CAPITULO 4 SISTEMA INALÁMBRICO EN APOYO PARA
4.9 Pruebas y Resultados
Una vez finalizada la programación de los dispositivos y la implementación de la placa, el siguiente paso, como es lógico, es comprobar si funciona y si se reciben la informaciónpor los sensores.
4.3.1 Pruebas.
Distancias entre módulos. Se realizaron ensayos que determinaran la longitud que puede tener la conexión entre nodos sin que se pierda o se distorsione la información. Esta prueba se realizo tanto en interior como en exterior para comprobar que las distancias especificadas por el fabricante coinciden con las reales.
Conexión. Con esta prueba se comprobó la capacidad de los módulos para retomar la conexión una vez que se á perdido. Cuando se pierde la conexión, el receptor mantiene la última información recibida hasta poder establecer de nuevo la comunicación.
Transmisión. Se realizo para ver si la relación entre módulos es correcta se montaron los 3 sensores para hacer una prueba general y determinar si la transmisión y recepción de los datos era adecuada, en este caso que el dispositivo recibiera y alertara de manera correcta a la persona con la discapacidad auditiva.
Tiempo de reacción. Dentro de este punto se realizaron mediciones en tiempo para determinar la capacidad de reacción de los sensores y de realizar cambios en el receptor acorde a la información recibida.
Sensibilidad (sensor). Se efectuó una prueba que consistía en determinar la capacidad de reacción al fenómeno correspondiente a cada uno de los sensores.
4.3.2 Resultados.
Después de haber efectuado las pruebas correspondientes, se obtuvieron los siguientes resultados como se muestra en la tabla 7.
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Modulo Resultados
SIADA
Se logró establecer la comunicación entre los módulos de manera exitosa, sin ninguna interrupción en 25m en interiores y a 50m a línea de vista, la conexión se retoma ingresando al área de cobertura sin afectar que los 3 emisores estén enviando información al mismo tiempo, se determinó que la duración del tiempo de reacción del receptor dentro del área de cobertura es
SENSORES Los sensores que utilizaron para este proyecto funcionaron de manera adecuada, mostrando una sensibilidad apropiada para su inmediata reacción y así poder alertar los eventos percibidos.
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CONCLUSIONES
Una vez finalizado el proyecto se pudo llegar a un grupo de conclusiones valorando el trabajo y los resultados obtenidos.
Del estudio realizado al medio de transmisión se demuestra que ZigBee es la mejor opción para el tipo de proyecto que se pretende llevar a cabo. Vistas que las principales propiedades de ZigBee son el bajo costo y el bajo consumo, lo cual asegura que para un proyecto al que la durabilidad de sus dispositivos es el principal requisito ZigBee es el medio adecuado.
Del análisis de los diferentes dispositivos disponibles en el mercado, se obtuvo que los módulos de XBEE son los más adecuados para el proyecto y para sus requerimientos. Es importante indicar que la implementación del proyecto es posible con módulos de otros fabricantes, por lo quees recomendablerealizar el mismo trabajo con otros dispositivos con fines comparativos en lo que a funcionalidad y amigabilidad se refiere.
Uno de los principales problemas a superar fué que la interacción entre los sensores y el módulo XBee no era satisfactorio. Finalmente, a través de su codificación adecuada se logró establecer una buena comunicación, lo cual permitió obtener una interpretación más clara y aceptable con la consecuente visualización de resultados.
El proyecto presenta adicionalmente un alcance aún mayor así como utilidad adicional en diferentes áreas de trabajo donde se puede aplicar e implementar este dispositivo debido a sus características y su facilidad de manejo; estas áreas pueden ser, entre otras: medicina (hospitales), control (industria) y seguridad (hogar).
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1 DIARIO OFICIAL
Artículo 2. Para los efectos de esta Ley se entenderá por:
I .Accesibilidad. Las medidas pertinentes para asegurar el acceso de las personas con discapacidad, en igualdad de condiciones con las demás, al entorno físico, el transporte, la información y las comunicaciones, incluidos los sistemas y las tecnologías de la información y las comunicaciones, y a otros servicios e instalaciones abiertos al público o de uso público, tanto en zonas urbanas como rurales.
II. Ajustes Razonables. Se entenderán las modificaciones y adaptaciones necesarias y adecuadas que no impongan una carga desproporcionada o indebida, cuando se requieran en un caso particular, para garantizar a las personas con discapacidad el goce o ejercicio, en igualdad de condiciones con las demás, de todos los derechos humanos y libertades fundamentales
V. Ayudas Técnicas. Dispositivos tecnológicos y materiales que permiten habilitar, rehabilitar o compensar una o más limitaciones funcionales, motrices, sensoriales o intelectuales de las personas con discapacidad
VI. Comunidad de Sordos. Todo aquel grupo social cuyos miembros tienen alguna deficiencia del sentido auditivo que les limita sostener una comunicación y socialización regular y fluida en lengua oral.
IX. Discriminación por motivos de discapacidad. Se entenderá cualquier distinción, exclusión o restricción por motivos de discapacidad que tenga el propósito o el efecto de obstaculizar, menoscabar o dejar sin efecto el reconocimiento, goce o
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ejercicio, en igualdad de condiciones, de todos los derechos humanos y libertades fundamentales en los ámbitos político, económico, social, cultural, civil o de otro tipo. Incluye todas las formas de discriminación, entre ellas, la denegación de ajustes razonables.
XVII. Lengua de Señas Mexicana. Lengua de una comunidad de sordos, que consiste en una serie de signos gestuales articulados con las manos y acompañados de expresiones faciales, mirada intencional y movimiento corporal, dotados de función lingüística, forma parte del patrimonio lingüístico de dicha comunidad y es tan rica y compleja en gramática y vocabulario como cualquier lengua oral
Capítulo V
Transporte Público y Comunicaciones
Artículo 19. La Secretaría de Comunicaciones y Transportes promoverá el derecho de las personas con discapacidad, sin discriminación de ningún tipo, al acceso al transporte, los sistemas y las tecnologías de la información y las comunicaciones, particularmente aquellas que contribuyan a su independencia y desarrollo integral. Para estos efectos, realizará las siguientes acciones:
I. Establecer mecanismos de coordinación con autoridades competentes y empresas privadas, a fin de elaborar normas y programas que garanticen a las personas con discapacidad, la accesibilidad, seguridad, comodidad, calidad y funcionalidad en los medios de transporte público aéreo, terrestre y marítimo;
II. Promover que en la concesión del servicio de transporte público aéreo, terrestre o marítimo, las unidades e instalaciones garanticen a las personas con discapacidad la accesibilidad para el desplazamiento y los servicios, incluyendo especificaciones técnicas y antropométricas, apoyos técnicos o humanos y personal capacitado;
III. Promover en el ámbito de su competencia programas y campañas de educación vial, cortesía urbana y respeto hacia las personas con discapacidad en su tránsito por la vía y lugares públicos, así como para evitar cualquier tipo de discriminación en el uso del transporte público aéreo, terrestre o marítimo;
IV. Promover la suscripción de convenios con los concesionarios de los medios de comunicación, para difundir una imagen de las personas con discapacidad que sea
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compatible con el propósito de ésta Ley, e incorporar en la programación de los canales de televisión programas de formación, sensibilización y participación de las personas con discapacidad.
V. Promover convenios con los concesionarios del transporte público a fin de que las personas con discapacidad gocen de descuentos en las tarifas de los servicios de transporte público.
Artículo 20. Los medios de comunicación implementarán el uso de tecnología y, en su caso, de intérpretes de la Lengua de Señas Mexicana, que permitan a la comunidad de sordos las facilidades de comunicación y el acceso al contenido de su programación.
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106 | Página 2.-MaxStream.
Forma parte de Digi International, es una empresa líder mundial en el desarrollo de módems de conexión a redes inalámbricas para dispositivos electrónicos. MaxStream dispone de módulos de módems inalámbricos, módems por radio independientes, servicios de diseño de radiofrecuencia y el software correspondiente. Entre los productos y servicios, se cuenta con el diseño, la fabricación y el mantenimiento de comunicaciones inalámbricas.
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3.- DSSS (Espectro Ensanchado por Secuencia Directa).
Es uno de los métodos de codificación de canal (previa a la modulación) en espectro ensanchado para transmisión de señales digitales sobre ondas radiofónicas que más se utilizan. Tanto DSSS como FHSS están definidos por la IEEE en el estándar 802.11 para redes de área local inalámbricas WLAN
El espectro ensanchado por secuencia directa es una técnica de codificación que utiliza un código de pseudorruido para "modular" digitalmente una portadora, de tal forma que aumente el ancho de banda de la transmisión y reduzca la densidad de potencia espectral (es decir, el nivel de potencia en cualquier frecuencia dada). La señal resultante tiene un espectro muy parecido al del ruido, de tal forma que a todos los radiorreceptores les parecerá ruido menos al que va dirigida la señal.
En esta técnica se genera un patrón de bits redundante para cada uno de los bits que componen la señal. Cuanto mayor sea este patrón de bits, mayor será la resistencia de la señal a las interferencias. El estándar IEEE 802.11 recomienda un tamaño de 11 bits, pero el óptimo es de 100. En recepción es necesario realizar el proceso inverso para obtener la información original.
La secuencia de bits utilizada para modular los bits se conoce como secuencia de Barker (también llamado código de dispersión). Es una secuencia rápida diseñada para que aparezca aproximadamente la misma cantidad de 1 que de 0.
Recientemente el IEEE ha revisado este estándar, y en esta revisión, conocida como 802.11b, además de otras mejoras en seguridad, aumenta esta velocidad hasta los 11Mbps, lo que incrementa notablemente el rendimiento de este tipo de redes. La técnica de DSSS podría compararse con una multiplexación en frecuencia.
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5.- CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).
En español, acceso múltiple con escucha de portadora y evasión de colisiones), es un protocolo de control de acceso a redes de bajo nivel que permite que múltiples estaciones utilicen un mismo medio de transmisión. Cada equipo anuncia opcionalmente su intención de transmitir antes de hacerlo para evitar colisiones entre los paquetes de datos (comúnmente en redes inalámbricas, ya que estas no cuentan con un modo práctico para transmitir y recibir simultáneamente). De esta forma, el resto de equipos de la red sabrán cuando hay colisiones y en lugar de transmitir la trama en cuanto el medio está libre, se espera un tiempo aleatorio adicional corto y solamente si, tras ese corto intervalo el medio sigue libre, se procede a la transmisión reduciendo la probabilidad de colisiones en el canal.
Aunque CSMA/CA aseguren que un nodo va a obtener un acceso al medio no se asegura que el nodo destino esté en contacto con el nodo origen. Para solucionar este problema se ha añadido un procedimiento de saludo adicional al protocolo de la capa MAC.
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Básicamente, este proceso se puede dividir en tres fases en las que el emisor:
• Escucha para ver si la red está libre.
• Transmite el dato.
• Espera un reconocimiento por parte del receptor.
Este método asegura así que el mensaje se recibe correctamente. Sin embargo, debido a las dos transmisiones, la del mensaje original y la del reconocimiento del receptor, pierde un poco de eficiencia. Este sistema incrementa el volumen de tráfico en el cable y reduce las prestaciones de la red, motivo por el que se usa poco. En redes inalámbricas, no se puede escuchar a la vez que se trasmite: no pueden detectarse colisiones.
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6.- Elaboración física del prototipo.
Se observa paso a paso por medio de las diferentes imágenes el proceso de elaboración del sistema.
Diseño y Creación de los receptores y transmisores.
Figura 1: PLANCHADO DE LAS PISTAS EN LA TABLA FENÓLICA
(a) (b)
Figura (a) y (b): LIMPIEZA DE LAS PISTAS PARA SU ESTAÑADO
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Figura 2: ESTAÑADO DE LAS PISTAS Estañado de las placas
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Colocación de los componentes
Figura 4: PERFORACIÓN DE LA TABLA PARA LA COLOCACIÓN DE LOS COMPONENTES
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En estas figuras se muestran la colocación de los componentes
(a)
(b)
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En las siguientes figuras se muestran la finalización de los componentes en los módulos.
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A continuación se recoge el conjunto de pruebas con los módulos Xbee orientado a comprobar las distancias que pueden cubrirse, a verificar si la comunicación entre módulos era de manera favorable, y comprobar si los sensores trabajaban de manera adecuada tratando una sensibilidad apropiada para su inmediata reacción.
Figura 7: RECEPCIÓN DE ALERTAS DE LOS SENSORES 1 Y 2
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Figura 9: RECEPCIÓN DE ALERTA DEL SENSOR 3
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131 | Página COMANDOS AT
Los comandos AT que las XBEE utilizan para la configuración por modo comando.
AT se usa para verificar si hay conexión con el XBEE este le debe responder OK
ATID muestra el ID de red de área personal. Direcciones PAN, también se puede modificar si se adjunta una nueva dirección con el comando
ATSH / ATSL muestra la dirección de serie de 64 bit, esta se divide en dos partes; partes alta y baja de ese número de serie
,
ATDH / ATDL esta muestra la dirección de destino para las cual se está transmitiendo o recibiendo
ATCN permite salir del modo de comando al modo transparente
ATWR escribe la configuración actual del firmware en la memoria del XBEE
“Abreviaciones y
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ABREVIACIONES Y ACRÓNIMOS
CÓDIGO DE PSEUDORRUIDO: Es cualquier grupo de secuencias binarias
que presentan propiedades aleatorias parecidas a las del ruido.
WPAN: Red Inalámbrica de Área Personal.
PDA: Asistente digital personal, también conocido como organizador de
bolsillo.
WLAN: Red de Área Local Inalámbrica.
WECA: Es una empresa creada en 1999 por Nokia y Symbols Technologies
(entre otras empresas), con el fin de fomentar la compatibilidad entre tecnologías Ethernet inalámbricas bajo la norma 802.11 del IEEE.
HIPERLAN2: High Performance Radio LAN 2.0.
ETSI: European Telecommunications Standards Institute.
WMAN: Redes inalámbricas de Área Metropolitana.
WLL: Wireless Local Loop
DSSS: Espectro Ensanchado por Secuencia Directa.
Trust Center :Centro de validación.
FHSS:FrequencyHooping
ACK Reconocimiento (Acknowledgement)
APS Subnivel de soporte a la aplicación (ApplicationSupportSublayer)
CPU Unidad central de procesamiento (Central ProcessingUnit)
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DSSS DirectSequence Spread Spectrum
ED Dispositivo final (EndDevice)
FFD Dispositivo de funcionalidad completa (Full-FunctionDevice)
HR Ritmo cardíaco (HeartRate)
IDE IAR EmbeddedWorkbenchIntegratedDevelopmentEnvironment
ISM Banda frecuencial usada para fines industriales, científicos ymédicos LLC Control de enlace lógico (Logical Link Control)
LSB Bit menos significativo (LessSignificant Bit)
MAC Capa de control de acceso al medio (Medium Access Control layer)
MSB Bit más significativo (MostSignificant Bit)
PAN Red de área personal (Personal Area Network)
PCB Tarjeta del circuito impreso (PrintedCircuitBoard)
Instituto Politécnico Nacional E S I M E 136 | Página BIBLOGRAFÍA 1. [1]http://www.inegi.org.mx/ 2. [2]http://www.inegi.org.mx/ 3. [3]http://www.espaciologopedico.com/articulos/articulos2.php?Id_articulo=386 4. [4]http://www.uco.es/~ma1caloc/tcsoft.htm 5. [5]http://www.preciolandia.com/mx/aparato-auditivo-auxiliar-para-sordera-c- 6y0yq2-a.html 6. [6]http://eduardvidal.wordpress.com/2013/03/13/moneual-smart-care- conciencia-auditiva/ 7. [7]http://www.technolovia.com/index.php/archivos/2724 8. [8]http://www.hotfrog.cl/Companies/Telecomunicaciones-Sistek/video-telefono- VP-2009P-13267 9. [9]http://es.kioskea.net/contents/818-redes-inalambricas 10. [10]http://www.clubic.com/actualite-73252-itw-zigbee-concurrent-bluetooth- wifi.html 11. [11]http://www.uco.es/~ma1caloc/tcsoft.htm 12. [12]http://www.uco.es/~ma1caloc/tcsoft.htm
137 | Página
13. SG Software Guru – ZigBee, Comunicación para Dispositivos: a. http://www.sg.com.mx/content/view/392
14. Bluetooth and ZigBee: Compare and Contrast:
a. http://www.techworld.com/mobility/features/index.cfm?featureid=1261& Page=1 15. UsingZigBeeWirelessNetworkingtoDevelopCommercialProducts a. http://www.rtcmagazine.com/home/article.php?id=100656 16. ZigBee Alliance: a. http://www.zigbee.org/en/index.asp 17. XBeeZNet 2.5 RF Module: a. http://www.digi.com/products/wireless/zigbee-mesh/xbee-series2- module.jsp
18. XBee-PRO ZNet 2.5 RF Module:
a. http://www.digi.com/products/wireless/zigbee-mesh/xbee-pro-series2- module.jsp b. http://www.olimex.cl/tutorials.php?page=tut_xbee c. http://www.xbee.cl/ d. http://www.olimex.cl/pdf/Wireless/ZigBee/XBee-Guia_Usuario.pdf e. https://www.sparkfun.com/datasheets/Wireless/Zigbee/XBee- Datasheet.pdf
19. Zigbee aplicado a la transmision de datos de sensores biomedicos a. http://www.recercat.net/bitstream/handle/2072/13081/PFC%20
20. EasyBeeZigBeeTransceiver Module:
a. http://www.rfsolutions.co.uk/acatalog/EasyBee_Zigbee_Module.html
21. ZB-21 ZigBee OEM Module:
a. http://ampedrf.com.global-nameservers.com/document/ZB21_ Datasheet_ 080303.pdf
Instituto Politécnico Nacional E S I M E 138 | Página 22. MICAz Module: a. http://www.xbow.com/Products/Product_pdf_files/Wireless_pdf/MICAz_ Datasheet.pdf 23. A TMEL Module: a. http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/S-RZ200SDK.pdf http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc5131.pdf http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/2549S.pdf 24. http://www.didacticaselectronicas.com/index.php?page=shop.product_details& flypage=flypage.tpl&product_id=44&category_id=68&option=com_virtuemart&I temid=3&vmcchk=1&Itemid=3 25. http://diego-chau.blogspot.mx/ 26. http://multemas.blogspot.mx/2010/09/las-tecnologias-para-las-personas- con.html 27. http://deficienciasynntt.galeon.com/enlaces2148740.html 28. http://www.fenascol.org.co/index.php?option=com_content&view=article&id=20& Itemid=184 29. https://www.sparkfun.com/datasheets/Wireless/Zigbee/XBee-Datasheet.pdf