UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
IMPLEMENTACIÓN DE UN ESCÁNER RFID PARA LA
DETECCIÓN DE LOS ACTIVOS FIJOS INFORMÁTICOS EN LA
BODEGA DEL CONSEJO NACIONAL ELECTORAL, MATRIZ –
QUITO.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN MECATRÓNICA
AUTOR: ROBERTO KLEVER ABARCA CHAVEZ
DIRECTOR: ING. MARCELA PARRA
DECLARAC
IÓN
Yo Roberto Klever Abarca Chávez, declaro que el trabajo aquí descrito es
de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
,
CERTIFICACION
Certifico que el presente trabajo que lleva por título "IMPLEMENTACIÓN DE UN ESCÁNER RFID PARA LA DETECCIÓN DE LOS ACTIVOS FIJOS INFORMÁTICOS EN LA BODEGA DEL CONSEJO NACIONAL ELECTORAL, MATRIZ- QUITO", que, para aspirar al título de Ingeniero en Mecatrónica fue desarrollado por ROBERTO KLEVER ABARCA CHAVEZ, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.
~
lng. Marcela Parra
DIRECTOR DEL TRABAJO
e
~
CONSEJO NACIONAL ELECTORALIngeniero Bolívar Haro
DIRECCIÓN
NACIONAL DE INFORMÁTICA
Quito, 16 de Octubre de 2015
DECANO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Presente.-La Dirección Nacional de Informática del Consejo Nacional Electoral presenta sus más
atentos saludos a la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Tecnológica Equinoccial y tiene el honor de comunicarse para lo detallado a
continuación:
Mediante la presente deseamos manifestar nuestro interés en el desarrollo e
implementación del tema de Tesis "IMPLEMENTACIÓN DE UN ESCÁNER RFID
PARA LA DETECCIÓN DE LOS ACTIVOS FIJOS INFORMÁTICOS EN LA BODEGA DEL CONSEJO NACIONAL ELECTORAL, MATRIZ - QUITO" a desarrollarse por el Sr. Roberto Klever Abarca Chavez con C.I. Nº 1723024269, ya que dicha tesis aporta
al desarrollo y beneficio de la Dirección, dando nuevas alternativas de tecnología e
innovación.
Atendiendo de esta manera con el antecedente de que en las bodegas de activos informáticos del Consejo Nacional Electoral del Ecuador se maneja varios equipos, con diferentes funciones y que van de acuerdo a su configuración para desempeñar
una función específica, los cuales son distribuidos a nivel nacional y se necesita
buscar a cada uno de ellos el cual toma su tiempo realizarlo, siendo esto un gran
inconveniente por la pérdida de tiempo en planta central, que obviamente la búsqueda
por medio del dispositivo RFID va a permitir encontrar los equipos de la bodega de
activos informáticos de manera eficaz.
De tal manera que el Sr. Roberto Klever Abarca Chavez, va a dar origen a un equipo
escaneador utilizando la tecnología RFID, que permita encontrar con facilidad los
activos informáticos específicos que se desee y además la información obtenida de los activos escaneados va a realizar un cruce con una base de datos para su respectiva
actualización, con el fin de poder revisar los registros de acuerdo a lo requerido por la
Dirección Nacional de Informática.
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ln~aréeJ.,;Qlivo .· / _
RECTOR..._, '.NACIONAL.... ·' _,,. -DE 1 N FORMATICA CONSEJO NACIONAL ELECTORAL
Constru~vendo
Den1ocracia
Quito - Ecuador
www.cne.gob.ec
Av. 6 de Diciembre I
N33-122 y Bosmediano
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios y le agradezco por haberme acompañado en el
camino y llegar a culminar con éxito este sueño tan anhelado como es el de
obtener mi profesión. A mi padre, quien a lo largo de mi vida ha velado por mi
bienestar y educación siendo mi apoyo en todo momento, depositando su
entera confianza en cada reto que se me presenta sin dudar ni un solo
momento en mis capacidades. A todas las personas que han sido parte de mi
motivación y respaldo dentro de la Familia Electoral para seguir en adelante
con el desarrollo, hasta poder culminar de manera satisfactoria el presente
AGRADECIMIENTO
El presente trabajo de tesis primeramente me gustaría agradecerte a ti Dios
por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, porque hiciste realidad
este sueño anhelado.
A la UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL por darme la
oportunidad de estudiar y ser un profesional.
Al Director Nacional de Informática del Consejo Nacional Electoral, Ing.
Marcelo Olivo por darme la apertura y confiar en mis capacidades para el
desarrollo del presente trabajo en esta prestigiosa Empresa Pública.
A mi Directora de Tesis, Ing. Marcela Parra por su esfuerzo y dedicación,
quien con sus conocimientos, su experiencia, su paciencia y su motivación ha
logrado en mí que pueda terminar mis estudios con éxito.
También me gustaría agradecer a mis profesores que durante toda mi carrera
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 172302426-9
APELLIDOS Y NOMBRES: Abarca Chávez Roberto Kléver
DIRECCIÓN: Paulino Alcaíno y Juan Vizuete (PIO
XII)
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 3131811
TELÉFONO MÓVIL: 0992837149
DATOS DE LA OBRA
TÍTULO: Implementación de un escáner
RFID para la detección de los
activos fijos informáticos en la
bodega del Consejo Nacional
Electoral, matriz – Quito.
AUTOR O AUTORES: Roberto Kléver Abarca Chávez
FECHA DE ENTREGA DEL
PROYECTO DE TITULACIÓN:
21 de julio de 2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
Ing. Marcela Parra Pintado
PROGRAMA: PREGRADO: POSTGRADO:
TÍTULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero en Mecatrónica
RESUMEN: Mínimo en 250
palabras
En la actualidad nos encontramos
dentro de una época en la cual la
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
fundamental dentro de la
competitividad de las empresas,
para lo cual es necesario agilizar los
procesos haciéndolos más eficientes
mediante sistemas automáticos. El
presente trabajo de titulación se
basa en el desarrollo de un
dispositivo escaneador de TAG`s,
para poder ubicar de una manera
más sencilla y automatizada los
activos informáticos de las
instalaciones del Consejo Nacional
Electoral – CNE (Matriz Quito). El
equipo escaneador de TAG´s es un
dispositivo que sirve para poder
ubicar los activos informáticos que
se desee en la bodega de las
instalaciones del Consejo Nacional
Electoral – CNE (Matriz Quito). El
diseño del mismo consta de muchos
factores que engloban cosas como:
comunicación RFID, implementación
de componentes electrónicos y de
comunicación, acoplamiento de
componentes electrónicos, sistema
de alimentación de energía,
configuración e implementación de
un equipo servidor con su respectivo
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
posee un diseño de acuerdo a las
necesidades del usuario y de una
antena RFID. Una vez que se ha
leído el código del activo y generado
el dato, éste se dirige por medio de
una conexión Ethernet hacia el
servidor para ser almacenado y
poder realizar consultas e impresión
de los registros tomados. Este
equipo escaneador permite
encontrar los activos informáticos
específicos, además, de disminuir el
tiempo y personal que se empleaba
para realizar dicha actividad.
PALABRAS CLAVES: TAG´s: Etiquetas
CNE: Consejo Nacional Electoral
RFID: Identificación por
Radiofrecuencia
ABSTRACT: Today is a time when automation
plays a key role in the
competitiveness of companies,
which is necessary to streamline
processes by making them more
efficient automated systems. This
work degree is based on the
development of a scanning device
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
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and automated computer facilities
assets National Electoral Council
-CNE (Matrix Quito). TAG's the
scanning equipment is a device used
to locate the desired computer
assets in the cellar of the facilities of
the National Electoral Council - CNE
(Matrix Quito). Its design consists of
many factors that include things like
communication RFID
implementation of electronic
components and communication
coupling of electronic components,
system power supply, configuration
and implementation of a server
computer with its own software
database It is having a design
according to user requirements and
an RFID antenna. Once you have
read the code of the asset and the
data generated, it goes through an
Ethernet connection to the server to
be stored and to perform queries and
print records taken. This scanner
equipment to find specific information
assets, also to reduce the time and
personnel used to perform such
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
TAG's: labels
~
~CNE: National Electoral Council RFID: Radio Frequency
ldentification
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f.: ~
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
@
~Yo, ABARCA CHÁVEZ ROBERTO KLÉVER, C.I.: 1723024269 autor/a del proyecto titulado:
implementación de un escáner RFID para la detección de los activos fijos informáticos
en la bodega del Consejo Nacional Electoral, matriz - Quito, previo a la obtención del
título de INGENIERO EN MECATRÓNICA en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de
Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del
referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de
información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública
respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una
copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio
que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual
vigentes.
Quito, 19 de octubre de 2016
f.: ...-
_.-AB~A
cif,(v°Ez ROBERTO KLÉVERC.I.: 172302426-9
1
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
Quito, 19 de octubre de 2016
CARTA DE AUTORIZACIÓN
~
!-:-rr.~Yo, ING. MIGUEL MARCELO OLIVO PILA con cédula de identidad N.- 0103030318 en
calidad de Director Nacional de Informática del CONSEJO NACIONAL ELECTORAL,
autorizo a ROBERTO KLÉVER ABARCA CHÁVEZ, realizar la investigación para la
elaboración de su proyecto de titulación "IMPLEMENTACIÓN DE UN ESCÁNER RFID
PARA LA DETECCIÓN DE LOS ACTIVOS FIJOS INFORMÁTICOS EN LA BODEGA DEL
CONSEJO NACIONAL ELECTORAL, MATRIZ - QUITO'', basada en la información
proporcionada por la institución.
i
INDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA RESUMEN
ABSTRACT
1. INTRODUCCIÓN 2. MARCO TEÓRICO
2.1.ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS 7
2.2.FUNDAMENTACIÓN LEGAL 8
2.2.1.NORMADO EN EL ECUADOR 8
2.3.ADMINISTRACIÓN DE INVENTARIOS 9
2.3.1.ACTIVO FIJO 9
2.3.2.PASOS PARA REALIZAR UN INVENTARIO 10
2.4.TECNOLOGÍA RFID 11
2.4.1.INVENTARIOS CON RFID 11
2.4.2.TIPOS DE ETIQUETAS RFID 12
2.4.2.1.Funcionamiento de una etiqueta pasiva 12
2.4.2.2.Funcionamiento de una etiqueta activa 13
2.4.3.CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE UN SISTEMA RFID 15
2.4.4.LECTORA RFID 16
2.5.BEAGLEBONE BLACK (BBB) 18
2.5.1.ACCESORIOS 19
2.6.BASE DE DATOS 22
2.6.1.COMPONENTES DE UNA BASE DE DATOS 22
2.6.2.ARCHIVO CSV 22
2.6.3.BASE DE DATOS DINÁMICA 23
2.6.4.SISTEMA DE GESTIÓN DE BASES DE DATOS (SGBD) 23
2.7.SOFTWARE 23
2.7.1.PYTHON 23
2.7.2.FLASK 24
2.7.3.ESPEAK 24
2.7.5.SQLITE 25
2.7.6.SOLIDWORKS 26
3. METODOLOGÍA
3.1.METODOLOGÍA DE MECATRÓNICA EN V 28
3.1.1.REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA 29
3.1.2.DISEÑO DE LOS COMPONENTES 29
3.1.3.INTEGRACIÓN DE LOS COMPONENTES 31
4. DISEÑO
4.1.DISEÑO CONCEPTUAL 34
4.1.1.LUGAR DE EJECUCIÓN 34
4.1.2.USUARIOS 35
4.2.DISEÑO MECÁNICO 37
4.2.1.DISEÑO DE LA PIEZA 37
4.2.2.MATERIAL DE LA PIEZA 38
4.2.3.CREACIÓN DE LA PIEZA 39
4.3.DISEÑO ELECTRÓNICO 40
4.3.1.MONTAJE DE POWER CAPE CON SU BATERÍA 40
4.3.2.CONEXIÓN DE LOS COMPONENTES ADICIONALES 44
4.3.3.PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO ELECTRÓNICO 47
4.4.DISEÑO INFORMÁTICO 48
4.4.1.EQUIPO SERVIDOR MASTER (ESM) 50
4.4.2.EQUIPO SERVIDOR JUNIOR (ESJ) 62
4.5.INTEGRACIÓN DE LOS COMPONENTES 66
4.5.1.ENCENDIDO DEL DISPOSITIVO MÓVIL 67
4.5.2.ALIMENTACIÓN DE LA BASE DE DATOS 68
4.5.3.ENVÍO DE DATOS DE BÚSQUEDA 69
4.5.4.ESCANEO DE ACTIVOS 69
4.5.5.ACTUALIZACIÓN DEL LUGAR DEL ACTIVO 71
4.5.6.CONSULTA DE REGISTROS 72
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
5.1.ANALISIS DE LOS RESULTADOS 75
iii
5.3.FUNCIONAMIENTO 77
5.4.VENTAJAS 79
5.5.LUGAR IDEAL DE USO 79
5.6.MANTENIMIENTO 80
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES 82
RECOMENDACIONES 83
ANEXOS 84
TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Pondera Antecedentes Investigativos 7
Tabla 2. Comparación entre código de barras y RFID 16
Tabla 3. Tabla comparativa de tarjetas de control 18
Tabla 4. Modelo de base de datos 22
Tabla 5. Material de la pieza 39
Tabla 6. Selección de la batería 41
Tabla 7. Selección del tipo de lector RFID 44
Tabla 8. Selección del RFID USB reader HT 45
Tabla 9. Selección del módulo o sensor 46
Tabla 10. Selección de TAG´s para RFID 48
Tabla 11. Selección de banda de transmisión de datos 33
Tabla 12. Especificaciones internas del servidor 50
Tabla 13. Ponderación de la solución 74
Tabla 14. Resultados obtenidos 75
Tabla 15. Requisitos de alimentación 77
Tabla 16. Consideraciones ambientales 77
v
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Análisis de factores del problema 2
Figura 2. Unidades de la DNI 3
Figura 3. Etiqueta (Tag) pasiva 13
Figura 4. Funcionamiento de una etiqueta (Tag) pasiva 13
Figura 5. Etiqueta (Tag) activa 14
Figura 6. Funcionamiento de una etiqueta (Tag) activa 14
Figura 7. Tarjeta RFID tipo USB reader HT 17
Figura 8. Sensor ID - 12 17
Figura 9. BeagleBone Black 18
Figura 10. Power Cape 19
Figura 11. Batería 21
Figura 12. Audífonos 21
Figura 13. Python 24
Figura 14. Flask 24
Figura 15. eSpeak 24
Figura 16. Sparkfun 25
Figura 17. SQLite 25
Figura 18. SolidWorks 26
Figura 19. Metodología Mecatrónica en V 28
Figura 20. Proceso de creación del dispositivo 34
Figura 21. Bodega de activos informáticos - DNI 35
Figura 22. Distribución de perchas 35
Figura 23. Roles de usuarios 36
Figura 24. Diseño de croquizado 37
Figura 25. Vista posterior de la pieza terminada 37
Figura 26. Vista lateral de la pieza terminada 38
Figura 27. Pieza terminada en 3D 38
Figura 28. Tapas laterales de la pieza terminada 38
Figura 30. Pieza terminada 39
Figura 31. Montaje de pines P8 y P9 40
Figura 32. Pines P8 y P9 soldados 41
Figura 33. Soldadura de cables en la batería 42
Figura 34. Empalme de cables con cargador genérico 42
Figura 35. Power Cape montada sobre la BBB 43
Figura 36. Conexión de la batería en al Power Cape 43
Figura 37. Conexión de conectores en la Power Cape 43
Figura 38. Conexión del lector RFID 46
Figura 39. Conexión de componentes adicionales 46
Figura 40. Conexión del dispositivo escaneador RFID 47
Figura 41. Diagrama del software a utilizarse 49
Figura 42. Flujograma de operación 49
Figura 43. Pantalla del portal de mobaXtern 51
Figura 44. Pantalla de conexión sshl 52
Figura 45. Configuración de IP con su respectivo puerto 52
Figura 46. Finalización de configuración de mobaXtern 53
Figura 47. Conexión del ssh por el terminal 53
Figura 48. Levantamiento del servicio Web 54
Figura 49. Inicialización y configuración de máquina virtual 54
Figura 50. Configuración de red de máquina virtual 55
Figura 51. Configuración para evitar tapy error en máquina virtual 55
Figura 52. Configuración del TPC IP en la máquina virtual 56
Figura 53. Generación de archivo CSV de Base de Datos 57
Figura 54. Guardado de archivo CSV en formato uft-8 57
Figura 55. Verificación de formato CSV y utf-8 58
Figura 56. Pantalla inicial de App. Web 58
Figura 57. Búsqueda del archivo CSV por medio de App. Web 59
Figura 58. Selección de archivo CSV 59
Figura 59. Visualización de productos cargados en la BD 60
Figura 60. Portal de ubicación de App. Web 60
vii
Figura 62. Consulta de registro de búsqueda 61
Figura 63. App. Web del ESJ 66
Figura 64. Actividades del Operador 66
Figura 65. Dispositivo móvil conectado 67
Figura 66. Dispositivo móvil 67
Figura 67. Botón Power 68
Figura 68. Destello de micro LED´s 68
Figura 69. Flujograma de alimentación de la Base de Datos 69
Figura 70. Usuario colocado el dispositivo móvil escaneador RFID 70
Figura 71. Escaneo de activos 70
Figura 72. Flujograma de escaneo de activos 71
Figura 73. Flujograma de actualización de registros 71
Figura 74. Flujograma de consulta de registros de búsqueda 72
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. Código fuente del ESM 84
RESUMEN
La actualidad es una época en que la automatización juega un papel
fundamental dentro de la competitividad de las empresas, para lo cual es
necesario agilizar los procesos haciéndolos más eficientes mediante sistemas
automáticos. El presente trabajo de titulación se basa en el desarrollo de un
dispositivo escaneador de TAG`s, para poder ubicar de una manera más
sencilla y automatizada los activos informáticos de las instalaciones del
Consejo Nacional Electoral – CNE (Matriz Quito). El equipo escaneador de
TAG´s es un dispositivo que sirve para poder ubicar los activos informáticos
que se desee en la bodega de las instalaciones del Consejo Nacional Electoral
– CNE (Matriz Quito). El diseño del mismo consta de muchos factores que
engloban cosas como: comunicación RFID, implementación de componentes
electrónicos y de comunicación, acoplamiento de componentes electrónicos,
sistema de alimentación de energía, configuración e implementación de un
equipo servidor con su respectivo software de bases de datos que posee un
diseño de acuerdo a las necesidades del usuario y de una antena RFID. Una
vez que se ha leído el código del activo y generado el dato, éste se dirige por
medio de una conexión Ethernet hacia el servidor para ser almacenado y
poder realizar consultas e impresión de los registros tomados. Este equipo
escaneador permite encontrar los activos informáticos específicos, además,
de disminuir el tiempo y personal que se empleaba para realizar dicha
ABSTRACT
Today is a time that the automation plays a key role in the competitiveness of
companies, which is necessary to streamline processes by making them more
efficient automated systems. This work degree is based on the development
of a scanning device TAG`s, in order to place a simpler and automated
computer facilities assets National Electoral Council - CNE (Matrix Quito).
TAG's the scanning equipment is a device used to locate the desired computer
assets in the cellar of the facilities of the National Electoral Council - CNE
(Matrix Quito). Its design consists of many factors that include things like
communication RFID implementation of electronic components and
communication coupling of electronic components, system power supply,
configuration and implementation of a server computer with its own software
database It is having a design according to user requirements and an RFID
antenna. Once you have read the code of the asset and the data generated, it
goes through an Ethernet connection to the server to be stored and to perform
queries and print records taken. This scanner equipment to find specific
information assets, also to reduce the time and personnel used to perform such
En la bodega de Activos Informáticos de la Dirección Nacional de Informática
(DNI) del Consejo Nacional Electoral del Ecuador (CNE) – Matriz Quito, se
maneja varios equipos con diferentes funciones y que van de acuerdo a su
configuración para desempeñar una función específica, los cuales son
distribuidos a nivel nacional y se necesita buscar a cada uno de ellos el cual
toma su tiempo realizarlo; además en el momento de la distribución nacional
suele haber inconvenientes por la identificación de los mismos ya que no están
organizados, generando desatención en la entrega de equipos en planta
central y en las Delegaciones Provinciales Electorales (DPE´s), que por obvias
razones tiene que ver con la falta de conocimiento del stock de activos
informáticos según sus características y además el registro se lo realiza de
manera primitiva para la actualidad, teniendo un margen de error elevado por
fallas en los datos de tal manera que para conocer los equipos que se han
movido de la bodega de activos informáticos es complejo y hay que realizar
un barrido manual hasta ubicar el activo, o en casos más extremos se requiere
llamar a las Delegaciones Provinciales Electorales con el fin de ubicar el activo
informático que se está buscando.
Este problema de búsqueda de equipos informáticos siempre ha sido una
pérdida de tiempo y la razón de muchos llamados de atención por parte de las
autoridades ya que es muy usual que funcionarios se descarguen equipos en
bodega y que por obvias razones laborales solicitan los equipos de vuelta y
éstos toman mucho tiempo hasta ser encontrados.
Es necesario tomar en cuenta a cada uno de los factores que comprenden el
problema, para ello se debe identificar a detalle lo que comprende la mano de
obra, el material, el método, la maquinaria, la medida y el medio ambiente
(detalles del lugar en donde se desarrolla la actividad).
A continuación se va a indicar por medio del método del Pescado de Ishikawa,
los factores que implican en cada uno de los diferentes ámbitos para llegar al
2
Figura 1.Análisis de los factores del problema.
Al no proceder con la solución, se mantendría la pérdida de tiempo sin medida
al momento de buscar activos informáticos específicos de acuerdo a las
necesidades que se presente, de tal manera que se mantendrían las
tardanzas en la ejecución de Procesos Electorales de toda magnitud
manejadas por el Consejo Nacional Electoral, ya que todo parte desde el
funcionamiento informático y por ende de la necesidad de activos informáticos
específicos, dando origen al inicio de todo un proceso para que las otras
unidades continúen con la configuración y realización de pruebas de software
y comunicación (Figura 2).
Figura 2.Unidades de la DNI.
De tal manera que toda la cadena depende una de otra y todo inicia en la
Unidad de Activos Informáticos, que es la que provee de los equipos
informáticos que se necesiten para poder realizar algún proceso electoral o
para la adecuación de una nueva estación de trabajo para un nuevo
funcionario electoral (usuario). El problema en sí se ve limitado en el aspecto
del desconocimiento de algún tipo de dispositivo que permita resolver el
4 investigación es el de poder tener conocimiento sobre nuevas tecnologías y
poder aplicar sobre un gran problema presente en una empresa, el cual es
muy beneficioso para acelerar el proceso de ejecución de proyectos. Además
esta investigación es solo el inicio de una gran gama de aplicaciones con este
tipo de tecnología, logrando nuevas tendencias de soluciones y totalmente
innovadoras. La importancia es que se puedan aplicar los conocimientos
adquiridos durante la formación profesional, los cuales permiten experimentar
de manera práctica cada una de las funcionalidades que se pueden dar a partir
del desarrollo de un proyecto de investigación. Tales materias que se aplican
son: circuitos eléctricos, actuadores eléctricos, ingeniería de control, control
digital, electrónica, electrónica digital, metodología de diseño de proyectos
Mecatrónicos, proyectos de ingeniería Mecatrónica I, proyectos de ingeniería
Mecatrónica II. Lo novedoso en este trabajo de titulación es que se maneja
comunicación de alta frecuencia UHF, por medio de la utilización de la
tecnología RFID en UHF; de tal manera que se tiene un campo más fuerte de
lectura y se puede trabajar dentro de la bodega para realizar la búsqueda. La
solución beneficia a muchas personas, los cuales se detalla a continuación:
Todos los usuarios internos (funcionarios electorales) del Consejo Nacional
Electoral – Matriz Quito.
Los funcionarios electorales de las Delegaciones Provinciales Electorales
a nivel Nacional.
Toda la ciudadanía que pueda recibir resultados electorales de manera
oportuna.
Uno de los más grandes impactos es todo lo que comprende con el control
total, que iría de la mano con la implementación en otras secciones hasta
poder saber todo sobre los activos informáticos en total tiempo real, de tal
manera que se podrían ver estos resultados en un tiempo corto. Para lo cual
se centra en diseñar e implementar un escáner de TAG’s que permita detectar
los activos informáticos en la bodega de la Dirección Nacional de Informática
Para concluir se establece los siguientes objetivos, que proceden con la
solución de la problemática:
1. Diseñar y estructurar una base de datos para almacenar la información de
cada activo informático asignado con un tag.
2. Diseñar un sistema de control electrónico para escanear los TAG’s para
encontrar los activos informáticos.
3. Transferir la información de los activos informáticos encontrados a la base
de datos para actualizarlos.
El objetivo de este capítulo es poder indicar con precisión cada uno de las
pautas del presente trabajo, entre las cuales se puede encontrar los
antecedentes y se indica el motivo del presente trabajo con su viabilidad,
fundamentos del proyecto, para de esta manera establecer conclusiones,
categorías entre las cuales se encontrará las más importantes, detallando su
utilidad y beneficio.
2.1. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
Tabla 1.Antecedentes Investigativos.
Autor Título de Tesis Desarrollado
Daniel Alejandro Cadena
Moran
Luis Guillermo Romero
Sánchez
Diseño e implementación de un
sistema de control e inventario
electrónico atreves de la internet
Microchip
18f97j60
Alan Lozano Solis
David Chang Falconí
Desarrollo e implementación de un
sistema para el control e inventario
continuo, utilizando tecnología RFID
para la biblioteca de la UPS sede
Guayaquil
PC
COMPUTADORA
Javier Marcelo Lara
Galarza
Diseño e implementación de un
sistema basado en la tecnología rfid
para el control de inventario de la
empresa MILBOOTS
PC
COMPUTADORA
La información obtenida y que se observa en la Tabla 2 es de suma
importancia para el proyecto, porque con estos datos investigativos se dictará
parámetros de construcción y procedimientos a tomar en cuenta para que todo
se realice de manera satisfactoria. Esta información se ha escogido, debido a
la semejanza de los puntos de vista de cada una de las tesis, además la
utilización del chip RFID es factible para el proceso deseado, también se utiliza
8 La ventaja que se le da en el proceso es una tarjeta embebida BeagleBone
que utiliza Linux con un procesador ARM en una computadora, y las
características que tiene esta tarjeta son las más adecuadas para el diseño.
2.2. FUNDAMENTACIÒN LEGAL
La fundamentación legal en la que se basa es en explicar y representar los
procesos para la aplicación de las tarjetas RFID en diferentes áreas como por
ejemplo: tecnológicas, marketing, producción, etc, dando una mayor facilidad
en decodificar y dar solución en un menor tiempo en la ejecución de procesos
que llegan a ser interminables. Las tarjetas RFID mediante esta aplicación
expondrán bases de datos simplificadas con las que se minimizara el tiempo
y costos de producción.
2.2.1. NORMADO EN EL ECUADOR
En el Ecuador existen entidades que regulan las normas de calidad y
procesos productivos en las empresas, hay numerosas normas que
garantizan la diversidad de frecuencias y aplicaciones. La Organización
Internacional de Estándares (ISO) y EPC global Inc. son dos de las
organizaciones de normas más importantes para la cadena de suministros,
(GS1, 2015).
Las normas ISO son utilizadas y obligadas en todo el mundo para realizar los
procesos comerciales en las cuales son requerimiento de cada País para que
puedan ingresar los productos para su originalidad y calidad como en el
ecuador la norma de calidad 9001 y ambiental como la 14001 o EPC global,
como por ejemplo la norma ANSI MH10.8.4 de EE.UU. para la identificación
de contenedores retornables (según una especificación ISO). a la
organización ISO y se espera que forme parte de la serie de normas OHSAS
18000 la cual es de seguridad y forme parte de la empresa. Las normas EPC
numeración para la identificación única e inequívoca de los artículos, (UDLAP,
2016).
2.3. ADMINISTRACIÓN DE INVENTARIOS
Es base fundamental de la organización porque es un punto estratégico donde
se procede a realizar la logística, el análisis y stock de los productos,
basándose a la materia prima o inventariado que exista se podrá cubrir la
producción para ofrecer nuestros servicios, (Jorge Sierra y Acosta, 2001).
2.3.1. ACTIVO FIJO
Los activos fijos son los activos físicamente reales o tangibles que tienen una
vida útil relativamente larga o continua ya que se representa a los bienes
reales los que se van adquiriendo. Los puntos a tratar para que sea un activo
fijo deben cumplir con las siguientes características, (Jorge Sierra y Acosta,
2001):
1. Deben ser reales (activos tangibles), (Jorge Sierra y Acosta, 2001).
2. Su vida es continua o relativamente larga por lo que se va adquiriendo
mientras se requiera, (Jorge Sierra y Acosta, 2001).
3. Los activos fijos también tienen que durar más de un año como ciclo de vida
o ciclo productivo de la empresa como ejemplos: computadores, escritorios
infraestructura etc., (Jorge Sierra y Acosta, 2001).
4. Al ser como una prestadora de bienes y servicios, como por ejemplo, las
empresas prestadoras de servicio los activos fijos vienen a ser los bienes y
servicios que se ofrecen a otras por un periodo de tiempo con fines
administrativos o de producción, pero jamás ser de uso de comercialización o
10 Es de real importancia aclarar algunos puntos de diferencias entre activos fijo
e inventarios ya que todas las empresas tienen diferentes forma de manejarse
según los artículos de venta y los activos fijos que para la empresa viene a
ser parte integral de la misma.
Por ejemplo, una computadora puede ser útil para una empresa que necesite
realizar programas informáticos o utilizar para realizar diferentes trámites
administrativos de la empresa y es considerado como activo fijo, pero para
una empresa que vende artefactos eléctricos es considerado como un
inventario (para ser destinado a la venta) en una empresa distribuidora de
artefactos electrónicos o tecnológicos, (Jorge Sierra y Acosta, 2001).
2.3.2. PASOS PARA REALIZAR UN INVENTARIO
Los procesos para realizar un inventario son los siguientes:
1. Identificar los bienes: Ingresar solo los bienes que sean para la venta o
comercialización teniendo claro en diferentes grupos, de esta manera se
tiene un orden para su posterior manipulación, (Jorge Sierra y Acosta,
2001).
2. Determinar el lugar: Tener un espacio exclusivo para los artículos o
mercadería existente con la cual se pueda proceder a realizar el proceso
de inventario, sin ninguna interrupción donde no manipulen los mismos,
(Jorge Sierra y Acosta, 2001).
3. Conformar un equipo de trabajo: Personal cualificado para realizar el
proceso de inventario, (Jorge Sierra y Acosta, 2001).
4. Recorrido: Tener un personal capacitado para el manejo del reporte de
inventario y el mismo que capacite a las personas nuevas para evitar
pérdidas de tiempo errores que pueden entorpecer la eficiencia de la
errores como repetir el inventario ya realizado, (Jorge Sierra y Acosta,
2001).
2.4. TECNOLOGÍA RFID
Esta tecnología nace por medio de una investigación de Harry Stockman en
1948, quien publicó un artículo titulado “La comunicación por medio de la
energía reflejada”, el cual hablaba sobre conceptos básicos para influenciar
hacia el desarrollo de la tecnología RFID“. Charles Watson quien fue un ex
investigador de IBM, presentó una patente para una cerradura que era
operada por radio y con la utilización de una etiqueta latente que era activa a
través de una pequeña corriente que era enviada por un transceptor de radio
que lleva adjunta una clave para ser identificada y activar la cerradura. De
esta manera fue naciendo los concepto de RFID y la continua investigación
han hecho que este tipo de tecnología se vaya fortaleciendo y conformándose
como una solución a varios problemas que van apareciendo". Siendo este tipo
de tecnología una nueva solución a los diferentes problemas que pueden ser
acoplados según la necesidad de los diferentes usuarios, sin importar su
ámbito de trabajo, empresa u hogar, para dar cabida a la tecnología RFID que
poco a poco sigue tomando fuerza y siendo innovadora con todo lo que ofrece,
(Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
2.4.1. INVENTARIO CON RFID
El número de usos que ofrece la tecnología RFID es muy variado, son tantos
los avances tecnológicos que actualmente existen chips para implantar en
diferentes objetos para realizar un seguimiento o rastreos, (Erick Jones y
Christopher A. Chung, 2009).
La tecnología RFID con etiquetas electrónicas de bajo costo permite
incrementar la eficiencia y productividad en el sector logístico y a un bajo
12 costos, generando una atracción para implementar esta tecnología en las
empresas, (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Esta opción de tecnología es una evolución innovadora para la realización del
trabajo de inventarios, ya que permite las siguientes acciones, (Erick Jones y
Christopher A. Chung, 2009).
Multitud de artículos por lectura (inventarios más rápidos)
Permite la lectura de un código único, ilegible para otros sistemas.
Es segura la lectura, sin importar las condiciones locales.
2.4.2. TIPOS DE ETIQUETAS RFID
Se puede encontrar dos tipos de etiquetas RFID de acuerdo a su actividad.
Activas.: Por fuente de energía de alimentación incorporada en la etiqueta, o también por poseer un chip magnético inteligente incorporado,
(Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Pasivas. Los TAG´s obtienen su energía a partir del campo de RF (Radio de frecuencia) generado por el lector, (Erick Jones y Christopher A. Chung,
2009).
2.4.2.1. Funcionamiento de una etiqueta pasiva
Una etiqueta pasiva al no tener batería de alimentación y al contrario lo realiza
por medio del campo magnético creado por el lector, tiene como resultado un
menor rango de comunicación, sin embargo son etiquetas (Figura 3) con un
mayor uso e implementación, (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Su funcionamiento se basa de un lector que transmite una señal codificada de
radiofrecuencia que se activa por señal recibida, enviando una respuesta al
enviados a un computador que los procesa y los almacena (Figura 4), (Erick
Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Figura 3.Etiqueta (Tag) pasiva.
(Parker, 2013)
Figura 4.Funcionamiento de una etiqueta (Tag) pasiva.
(U. Puebla, 2013)
Algunas de las aplicaciones de las etiquetas pasivas son:
Logística.
Inventario de almacenes.
Control de accesos.
2.4.2.2. Funcionamiento de una etiqueta activa
Este tipo de etiquetas constan de unas etiquetas que con una batería
incorporada la cual proporciona un gran beneficio para poder alcanzar
distancias muy altas de lectura y escritura entre las etiquetas y los lectores
14
Figura 5.Etiqueta (Tag) activa
(Juankenny, 2013)
El funcionamiento de las etiquetas activas son continuas al igual que el lector,
de tal manera que funcionan como repetidores de señal codificada de
radiofrecuencia el cual permite una identificación permanente hasta que la
batería cumpla su vida útil y llegue a su fin (de 5 a 7 años aproximadamente).
Cabe recalcar que si sólo el operador por medio del lector solicita alguna
información, automáticamente toma los datos de las etiquetas, de no darse
dicho evento las etiquetas transmitirán dicha información periódicamente o en
un determinado rango de tiempo previamente programado. Al igual que las
pasivas envían la información a un computador para ser procesadas y
almacenadas en una base de datos (Figura 6), (Erick Jones y Christopher A.
Chung, 2009).
Figura 6.Funcionamiento de una etiqueta (Tag) activa.
Algunas de las aplicaciones de las etiquetas activas son:
La localización de objetos y personas en tiempo real, (Erick Jones y
Christopher A. Chung, 2009).
Pueden incorporarse sensores adicionales a la propia memoria como
sensores de temperatura, velocidad, movimiento, etc., que permiten
almacenar o controlar datos vitales en algunas aplicaciones y manipularlas
en tiempo real, (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Por rango de frecuencia, (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Por distancia de lectura, (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
2.4.3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE UN SISTEMA RFID
Este tipo de tecnología (RFID) permite realizar una lectura de productos
individualmente o grupales como también permite el almacenamiento
electrónico de datos y está compuesta por tres elementos, (Erick Jones y
Christopher A. Chung, 2009):
Etiquetas: programados con información que van en los productos. Lectores:son los que envían señales y reciben los datos de las etiquetas. Sistema de datos:son los encargados de la gestión de datos.
El RFID es una herramienta muy importante para la gestión de grandes
cantidades de productos, también ayuda con la seguridad y la logística de la
distribución en tiempo real), (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
La potencia de lectura es mucho más poderosa que la de los códigos de
barras los cuales en su momento causaron asombro por la lectura de los
productos y la gran facilidad que aún brinda en algunos establecimientos
16 barras es que no necesita de línea directa de lectura, pero si de una etiqueta
(TAG o Transponder) (Tabla 3), (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
Tabla 2.Comparación entre código de barras y RFID
Característica Código de barras RFID
Tipo de registro a ser
escaneado
Impresión de código de
barras Etiqueta RFID adhesiva
Resistencia del registro a
ser escaneado Muy baja Altamente resistente
Modo de lectura Requiere de visión directa
para ser leídos
No requiere de visión directa
para ser leídos
Alcance de lectura Hasta 1 metro Hasta 6 metros a la redonda o
más dependiendo del lector
Capacidad de
almacenamiento Escasa
Posee capacidad de
almacenamiento
Reprogramable No Si
Los beneficios que el RIFD ofrece están relacionados con procesos de
cadenas de suministros, el cual ayuda con el rastreo, determinando la hora y
la toma de decisiones ante cualquier estadística que no sea beneficiosa en el
proceso establecido, (Erick Jones y Christopher A. Chung, 2009).
2.4.4. LECTORA RFID
La lectora RFID es una tarjeta de detección de tag´s que permite leer mediante
ondas de radiofrecuencia. Esta viene a ser un conjunto de dos elementos, los
cuales son, (http://www.sparkfun.com, 2015):
Tarjeta RFID tipo USB reader HT
Sensor o módulo ID - 12
Tarjeta RFID tipo USB reader HT: este circuito tiene un color rojizo en particular (Figura 7.) y es la base en donde se va a colocar el sensor ID – 12,
de comunicación para el tráfico de datos con el computador o dispositivo
móvil, (http://www.sparkfun.com, 2015).
Figura 7.Tarjeta RFID tipo USB reader HT
(http://www.sparkfun.com, 2015)
Características:
Trabaja con módulos RFID ID20 ID- 2, ID -12.
Se alimenta con un voltaje de 2.8V - 5V.
Posee un puerto micro USB
Sus dimensiones son de 39 mm x 28 mm.
Sensor o módulo ID - 12: este componente electrónico (Figura 8) es el detector de tag´s, siendo un dispositivo de entrada de datos obtenidos de los
tag´s, (http://www.sparkfun.com, 2015).
Figura 8.Sensor ID-12
(http://www.sparkfun.com, 2015)
Características:
Se alimenta con un voltaje de 2.8V - 5V.
18
Compatible con etiquetas RFID de 125 kHZ (EM4001 64 bits).
9600bps de TTL y RS232 de salida.
Salida Magneticstripeemulation.
Sus dimensiones son de 22 mm x 26 mm.
2.5 BEAGLEBONE BLACK (BBB)
La BeagleBone Black de Texas Instruments (Figura 9) es una tarjeta de control
de alto rendimiento de procesamiento de datos y a la vez en la parte gráfica
es superior a los diferentes tipos de sistemas electrónicos embebidos
existentes, (Tabla 3.), (https://beagleboard.org/black, 2015).
Tabla 3.Tabla comparativa de tarjetas de control.
Figura 9.BeagleBone Black
(https://beagleboard.org/black, 2015)
Características:
CPU ARM Cortex-A8 a 1 GHz
Acelerador gráfico 3D
Posee un par de PRU SS RISC de 32 bits
Tarjeta Procesos RAM Tarjeta gráfica
BeagleBone Cortex – A 8
A 1 GHZ 512 MB DE RAM Acelerador gráfico 3D
Raspberry
ARM1176JZF-S A 7000MHZ 512 MB DE RAM
Procesador gráfico (CPU) Videocore IV
Arduino ATMEGA328 2 KB
512 MB de RAM
2 GB de almacenamiento interno
Ranura microSD.
Puerto USB
Puerto Ethernet
Salida micro-HDMI
Dos conectores de 46 pins.
2.5.1. ACCESORIOS
Esta tarjeta de control posee hardware adicional que se puede conectar en
sus puertos y le permite llevar a cabo varias funciones de acuerdo a las
necesidades del usuario y estas son, (https://beagleboard.org/black, 2015):
Power Cape
Batería
Audífonos
Power Cape: esta tarjeta está diseñada para el manejo con la BeagleBone Black la cual se instala montándola sobre la BBB permitiéndole convertirse
en un dispositivo inalámbrico en cuanto a su alimentación de energía (Figura
10), (https://beagleboard.org/black, 2015).
Figura 10.Power Cape.
20 Sus características son muchas, ya que aportan con la innovación tecnológica
y con la comodidad del usuario para poder eliminar los cables de alimentación,
a continuación se presenta sus características:
Compatibilidad con el BEAGLEBONE Blanco, BEAGLEBONE Negro y el
BEAGLEBONE Verde.
Cabo ROM con interruptores de dirección.
Toma de entrada de alimentación de CC de 4.5-14VDC.
Tiene protección contra sobretensiones y sobrecargas de corriente de
entrada de CC.
Utiliza 1S (3.7V) célula (s) de litio como la energía de la batería de
alimentación de reserva.
Poder Cabo carga la batería de respaldo cada vez que se dispone de 4,5
V o más en la entrada de CC.
A bordo de monitor de energía (INA219) permite el monitoreo de voltaje de
la batería y la corriente por BEAGLEBONE.
Potencia del Cabo puede encender el BEAGLEBONE después de un
tiempo de espera configurable, la restauración de la corriente continua, o
en una señal externa.
Para su utilización es necesario tomar en cuenta los siguientes ítems para su
correcto funcionamiento y rendimiento:
Fuente de alimentación de la batería: La batería de litio impulsará una energía de una sola célula a la 5 VDC necesario para ejecutar el
BEAGLEBONE.
Fuente de CC regulada:La energía tiende de 4,5 a 14 VDC en la entrada de CC para el BEAGLEBONE. En la alimentación de la batería como es
de litio se carga de igual forma.
producirse un cambio de sistema al darse una pérdida de alimentación en
el CC.
Fuente de alimentación Solar:La alimentación solar es la producida por la luz mediante el calor mediante las fuentes de alimentación de CC como
son los paneles solares como fuente inagotable y renovable que son
utilizados de la mejor manera para varios aspectos tecnológicos.
Batería: es un dispositivo de almacenamiento energía eléctrica y ésta funciona en conjunto con la Power Cape para abastecer de energía a la BBB, (Figura 11), (http://www.samsung.com, 2015).
Figura 11.Batería.
(https://www.samsung.com, 2015)
Audífonos: Es un dispositivo de salida, el cual permite escuchar sonidos (interpretación de los datos de un ordenador) a través de los auriculares que
posee, (Figura 12).
Figura 12.Audífonos.
22
2.6. BASE DE DATOS
La base de datos es un conjunto o codificación similar para del proceso de
tener la información exacta ya sea de inventarios o conteos y que no se
repitan, ya que tienen diferentes números, letras etc que los otros pero con
codificación similar y mediante un programa (software) específico puede
utilizar el repositorio y puede ser manipulado, (Abraham Silberschatz, 2002).
2.6.1. COMPONENTES DE UNA BASE DE DATOS
El componente fundamental son los datos ya que son la materia prima a ser
utilizada o procesada para convertirse en información organizada en tablas
que permitan cumplir diferentes roles de acuerdo al tipo de solicitud planteada
por el software de base de datos. Para la elaboración de una base de datos
de un inventario es necesario tomar en cuenta los campos de los detalles a
llenarse por producto o artículo (datos) e ir dando origen a la tabla o tablas
necesarias para la interacción de los datos que son solicitados por el sistema
de inventarios, éstos se pueden apreciar en la siguiente tabla 4. , (Abraham
Silberschatz, 2002):
Tabla 4.Modelo de base de datos
Artículo Marca Modelo Serie Código
Laptop HP 4430s CNU456SC34H 1410203004789
Escáner Fujitsu fi-6670 HGD456546DF 1410304045667
Impresora Xerox 6400 DFFRTGL3445 1410405060785
Monitor HP LV1911 DHJEFJEJRU4 1410506708796
2.6.2. ARCHIVO CSV
Un archivo CSV (del inglés comma-separated values) es un tipo de extensión
de documento de Microsoft Excel, siendo un formato abierto y sencillo para
representar datos en forma de tabla, en donde sus columnas están separadas
interpretada las comas por un programa de Base de Datos,
(https://products.office.com, 2015).
2.6.3. BASE DE DATOS DINÁMICA
Este tipo de base de datos permite realizar una manipulación o modificación
de la información almacenada como: borrado, edición de datos y operaciones
de actualización, (Abraham Silberschatz, 2002).
2.6.4. SISTEMA DE GESTIÓN DE BASES DE DATOS (SGBD)
El SGBD es un conjunto de programas que permiten el almacenamiento,
modificación y extracción de la información en una base de datos, además de
proporcionar herramientas para añadir, borrar, modificar y analizar los datos.
Los usuarios pueden acceder a la información usando herramientas
específicas de interrogación y de generación de informes, o bien mediante
aplicaciones, (Abraham Silberschatz, 2002).
2.7. SOFTWARE
El software es una parte fundamental en cuestión a las órdenes de operación
que debe cumplir un sistema informático o electrónico ya que en él se puede
establecer los parámetros de funcionalidad.
2.7.1. PYTHON
Es un lenguaje de programación con licencia libre (Figura 13), el cual permite
definir funciones específicas y agrupar librerías que contienen ciertas
condiciones que el programador requiere para dar origen a un sistema
compacto con el control de ciertas acciones pertinentes de acuerdo a la
aplicación. Además soporta programación orientada a objetos, imperativa y
24
Figura 13.Python.
(https://www.python.org, 2015)
2.7.2. FLASK
Es un microframework para Python con licencia libre (Figura 14), basado en
Werkzeug y Jinja 2 para la creación de aplicaciones web con sus respectivas
interfaces y configuraciones de las dimensiones y posicionamiento de los
objetos que se encuentran dentro de la interface, (http://flask.pocoo.org,
2015).
Figura 14.Flask.
(http://flask.pocoo.org, 2015)
2.7.3. ESPEAK
Es una biblioteca que se integra con el programa principal de Python (Figura
15), es de licencia libre y permite que el texto que se tenga como respuesta
pueda ser escuchado, a través de su interpretación de combinación de
fonemas que posee la librería para ir componiendo palabra por palabra en el
hablado del programa, (http://espeak.sourceforge.net, 2015).
Figura 15.eSpeak text to speak.
2.7.4. SPARKFUN
Es un controlador que viene conjuntamente con el hardware (Figura 16), el
cual permite realizar la configuración del controlador en un computador o
dispositivo móvil para que el hardware (lector RFID) pueda ser reconocido y
empezar a funcionar. (http://www.sparkfun.com, 2015)
Figura 16.Sparkfun.
(http://www.sparkfun.com, 2015)
2.7.5. SQLITE
SQLite (Figura 17) es una biblioteca que se integra con el programa principal,
pasando a ser parte integral del mismo. SQLite es llamado a través de simples
subrutinas y funciones, esto disminuye la demora temporal en la propagación
y transmisión de paquetes dentro de la red y en el acceso a la base de datos,
debido a que las llamadas a funciones son más eficientes que la comunicación
entre procesos.
El conjunto de la base de datos (definiciones, tablas, índices y los propios
datos), son guardados como un sólo fichero estándar en la máquina host. Este
diseño simple se logra bloqueando todo el fichero de base de datos al principio
de cada transacción. (https://www.sqlite.org, 2015).
Figura 17.SQLite.
26
2.7.6. SOLIDWORKS
Es un software de diseño (Figura 18) que permite realizar el modelamiento de
una pieza en 3D con sus respectivas medidas para posteriormente usar su
modelo virtual para la creación de la pieza física. (http://www.solidworks.es,
2015)
Figura 18.SolidWorks.
28 Se efectuó estudios previos para generar datos, que sirvieron en la creación
del sistema de gestión de la información para poder ubicar los activos
informáticos en la bodega del CONSEJO NACIONAL ELECTORAL - CNE
(Matriz Quito), ubicada en el norte de la ciudad de Quito, sector Bellavista, en
las calles 6 de diciembre y Bosmediano, esquina.
La necesidad por parte del CNE para la creación del sistema de gestión de la
información dirigida a la situación de búsqueda de los activos informáticos en
la bodega se procede con la fase de diseño que superpone la metodología de
diseño mecatrónico de J. NILSSON, la cual permite atender de manera
ordenada por etapas que van desde los requerimientos hasta llegar al
producto final.
3.1. METODOLOGÍA DE MECATRÓNICA EN V
Esta metodología Mecatrónica planteada por J. NILSSON principalmente
tiene una propiedad llamado Stakeholder fuente potencial de requerimientos,
los procesos del diseño funcionan según un sistema bien organizado siendo
deductivos y analíticos para la mejor manera de resolver los problemas
simplificando el trabajo. En la Figura 19 se puede observar detalladamente y
de manera minuciosa, el sistema organizado antes dicho para su mejor
comprensión de como la metodología en V se aplica correctamente para los
procesos y fines correspondientes, (Nilsson, 2006).
Figura 19.Metodología Mecatrónica en V.
Este tipo de metodología establece las siguientes etapas principales:
Requerimientos del sistema.
Diseño de los componentes.
Integración de los componentes.
3.1.1. REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
El dispositivo escaneador de TAG'S es un sistema en conjunto orientado a la
búsqueda de activos que deben cumplir los siguientes requerimientos:
Ser móvil para la realización del escaneo de activos y evitar la alimentación
de energía eléctrica por cable.
De fácil manejo para el usuario, al momento de realizar el escaneo.
Contar con una fuente de información precisa.
Poder realizar consultas de registros anteriores de activos escaneados.
Poder cargar el registro con los activos que se desee buscar.
Poder observar el estado de búsqueda de los activos en una aplicación
web.
3.1.2. DISEÑO DE LOS COMPONENTES
Para la fase de diseño de los componentes se debe tratarlos por secciones,
en donde cada uno de ellos trata un tema específico para la explicación de su
desarrollo, éstos son los componentes que comprenden esta fase de la
Metodología Mecatrónica en V y son los siguientes:
Diseño Conceptual
Diseño Mecánico
Diseño Electrónico
30
Diseño Conceptual:en este diseño se da a conocer la estructura conceptual del funcionamiento de todo el sistema en conjunto. Para el sistema
escaneador de activos se maneja dos tipos de perfiles de usuario para el
manejo del sistema, el perfil administrador y el de usuario final. El
administrador podrá tener acceso al servidor, mientras que el perfil de usuario
final sólo le permite realizar consultas, cargar archivos de búsqueda y realizar
búsquedas.
Diseño Mecánico:comprende el aspecto del diseño de la tapa de la carcasa que contiene al dispositivo escaneador móvil, en el cual se hace uso de la
herramienta de diseño SolidWorks para la creación de la pieza e ir avanzando
con los procedimientos de maquinado que comprende hasta llegar a la pieza
física que se necesita.
Diseño Electrónico: en esta fase se trata el aspecto electrónico, en donde se trata la parte de la conexión de la batería Samsung con la Power Cape y
éste a su vez con la BeagleBone Black con el fin de tratar la parte de la
alimentación de energía eléctrica y a su vez atendiendo la necesidad de que
el dispositivo sea móvil.
Diseño Informático: siendo esta fase la más compleja, porque se trata la parte informática, el cual parte con la creación del sistema de servicios
(servidor) en Python, donde consta dentro de su estructura con la presencia
de la biblioteca SQLite y del microframework Flask para el computador
servidor (Toshiba Satellite Core i7 – servidor master) y adicional con la
biblioteca de eSpeak junto con el controlador de SparkFun Electronics para la
BeagleBone Black (dispositivo escaneador móvil – servidor junior).
SQLite es una biblioteca anexada dentro de Python, el cual almacena la
información ingresada a través de un archivo CSV, el proceso de llamada para
su almacenamiento es a través de una función, el cual es rápido para la
Flask es un microframework que forma parte de Python, ya que trabaja en
conjunto y es un servicio de Phyton, el cual permite realizar la creación de una
aplicación web con la distribución de los componentes como se desee en la
interfaz y también las interfaces que se necesite. Flask trabaja en conjunto
con la base de datos para ir mostrando de manera gráfica al usuario lo que
sucede con los datos que se han procesado o los que aún están pendientes
a través de la interfaz.
eSpeak es una biblioteca que se anexa a Python, con el fin de tener los
comandos requeridos para la interpretación verbal del resultado obtenido al
encontrar un activo informático por parte del sistema informático.
Por último se tiene el controlador de SparkFun, el cual provee de los
comandos requeridos por el sistema de Python para poder reconocer al lector
físico RFID (tarjeta RFID tipo USB reader HT + módulo ID-12 + cable micro
USB) y poder manipular los datos de los Tag´s a través del mismo.
3.1.3. INTEGRACIÓN DE LOS COMPONENTES
Para la integración de todos los componentes, primero se integra la parte de
hardware para que cuando se integre el software no se tenga problemas por
falta de detección del hardware que no esté conectado con respecto al
controlador.
En el aspecto del hardware, se coloca la BeagleBone Black con todos sus
componentes referentes a la alimentación de energía eléctrica (Power Cape
+ batería) dentro de la carcasa con su tapa que fue creada. Una vez que todo
está compacto en la carcasa se procede a conectar un adaptador de USB en
el puerto USB de la BBB para aumentar la cantidad de puertos, en estos
nuevos puertos se conectan el lector RFID y los audífonos. Por último se
conecta la una punta del patch core en el puerto Ethernet de la BBB y el otro
32 En el aspecto del software, la integración se tiene en Python ya que controla
y realiza las acciones solicitadas por el usuario a través de los comandos de
Flask, eSpeak, SQLite y Sparkfun, ya sea por interfaz web, reproducción de
sonidos verbales de respuesta o por un zumbido de respuesta (lector RFID).
El producto final es un dispositivo móvil escaneador de tag´s con autonomía
de una fuente de alimentación de energía eléctrica, capaz de recibir
información para realizar una búsqueda desde un archivo CSV precargado
desde la interface de la aplicación web y realizar la búsqueda en base a esos
datos, teniendo una respuesta verbal del sistema a través de los audífonos al
momento de encontrar el activo, además de ingresar la ubicación del mismo
por medio de la lectura del tag que representa la percha en la que se
encuentra. Finalmente permite realizar la actualización del estado actual de
los activos informáticos que se han escaneado (con el dispositivo móvil) en la
base de datos del servidor master al momento de conectar con el patch core
34 Según lo establecido por la metodología Mecatrónica en V, se procede en esta
sección al diseño en general de todo lo que comprende el dispositivo
escaneador móvil de activos informáticos.
Para ello es necesario mantener un orden para ir atendiendo a cada uno de
los ámbitos que están involucrados y después realizar la unificación de los
mismos para tener el producto.
A continuación se indica cómo se procede con la construcción en cada una
de las secciones comprendidas, (Figura 20).
Figura 20.Proceso de creación del dispositivo.
4.1. DISEÑO CONCEPTUAL
En el diseño conceptual se trata sobre el lugar en donde se va a trabajar y
quienes van a utilizar el sistema de gestión para búsqueda de activos.
4.1.1. LUGAR DE EJECUCIÓN
El lugar en donde se va a ejecutar las búsquedas de activos informáticos por
medio del dispositivo escaneador RFID, es en la bodega de la Dirección
Figura 21.Bodega de activos informáticos - DNI.
De acuerdo al dimensionamiento de la bodega se tiene presente la
distribución de la Figura 22 para tener organizado los activos y poder
identificar las perchas para la ubicación de los artículos.
Figura 22.Distribución de perchas.
Para la realización de búsquedas de activos informáticos con el dispositivo
escaneador de Tag´s, se lo puede ejecutar únicamente en horarios de trabajo
(8h30 – 17h00), ya que en horarios no laborables la bodega de activos
informáticos permanece cerrada, con el fin de evitar pérdidas de los mismos.
4.1.2. USUARIOS
Para la utilizar el sistema de gestión para búsqueda de activos, el personal
podrá contar con dos perfiles para su manipulación, que son el administrador
36 El administrador tiene a su custodia la contraseña de acceso al equipo
servidor master y la IP con su respectivo puerto del equipo servidor junior
cuando éste se conecte a la red local y tener la manipulación total de ambos
para realizar soporte de la aplicación.
Los usuarios finales tienen únicamente acceso al portal web, en donde
pueden realizar las acciones:
Cuando el servidor junior (dispositivo escaneador móvil) esté conectado a la red local: se puede realizar consulta de registro de búsquedas anteriores, verificar el estado de la búsqueda actual y cargar
una nueva búsqueda.
Cuando el servidor junior (dispositivo escaneador móvil) no esté conectado a la red local: se puede realizar consulta de registro de búsquedas anteriores, pero no se puede verificar el estado de la búsqueda
actual, ni cargar una nueva búsqueda.
Estas acciones permitidas por usuario (roles que pueden cumplir las
personas) son de acuerdo a lo establecido por la Dirección Nacional de
Informática del CNE, (Figura 23).