Se realiza la configuración por medio de bloques en el entorno labview para abrir el puerto de comunicación y generar la comunicación con la tarjeta de datos y visualizar en el panel frontal los datos.
Lectura del Puerto serial
Para tener acceso al puerto serial dentro del entorno labview se comienza por establecer los parámetros del pue to se ial edia te VI“A Co figu e “e ial
Po t .
95 Ilustración 65. Diagrama a Bloques Comunicación Serial.
“e a e u a sesió VI“A pa a el dispositivo edia te VI“A Ope Fu tio .
Ilustración 66. Configuración Inicio De Sesión VISA.
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posteriormente abierta la sesión VISA, se configura la lectura. Se utiliza VI“A
Read , e él se establece la cantidad de bytes a leer de la cadena de caracteres que tengan el pue to se ial ueva e te se o e ta al lo ue a te io VI“A
Ope Fu tio .
Ilustración 68. Configuración Lectura Puerto Serial VISA.
97
La le tu a ue se o tie e e VI“A Read ep ese ta el o teo la lasifi a ió de vehículos:
Ilustración 70. Lectura De Conteo Mediante VISA.
Para la lectura de la cadena del puerto serial se utiliza el blo ue “t i g
“u set , el ual genera sub-cadenas limitando la cantidad de bytes con ayuda de los o t oles offset le ght , la sub-cadena se mostrara en un indicador.
Ilustración 71. Configuración Para Visualización De Cadenas De Bits.
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Se coloca u lo ue “t i g “u set para cada uno de los caracteres numéricos que se obtengan de la comunicación y para poder visualizarlos.
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Para la lectura del puerto serial sea constante y pueda actualizarse la información, se requiere u i lo While Loop , Este engloba los bloques de
le tu a VI“A Read “t i g “u set .
Se coloca un botón de stop para salir del ciclo y cerrar la sesión mediante el
lo ue VI“A Close , e aso de e ue i di ha a ió .
100
La generación de la interfaz se obtiene del diagrama de bloques generando los botones y títulos, así como configuraciones.
101 La generación del Panel Frontal queda de la siguiente manera:
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5 Alimentación Del Sistema.
5.1 Celda SolarSe utiliza una celda solar de 500mv, 9v conectada en paralelo a la batería de 9v para mantener cargada la batería durante el día, y por la noche esta se utilice para mantener el sistema activo.
Ilustración 77.Celda Solar.
5.2 Batería Recargable
Se utiliza una batería recargable para mantener el sistema encendido durante la noche. La batería es de 6v con un amperaje de 2200 mAh.
CAPITULO IV
ANALISIS DE
RESULTADOS
104
Capitulo IV
Análisis De Resultados.
Zigbee vs. BluetoothEs inevitable la comparación entre dos estándares de redes WPAN. Bluetooth es un protocolo que se ha popularizado en los últimos años. Su objetivo de diseño fue la eliminación de cables de interconexión de datos entre equipos de consumo masivo.
Zigbee está especialmente diseñado para el manejo de controles, recolección de datos de sensores, preparado para trabajar con muchos (centenas hasta miles) dispositivos de tipo portátiles en donde la duración de las baterías es un factor crítico.
Comparativa
El consumo de energía es directamente proporcional al tiempo que los dispositivos estén en transmisión/recepción y esto está relacionado al tamaño del paquete ya que cuanto más pequeño es el paquete antes los dispositivos entrarán en modo dormir.
Por otro lado, cuanto más grande sea el paquete más se acerca la tasa efectiva de datos a la velocidad plana de la interface. Bluetooth es un protocolo que se maneja en base a ranuras de tiempo. La comunicación puede ocurrir en 1 ranura = 625µs, 3 ranuras= 1875µs ó 5 ranuras = 3125µs. Considerando que después de cada transmisión llega un ACK en la próxima ranura, se muestran en la ilustración 68 los tiempos en función de los tipos de paquetes.
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Ilustración 68: Características de velocidad de transferencia de los paquetes Bluetooth
Ilustración 79. Características De Velocidad De Transferencia Por Bluethoot.
En la ilustración 69 se puede ver cómo aparecen picos en la tasa efectiva de datos de Bluetooth. La carga se manda en ranuras y se debe usar una ranura tanto para enviar 2 bytes como para 5, 8 ó 27.
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Resultados Experimentales
Retomando del desarrollo la parte de creación del código para la lectura del sensor magnético se tienen los siguientes resultados de la lectura:
Ilustración 81. Resultados Sensor Magnético.
Del sensor Ultrasónico se tienen los siguientes resultados:
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Trabajando los dos sensores acoplados se tienen los siguientes resultados con la clasificación vehicular:
Ilustración 83. Resultados Sensores Acoplados.
Se realizan pruebas con la implementación de configuración Xbee y se ve la comunicación correcta de envió de datos.
Para realizar la prueba de comunicación se abren dos ventanas de XCTU, en una se conecta el Coordinator AT y en otra el Router AT, se selecciona el botón
de Co sole e a as ve ta as poste io e te se sele io a Ope se ial o e tio .
108 Ilustración 84. Verificación De Comunicación Xbee.
Para el sistema general se tienen los siguientes consumos:
Consumo de 30 mAh en modo sleep.
109
Y con la integración de la interfaz de labview se visualiza de la siguiente manera la clasificación:
CAPITULO V
111
Capítulo V
Análisis De Costos.
Sistema de Conteo y Clasificación de Vehículos de TimeMark.
TimeMark, desarrollo de un nuevo método para el conteo y la clasificación de tráfico que es fácil de usar, al tiempo que provee máxima flexibilidad y exactitud. Mediante la combinación de sus robustos equipos de registro de
se ue ia de tie po o datos e uto del si ple pe o sofisticado programa de análisis.
Con TimeMark primero captura la información de tráfico y después decide qué clase de estudio desea.
Los equipos que utiliza este sistema son los siguientes y su precio es en dólares: Contadores y clasificadores.
Accesorios.
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Los precios se muestran en la tabla 1: Tabla 1: Precios Equipo.
Equipo Modelo Cantidad Precio Unitario Total Contador Gamma NT 1 $1,362.00 $1,362.00 Cable Comunicación Db-9 1 $60.00 $60.00 Batería Gamma 6v 1 $36.00 $36.00 Kit Tubo Neumático 8001500 2 $375.00 $750.00 Sujetadores - 100 Piezas(Paquete) $50.00 $50.00 Abrazadera C 10 Piezas. $25.00 $250.00 Fijadores (Cinta Asfaltada) - 60 Ft $73.00 $73.00 Tapon Tubo Neumatico - 4 Piezas(Paquete) $16.00 $16.00 Total $2537.00 IVA 16% Total $2943.00
El precio para implementar el sistema de ASISTRA es de $2943 dólares, incluyendo IVA convertido a pesos mexicanos aproximadamente son $35,000.00
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Sistema Propuesto Por Sensores Magnéticos Y Ultrasónicos.
El sistema propuesto para implementar está conformado por los siguientes equipos con sus respectivos costos (pesos):
Tabla 2: Sistema propuesto.
Equipo Modelo Cantidad Precio unitario total Arduino Uno R2 1 $460.00 $460.00 Sensor Ultrasónico Ping 1 $820.00 $820.00 Sensor Magnético HMC5883L 1 $230.00 $230.00 Xbee S2 2 $505.00 $1010.00 Explorer Xbee - 2 $540.00 $1080.00 Soporte - 2 $500.00 $1000.00 Batería 5v 2 $179.00 $358.00 Conector Batería - 2 $40.00 $80.00
Celda Solar 9v-500mA 2 $320.00 $640.00
Cable(conectores) - - - $122.00
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Conclusiones
Se puede determinar que el sistema de aforo vehicular mediante sensores magnéticos y ultrasónicos enlazados entre sí, es una forma práctica y económica de realizar la generación de estadística vehicular, ya que los dispositivos empleados son de fácil acceso así como de fácil poder adquisitivo. Los dispositivos empleados son fáciles de sustituir en caso de falla ya sea eléctrica o electrónica, ya que no necesitan ir implementados en la misma tarjeta de programación, vienen de forma independiente lo que les permite ser sustituidos fácilmente.
En cuanto a la tarjeta y software de programación permite que su realización e implementación sean de bajo costo ya que es un sistema Open-Source dando como resultado no tener inversiones a largos plazos ya que no se necesita tener pago de por medio de licencias por tiempo de uso.
Los sistemas de generación de estadística vehicular empleados actualmente como son mangueras neumáticas y sistemas piezoeléctricos así como sistemas de monitoreo en tiempo real por medio de cámaras, no son tan factibles cuando solo se requiere generar estadística por lapsos de tiempos cortos ya que el sistema de cámaras necesita infraestructura y tiene un alto costo al implementar software que necesita licencia asi como la infraestructura. El sistema piezoeléctrico necesita ranura en los carriles para poder implementarlo lo que al igual que las cámaras generan tiempos y costos. Por el lado de mangueras neumáticas, no es tan preciso el conteo y no maneja clasificación ya que no se puede implementar un acceso remoto para la verificación de datos, así como tienen mayor desgaste porque están en contacto directo con los automóviles y el ambiente y esto degrada las mangueras.
Se puede concluir que el sistema empleado con sensores magnético y ultrasónico es una forma eficiente que cuenta con clasificación vehicular así como una rápida implementación sin necesitar infraestructura.
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120
Anexos
Configuración Arduino Uno Atmega 328
121
Diseño Tarjeta Electronica.
Circuito Esquemático.
Ilustración 87. Circuito Esquemático Tarjeta.
Layout.
122
Diseño Case.
Ilustración 89. Diseño Case 1.
123 Ilustración 91. Diseño Case 3.