolos a través de redes multisalto (protocolo RPL) para finalmente ser
mostrados en una interfaz grafica a nuestros técnicos de producción brindándoles así una
herramienta en tiempo real con las características como :nivel de humedad , nivel de crecimiento,
cantidad de nutrientes en la tierra etc . Esto nos permite tomar decisiones en el proceso de
producción ..
Control de plagas
Este control lo realizamos por medio de sensores inalámbricos los cuales están compuestos por
pequeños dispositivos los cuales cuentan con un sistema basado en inteligencia artificial para que
puedan tomar decisiones por si solos haciendo una detección temprana de plagas realizando una
medición de las condiciones medioambientales propicias para la aparición de estas,
Inmediatamente al encontrar estas características los sensores envían la información por medio
de los nodos de comunicación lo cual nos permite evaluar la conveniencia o no de realizar un
tratamiento
Conteo de lotes de flores listos para el embalaje
El conteo de lotes listos para el embalaje lo realizamos por medio de sensores los cuales
suministran datos desde el nodo sumidero al servidor; estos se encargan de la recolección y transporte
de los datos del suelo, así mismo tienen integrados sensores de humedad, temperatura y dos de luz para
medir la radiación fotosintéticamente activa y la radiación solar total. Para leer la salida analógica del
sensor de suelo se necesita una resolución mínima de 12 bits, siendo éste uno de los motivos por el cual
se emplea el nodo TelosB. El tiempo de muestreo que se utiliza es de 5 minutos. Lo cual nos permite
leer la información ambiental almacenada dentro de la red de sensores WSN la cual es recolectada
al nodo sumidero (multipoint-topoint) que cumple también la función de router de borde. Lo cual nos
permite saber automáticamente si los lotes específicos están listos o no para su embalaje
Estadísticas de producción online
Las estadísticas de producción online las realizamos por medio de nuestra base de datos la
cual esta interconectada con nuestro sitio web lo cual permite mostrar a nuestros clientes el nivel
de producción en la cual se encuentra su pedido.
Embalaje:
Actualmente el embalaje se hace manual, pero la empresa desea dar el salto
Hacia sistema automáticos, para ello necesita que se le haga una propuesta con
Los nuevos tipos de redes que permita:
flores
Ofrecemos a nuestros cliente los más modernos sistemas de embalaje .
Sistema de clasificación de flores por medias unidades rotativas
Maquinas sunchado ras automáticas : Cuentan con bandas de transporte sincronizadas con
sensores de movimientos lo cual brinda una automatización inmediata.
Grapadoras de cajas automáticas las cuales permiten un mejor rendimientos y excelentes
acabados.
Ofrecemos dos tipos de aplicaciones para hacer la consulta de los lotes listos para exportar ,
la primera es una aplicación que se puede descargar desde nuestro sitio web el cual puede ser
instalado en cualquier dispositivo móvil ,una vez instalado se puede constatar en tiempo real el
listado de lotes listos para exportar. El segundo es en nuestro sitio web el cual cuenta con una
ventana especifica que le mostrara a nuestro clientes los lotes ,los tipos y las características más
relevantes de las flores que van hacer exportadas.
.
Nuestro servidor el cual recibe, almacena y muestra los datos,nos permite almacenar en una
base de datos la información recolectada por la WSN para poder mostrarla a los clientes, a través
de la Web, de una forma cómoda y sencilla por medio de mensajes de texto y visitas a nuestro
sitio web
ra online remotamente.
Nuestra compañía cuenta con una alianza estratégica con una de las empresas desarrolladoras
de software de acceso remoto más reconocida del mercado la cual por medio de una
interconexión vía inalámbrica conectada a nuestros sensores WSN nos permite extender nuestra
red de alcance enviando información al Gateway estos envían información a los nodos por vía digital
a un sensor el cual esta conectado a un nodo el cual es alimentados por baterías
Nuestra topología de red WSN nos permite una comunican con un dispositivo Gateway que una el
puente de comunicación con el software de acceso remoto brindándonos la posibilidad de tener el
control de nuestros procesos vía remota
Comercialización:
Las Venta de productos el Seguimiento a la venta de los productos las Ventas y solicitudes Online se
harán por medio de nuestro sitio web.
Costos de implementación del servicio
Panel SUNTECH 75W 12 volt $ 287.500 IVA incluido
Sensor de Corriente CA y CD 20 $ 150..500 IVA incluido
Sensor de humedad y temperatura $ 8.500 c/u
Modulo de radio frecuencia RF315mhz 4 canales con control $ 34.000 c/u
CONCLUSIONES
El siguiente trabajo se hizo con relación a una red inalámbrica WSN permitiendo una gran flexibilidad
de instalación y adaptación.
Se seleccionó un hardware resistente a condiciones ambientales de alta humedad y temperatura.
El enrutamiento TinyRPL establece las rutas en los enlaces automáticamente y ahorrando energía.
BIBLIOGRAFIA
http://www.fic.udc.es/files/asignaturas/56XR/files/02-IntroduccionRedesComunicaciones-2009.pdf
http://users.dsic.upv.es/asignaturas/fade/idaib/download/tema8.pdf
http://www2.elo.utfsm.cl/~iwg101/ClaseRedes.pdf
http://www.escuelasinwifi.org/sites/default/files/imagenes/02_apuntes_antenas_y_redes_de_telecomun
icaciones.pdf