Control GSM para el bloqueo y desbloqueo remot de un vehículo mediante una aplicación móvil para dispositivos Android

(1)

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

CONTROL GSM® PARA EL BLOQUEO Y DESBLOQUEO

REMOTO DE UN VEHÍCULO MEDIANTE UNA APLICACIÓN

MÓVIL PARA DISPOSITIVOS ANDROID®

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO

DE INGENIERO EN MECATRÓNICA

WILLIAN ALEJANDRO VELOZ SALAZAR

DIRECTOR: MSC. DANIEL MIDEROS

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DECLARACIÓN

Yo WILLIAN ALEJANDRO VELOZ SALAZAR, 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.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

(4)

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Control GSM® para el bloqueo y desbloqueo remoto de un vehículo mediante una aplicación

móvil para dispositivos Android®”, que, para aspirar al título de Ingeniero en Mecatrónica fue desarrollado por Willian Alejandro Veloz Salazar, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.

Msc. Daniel Mideros DIRECTOR DEL TRABAJO

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DEDICATORIA

Este logro va dedicado a mis padres, a mis hermanos, demás familia y amigos cercanos, por depositar su confianza y orgullo en mí. Anhelo marcar un hito en la historia de nuestras vidas, un cambio en la forma de ver el mundo, y mostrar que con esfuerzo y un objetivo bien plantado en nuestra mente podemos llegar más lejos en la búsqueda de días mejores.

Con todo mi corazón dedico este trabajo a mi padre, Luis; aprendí mucho más con su ejemplo de abnegación y entrega hacia su familia de lo que se puede aprender en un aula de clases. ¡Lo logramos!

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AGRADECIMIENTO

“Sólo un exceso es recomendable en el mundo: el exceso de gratitud”

(Jean de la Bruyere)

Habría sido imposible lograr la culminación de este trabajo sin el apoyo de muchas personas que creyeron en este proyecto y en mi capacidad para alcanzarlo, quienes de una u otra manera estuvieron soportando la realización del mismo como una carga propia.

Gracias a Dios primeramente, por la vida, la dicha, y las batallas, que por su infinita gracia nos ayuda a ganar y alcanzar nuevas metas; toda gloria, honra y honor sean a Él.

A mis padres, Luis y Mónica, gracias a quienes hoy soy lo que soy; estuvieron dándome su apoyo a lo largo de mi existencia, y lo siguen haciendo. ¡Muchas gracias!

A mi prima Fanny Tonato y toda su familia, quienes me acogieron durante un largo tiempo y fueron para mí una segunda familia, en cuya casa tuve un hogar lejos de mi ciudad.

A mis tíos Hugo y Zelandia, y a mi mami Elva, a ustedes, que estando lejos siempre estuvieron cerca, no tengo manera de agradecer cuanto han hecho por mí.

A mi querida May, en tiempos de oscuridad fuiste la motivación para continuar, gracias por creer siempre en mí y estar a mi lado diciéndome: ¡ánimo, tu puedes!... Te amo.

(7)

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

Página

RESUMEN x

ABSTRACT xi

1. INTRODUCCIÓN 1

2. MARCO TEÓRICO 9

2.1. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN CELULAR 10

2.1.1. COMUNICACIONES MÓVILES 10

2.1.1.1. Clasificación de los sistemas de

comunicaciones móviles 10

2.1.2. FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS CELULARES 13 2.1.2.1. Geometría de las redes celulares 14 2.2. GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMUNICATIONS, GSM 17

2.2.1. ARQUITECTURA DEL SISTEMA GSM 18

2.2.2. IDENTIFICADORES EN GSM 21

2.2.3. SERVICIOS MEJORADOS DE GSM:

HSCSD, GPRS, EDGE 22

2.2.3.1. HSCSD 22

2.2.3.2. GPRS 23

2.2.3.3. EDGE 25

2.3. DESARROLLO DE APLICACIONES PARA DISPOSITIVOS

MÓVILES 27

2.3.1. TELEFONOS INTELIGENTES 28

2.3.1.1. Sistemas operativos para dispositivos móviles 29 2.3.2. ANDROID®, SISTEMA OPERATIVO PARA

DISPOSITIVOS MÓVILES 31

2.3.2.1. El Android Stack 32

2.3.3. APLICACIONES 34

(8)

ii 2.3.3.3. Ciclo de vida de las actividades 39

2.3.3.4. El AndroidManifest.xml 41

2.4. COMANDOS AT 42

2.4.1. TIPOS DE COMANDOS AT 42

2.4.2. APLICACIONES DE LOS COMANDOS AT 44

2.5. SISTEMAS DE PROTECCIÓN ANTIRROBO 45

2.5.1. ALARMAS PARA VEHÍCULOS 45

2.5.2. ALARMAS OEM 46

2.5.3. PARTES DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN

ANTIRROBO VEHICULAR 48

2.5.3.1. Central de control 49

2.5.3.2. Sensores 50

2.5.3.3. Dispositivos de alerta 55

2.5.3.4. Llave de activación y desactivación remota 56

2.5.3.5. Batería auxiliar 58

2.5.3.6. Inmovilizadores 58

3. METODOLOGÍA 62

3.1. METODOLOGÍA MECATRÓNICA 63

3.1.1. REQUERIMIENTOS DEL PROYECTO 64

3.1.1.1. Acondicionamiento de señales de entrada 65

3.1.1.2. Sistema de control 71

3.1.1.3. Actuadores y dispositivos de salida 75

3.1.2. DISEÑO MECÁNICO 78

3.1.2.1. Funcionamiento de un vehículo a gasolina

con motor de combustión interna 78

3.1.3. DISEÑO ELECTRÓNICO 80

3.1.3.1. Circuito de adquisición de señal del sensor 80 3.1.3.2. Circuito de comunicación con el módem 82 3.1.3.3. Circuito de salida del relé para el bloqueo

del vehículo 84

(9)

iii 3.1.4.1. Programa del microcontrolador del PIC16f628a 85 3.1.4.2. Programa de la aplicación móvil 89

3.1.5. SIMULACIÓN 92

4. DISEÑO 95

4.1. DISEÑO Y SIMULACIÓN DEL COMPONENTE

ELECTRÓNICO 96

4.1.1. CIRCUITO DE ASDQUISICIÓN DE DATOS 97

4.1.2. CIRCUITO DE COMUNICACIÓN 100

4.1.3. CIRCUITO DE SALIDA 102

4.1.4. DISEÑO DEL PBC DEL CIRCUITO ELECTRÓNICO 103 4.2. DISEÑO Y SIMULACIÓN DEL COMPONENTE DE CONTROL 104 4.2.1. DISEÑO DEL PROGRAMA PARA EL PIC16f628a 104 4.2.2. SIMULACIÓN DEL PROGRAMA DEL PIC16f628a 108

4.2.3. DISEÑO DE LA APLICACIÓN MÓVIL 117

4.2.3.1. Diseño de la interfaz gráfica 119 4.2.3.2. Desarrollo del programa de la aplicación 124 4.2.4. SIMULACIÓN DE LA APLICACIÓN MÓVIL 133

5. RESULTADOS 140

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 152

6.1. CONCLUSIONES 153

6.2. RECOMENDACIONES 154

BIBLIOGRAFÍA 156

(10)

iv

INDICE DE TABLAS

Página

Tabla 1. Costos materiales electrónicos 6

Tabla 2. Costos desarrollo de software 7

Tabla 3. Costos desarrollo del proyecto 8

Tabla 4. Costos de instalación 8

Tabla 5. Versiones del sistema operativo Android® 31

Tabla 6. Comandos AT más comunes 43

Tabla 7. Precios de paquetes de SMS 67

Tabla 8. Diferencia entre algunos sistemas operativos móviles 68

Tabla 9. Cobertura celular en la provincia de pichincha 69

Tabla 10. Tabla de comparación entre PIC16f628a y PIC16f877a 72

Tabla 11. Códigos de activación 89

Tabla 12. Componentes de Screen1 (pantalla1) 121

Tabla 13. Componentes de Screen2 (pantalla2) 122

Tabla 14. Resultados de la prueba de envío y recepción de

mensajes desde el teléfono móvil hacia el módem 142

Tabla 15. Resultados de las pruebas de envío y recepción de

mensajes desde el módem hacia el teléfono móvil 144

Tabla 16. Resultados de las pruebas de envío de mensajes desde el teléfono móvil hacia el módem en ausencia

(11)

v

INDICE DE FIGURAS

Página

Figura 1. Agrupación de células o clusters 14

Figura 2. Cobertura celular con solape y sin solape 15

Figura 3. Superficies poligonales en función de su baricentro 15

Figura 4. Distribución celular teórica con varias células adyacentes 16

Figura 5. Ejemplo de una distribución real de células en una

zona urbana 17

Figura 6. Arquitectura del sistema GSM 19

Figura 7. Tarjeta SIM 21

Figura 8. Arquitectura del sistema para soporte HSCSD 23

Figura 9. Arquitectura del sistema GPRS 25

Figura 10. Constelaciones de modulación espacial

para GSMK y 8-PSK 26

Figura 11. Teléfonos inteligentes 29

Figura 12. Cuota del mercado de los sistemas operativos

móviles a nivel mundial 30

Figura 13. El Stack de Android 33

Figura 14. Ciclo de vida de las actividades 40

Figura 15. Ventana de comunicación entre el hyperterminal

y el módem 45

Figura 16. Sistema de asistencia remota y control de

medios Chevystar 47

Figura 17. Paquete de sistema de antirrobo vehicular 48

Figura 18. Partes de un sistema antirrobo vehicular 49

(12)

vi

Figura 20. Sensor de choque 52

Figura 21. Sensor de inclinación 54

Figura 22. Funcionamiento de un sensor de ultrasonido 55

Figura 23. Sirena instalada en el interior del guardamotor

de un vehículo 56

Figura 24. Control remoto de un sistema de seguridad vehicular 57

Figura 25. Funcionamiento de un inmovilizador con transponder 59

Figura 26. Llave de puerta para vehículo con chip transponder 60

Figura 27. Diagrama de bloques de un inmovilizador con

comando infrarrojo 60

Figura 28. Diagrama de bloques de un inmovilizador con teclado 61

Figura 29. Esquema de la Metodología del diseño de sistemas

mecatrónicos 64

Figura 30. Sensor de choque 66

Figura 31. Circuito de amplificación para el sensor de choque 66

Figura 32. Arquitectura del PIC16f628a 73

Figura 33. Teléfono móvil Motorola XT316 74

Figura 34. Sistema de encendido e ignición de un automóvil 76

Figura 35. Esquema de interfaz con relé 77

Figura 36. Diagrama de bloques del proyecto 80

Figura 37. Funcionamiento del sensor de impacto 82

Figura 38. Estructura de un dato serial 83

Figura 39. Pines del puerto USART del PIC16f628a 84

Figura 40. Estados del sistema de seguridad vehicular 86

Figura 41. Esquema general del AppInventor 92

(13)

vii Figura 43. Circuito de adquisición de datos 100

Figura 44. Circuito de comunicación serial 101

Figura 45. Circuito de salida del relé 103

Figura 46. Diagrama para la simulación del circuito electrónico 109

Figura 47. Terminal virtual (imagen1) 110

Figura 48. Terminal virtual (imagen 2) 110

Figura 49. Resultados simulación (imagen1) 112

Figura 50. Resultados simulación (imagen 2) 113

Figura 54. Diseño del Screen1 de la aplicación móvil 120

Figura 55. Diseño del Screen2 de la aplicación móvil 120

Figura 56. Bloques de definición 125

Figura 57. Bloques de texto 125

Figura 58. Bloques de lista 126

Figura 59. Bloques de control 127

Figura 60. Bloque When Button.Click do 128

Figura 61. Bloque When Texting.MessageReceived do 129

Figura 62. Bloque When Screen.Initialize do 130

Figura 63. Bloque Call Notifier.ShowAlert 130

Figura 64. Bloques Call Notifier.ShowChooseDialog & When

Notifier.AfterChoosing do 131

Figura 65. Bloques Call Notifier.ShowTextDialog & When

Notifier.AfterTextInput do 132

(14)

viii Figura 67. Simulación aplicación móvil (imagen1) 134

Figura 68. Simulación aplicación móvil (imagen 2 y 3) 135

Figura 69. Simulación aplicación móvil (imagen4) 135

Figura 76. Pruebas de envío de SMS desde teléfono a

módem con buena calidad de señal celular 142

Figura 77. Pruebas de envío de SMS desde módem a

teléfono con buena calidad de señal celular 144

Figura 78. Pruebas de envío de SMS desde teléfono a

(15)

ix

INDICE DE ANEXOS

Página

ANEXO 1

Circuito electrónico completo del proyecto 162

ANEXO 2

Layout del PBC del proyecto realizado en ARES 163

ANEXO 3

Diagrama de procesos del programa para el PIC16f628a 164

ANEXO 4

Diagrama de procesos del Screen1 de la aplicación móvil 165

ANEXO 5

Diagrama de procesos del Screen1 de la aplicación móvil 166

ANEXO 6

Programa del PIC16f628a en Microcode® 167

ANEXO 7

Diagrama de bloques del programa para el Screen1 de la

aplicación móvil 172

ANEXO 8

Diagrama de bloques del programa para el Screen2 173

ANEXO 9

Hoja técnica del PIC16f628a 176

ANEXO 10

Hoja técnica del relé CB1a-M-12V 181

ANEXO 11

(16)

x

RESUMEN

El robo de vehículos automotores es uno de los mayores problemas sociales que afronta nuestro país actualmente. Los sistemas de protección vehicular comerciales actuales presentan algunas desventajas respecto a su confiabilidad, ejemplo de ello es que los sistemas con activación por radiofrecuencia tienen limitaciones en su alcance de activación y su alarma puede ser percibida audiblemente por el usuario hasta una determinada distancia. A la par de esta temática se conoce también que en la actualidad el uso de sistemas que involucran tecnologías móviles es cada vez más popular en el mundo, debido a las ventajas que representa el control de sistemas electrónicos mediante aplicaciones instaladas en dispositivos móviles celulares.

(17)

xi

ABSTRACT

Motor vehicle theft is one of the biggest social problems facing our country today. The commercial vehicle protection systems present some disadvantages regarding their reliability, for example, systems with radio frequency activation are limited in their reach and alarm activation can be audibly perceived by the user at a certain distance. Along with this subject is also known that at present the use of systems involving mobile technologies is becoming increasingly popular in the world, due to the advantages of electronic control systems using applications on mobile phones.

(18)

(19)

2 Según datos presentados por el Observatorio Metropolitano de Seguridad Ciudadana de la ciudad de Quito, en los últimos cuatro años más de 7 000 unidades vehiculares han sido robadas, lo que representa aproximadamente el 1.35% del total de unidades del parque automotor de la ciudad; y, lamentablemente, a pesar de los esfuerzos realizados por organizaciones gubernamentales y por los usuarios vehiculares, las cifras de robos de vehículos no han disminuido significativamente, aun cuando la tendencia ha sido la de instalar alarmas electrónicas que emiten una señal audible de alarma y, en algún caso, efectuar un bloqueo activado automáticamente o desde un mando a distancia. Es así que, durante el año 2 012 se reportaron cerca de 1 690 robos de vehículos, de los cuales unos 1 380 se efectuaron con el vehículo estacionado, lo que correspondería al 81% del total de vehículos robados (Tocornal X., Abril M. & Tupiza A, 2008). La mayoría de robos se dieron en la noche, mientras los propietarios descansaban y no estaban al tanto de la condición de seguridad de su automóvil.

Por otro lado, el robo vehicular se ha convertido en un problema bastante recurrente, debido al alto interés por parte de los grupos delincuenciales debido a que un vehículo robado es razonablemente fácil de vender, ya sea entero o por partes, y que además, incorpora en sí mismo el método de escape de los infractores. Las alarmas electrónicas estándar actuales se instalan con el propósito de alertar al propietario del vehículo de un potencial intento de robo, sin embargo, si la alarma es violentada o si la señal de alerta no fuera percibida, el vehículo pudiera ser sustraído sin que el usuario consiguiera evitarlo.

(20)

3 desactivar la alarma. Hoy en día, existen también empresas dedicadas a proporcionar el servicio de seguridad vehicular con tecnología GPS®, el cual tiene un costo anual o mensual elevado. Este servicio ofrece la posibilidad de realizar un rastreo satelital para ubicar la posición del vehículo y bloquearlo desde cualquier parte del planeta. Sin embargo, no es un sistema muy popular debido a la condición de dependencia de una empresa y los elevados costos que esto implica.

Por otra parte, los avances tecnológicos son cada vez más notorios en el campo de las comunicaciones móviles; los recursos para el desarrollo de tecnologías que permitan integrar otras áreas de interés con las comunicaciones móviles están libremente disponibles, y no son necesariamente costosos. De ese modo, es cada vez más común, y más fácil encontrar variadas aplicaciones para dispositivos móviles dedicadas a resolver problemas cotidianos, y hacer de la vida del ser humano más entretenida y llevadera. Además, no existe actualmente un sistema de seguridad vehicular que le permita al usuario controlar la condición de funcionamiento del mismo desde un dispositivo móvil a través de una plataforma de control personalizada.

Por lo tanto, y teniendo en cuenta todo lo anteriormente expuesto, se propone el desarrollo de un sistema de seguridad vehicular integrado a las tecnologías de comunicaciones móviles o GSM®, que permita al propietario, tener control sobre la seguridad del vehículo en los lugares con cobertura de señal proporcionada por una compañía de telefonía celular. La implementación del sistema de seguridad con las características anteriormente mencionadas, se justificaría por las siguientes razones:

- Ofrecería una solución al problema del robo de vehículos en la ciudad de Quito, mediante la implementación de un sistema de seguridad de fácil utilización y monitoreo.

(21)

4 - Se diseñaría una aplicación móvil enfocada en la seguridad vehicular con interacción visual, para administrar de manera sencilla la plataforma de control del sistema de alarma.

- Se promovería la realización de estudios en el campo de las tecnologías móviles y desarrollo de aplicaciones, que son escasos en nuestro medio.

Por estos motivos para la realización del presente trabajo de titulación se plantearon los siguientes objetivos:

Objetivo General

Diseñar un control GSM® para el bloqueo y desbloqueo remoto de un vehículo desde una aplicación móvil para dispositivos Android®.

Objetivos Específicos

Los objetivos llevados a cabo para la consecución final del objetivo general son los siguientes:

 Diseñar e implementar en un automóvil, un sistema de control de seguridad que incluya un módulo electrónico que, procese, envíe, reciba y procese información a través de un módem GSM®, y que permita realizar funciones de bloqueo y desbloqueo del vehículo.

 Diseñar e implementar una aplicación móvil para dispositivos Android® que permita controlar el sistema de seguridad a través de la comunicación móvil con el modem GSM® instalado en el módulo elecrtónico en el sistema de seguridad del vehículo.

(22)

5 Este proyecto pretende abarcar el diseño y realización de un sistema de seguridad vehicular que comprende las siguientes características:

- Un módulo electrónico diseñado para ser instalado en el vehículo, el cual realizará las funciones de: comunicación con un modem GSM® (instalado juntamente con el módulo electrónico) a través de un puerto serial, lectura de la señal de un sensor de impacto, bloqueo electrónico del vehículo mediante apertura del sistema eléctrico del mismo.

- Un módem GSM® que realiza las siguientes funciones: comunicarse con un microcontrolador (módulo electrónico) mediante códigos AT a través del puerto serial, y enviar y recibir mensajes de texto hacia y desde un dispositivo móvil (teléfono celular).

- Una aplicación móvil desarrollada para un teléfono móvil Motorola® XT316, que ofrece una plataforma de control personalizada del sistema de seguridad vehicular, desde donde el usuario puede realizar las siguientes funciones: ingresar mediante una contraseña única a la plataforma, encender y apagar la alarma del vehículo, recibir una alerta de robo, bloquear y desbloquear el vehículo en caso de robo.

- Este proyecto se aplica solamente a vehículos automotores a gasolina (no a diesel) con motor de combustión interna.

La integración de estas partes constituye en sí el sistema de seguridad vehicular cuyo desarrollo se describe en este documento.

(23)

6 A continuación se describe los costos de los materiales utilizados en este proyecto:

Componente electrónico:

Tabla1. Costos materiales electrónicos

Descripción Cant. V. Unit. V. Total

Módem GSM 1 1,00 1,00

Microprocesador (PIC16f628a) 1 3,15 3,15

Circuito integrado (MAX232) 1 2,00 2,00

Regulador de voltaje (LM7805) 1 1,00 1,00

Resistencias 6 0,03 0,18

Capacitores 9 0,15 1,35

Transistor (TIC110) 1 0,50 0,50

Transistor (2n3904) 1 0,35 0,35

Diodos (1N4004) 2 0,10 0,20

Cristal Oscilador 20MHz 1 0,50 0,50

Diodos LED 3 0,20 0,60

Borneras 3 0,50 1,50

Conector DB9 macho 1 1,00 1,00

Cable serial 1 3,00 3,00

(24)

7

Socket relay 1 1,20 1,20

Bornera de potencia 1 0,50 0,50

Elaboración de tarjeta electrónica 1 9,10 9,10

Cables 10 0,40 4,00

Case 1 3,00 3,00

Otros 1 5,00 5,00

TOTAL 44,13

Desarrollo de software

Tabla 2. Costos desarrollo de software

Microcode Studio Plus V.3.0.0.5 1 0,00 0,00

PICkit v 2.61 1 0,00 0,00

Programador de PIC’s 1 24,00 24,00

Proteus 7.7 SP2 1 248,00 248,00

Blocks Editor AppInventor 1 0,00 0,00

Internet 8 23,40 187,20

(25)

8 Tiempo de Desarrollo

Tabla 3. Costos desarrollo de proyecto

Estudiante 8 1200,00 9600,00

Gastos varios 8 120,00 960,00

TOTAL 10560,00

Costos de instalación:

Tabla 4. Costos de instalación

Instalación 1 40,00 40,00

Varios 1 15,00 15,00

TOTAL 55,00

(26)

(27)

10

2.1. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN CELULAR

2.1.1. COMUNICACIONES MÓVILES

Para entender el funcionamiento de un sistema de comunicación celular, debemos partir del concepto de las comunicaciones móviles, el cual está definido por la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) como un servicio de telecomunicaciones entre estaciones móviles y estaciones terrestres fijas, o simplemente entre estaciones móviles.

A través de los sistemas de telecomunicación móviles podemos intercambiar información como voz, imágenes, datos, faz, video entre terminales móviles o fijos. El objetivo de un sistema móvil es aprovechar su carácter de “inalámbrico” y “movilidad” dentro de una determinada zona de cobertura (Hernando, 2004).

2.1.1.1. Clasificación de los sistemas de comunicaciones

móviles

Los sistemas de comunicación móvil se clasifican de acuerdo a algunos criterios, entre los cuales tenemos:

a. Por el sector de aplicación b. Por la técnica de multi-acceso c. Por el modo de explotación

a. Por el sector de aplicación

(28)

11 Network). Posteriormente las redes móviles se integraron a la PSTN, para formar una nueva red que posea las ventajas de las redes móviles aplicadas al sector público, esta red se denominó PLMN (Public Land Mobile Networks)

b. Por la técnica de multiacceso

Técnica de multiacceso es la metodología utilizada por los terminales del sistema móvil para compartir los recursos comunes de la red a través de las estaciones base. Tales técnicas son:

- Acceso múltiple por división de frecuencia: FDMA (Frequency Division Multiple Access). Suelen ser de un solo canal por portadora y se utilizaron en las primeras redes móviles tradicionales, donde cada red utiliza una o más frecuencias, rígidamente asignadas. Las transmisiones de diferentes redes o grupos se separan en frecuencia usando portadoras distintas. Los receptores seleccionan el canal deseado mediante la sintonización manual o automática.

- Acceso múltiple por división de tiempo: TDMA (Time Division Multiple Access). Permite que varias redes o terminales móviles compartan la misma frecuencia utilizándola en ráfagas temporales y no de forma permanente. Por ello las transmisiones de los usuarios son discontinuas, intercalándose en el tiempo las ráfagas de cada uno, de forma que no colisionen ni interfieran entre sí. Las técnicas TDMA requieren una estricta sincronización y que los equipos dispongan de memorias para almacenar la información, a fin de entregar ésta de manera continua a los destinatarios. Por lo tanto el TDMA únicamente es viable con sistemas de transmisión digital.

(29)

12 código de dirección o signatura. Las transmisiones de todos los usuarios se realizan en la misma frecuencia durante todo el tiempo. A cada receptor llegan todas las señales presentes en el sistema en un momento dado. Sin embargo, cada usuario, utilizando su código, puede recuperar la información destinada a él y eliminar las demás.

c. Por el modo de explotación

Se distinguen tres modos de operación en comunicaciones móviles: - Simplex

En este modo un terminal puede ya sea transmitir (pero no recibir) o recibir (pero no transmitir) información desde otro terminal. Es el sistema de comunicación más simple.

- Semiduplex

En modo semiduplex un terminal puede transmitir y recibir información desde otro terminal, sin embargo no lo puede hacer de forma simultánea; si el equipo está transmitiendo no puede recibir y viceversa, pero si puede cambiar a modo de recepción siempre y cuando el otro terminal se transforme en transmisor.

- Duplex

Este método es el más completo y complejo a la vez, ya que puede transmitir y recibir información simultáneamente con otro terminal.

(30)

13 2.1.2. FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS CELULARES

Hasta ahora hemos estudiado los sistemas de comunicaciones móviles de una forma general y en su funcionamiento básico, sin embargo los sistemas de comunicación móvil fueron más allá, al implementar un concepto de comunicación que resolviera los problemas comunes de las redes PLMN, tales como, la exigencia de capacidad de tráfico. Este concepto denominado “celular” fue ideado en 1947 por D. H. Ring, y se basa en las siguientes declaraciones (Hernando, 2004):

1) La división de la zona de cobertura en regiones pequeñas, llamadas células, de tamaño variable en función de la demanda de tráfico. 2) La reutilización de frecuencias en células separadas por una distancia

suficiente para que la interferencia cocanal sea tolerable.

En un sistema de comunicación celular, las frecuencias se pueden reutilizar, ya que cada célula utiliza las frecuencias de manera independiente, esto mejora y aumenta considerablemente el tráfico. La única condicionante es que las frecuencias no sean las mismas entre células adyacentes para que no existan interferencias. A las células que comparten las mismas frecuencias se les denomina “células cocanal”, y deben estar separadas una cierta distancia; esto se logra agrupando las células cocanal en conjuntos denominados clusters o agrupaciones, de modo que no sean adyacentes entre si, sino que estén rodeadas por células de otras agrupaciones que tampoco sean adyacentes entre si.

Evidentemente, cuanto menor sea el tamaño de la agrupación también lo será el número de frecuencias necesarias, por lo que una característica importante de los sistemas celulares es la determinación del tamaño óptimo de la agrupación conjugando los requisitos de capacidad y rendimiento espectral con los de interferencia.

(31)

14 B, C, y D, cada una de las cuales se repite cuatro veces, de forma que una estación móvil, cualquiera que sea su situación dentro de la zona de cobertura, podrá comunicar con alguna célula. La cobertura radioeléctrica de las células se realiza desde estaciones base situadas en principio en el centro de cada célula (Tomasi, 2003) y (Hernando, 2004).

Figura 1: Agrupación de células o clusters

Fuente: (Hernando, 2004)

2.1.2.1. Geometría de las redes celulares

(32)

15 Figura 2: Coberturas celulares sin solape (izq.) y con solape (der.)

Fuente: (Hernando, 2004)

Por esta razón, cuando se diseñan las redes celulares, se estudian coberturas tipo poligonal, que recubran el plano sin solape. Existen tres polígonos regulares que cumplen con esa condición: el triángulo, el cuadrado y el hexágono. Suponiendo que se coloca la estación base en el baricentro del polígono y que el radio de cobertura R es la distancia del baricentro a un vértice, las superficies de los polígonos son:

Triángulo: √

Cuadrado:

Hexágono: √

Figura 3: Superficies poligonales en función de su baricentro

(33)

16 Analizando lo anterior, podemos notar que para un radio de cobertura fijo R, el hexágono es el polígono regular que proporciona mayor superficie de célula, es por esta razón que se utilizan para el diseño de redes celulares, ya que se necesitan menor cantidad de células para cubrir una determinada área. Aunque en la realidad las células no poseen exactamente la forma de un hexágono debido a las irregularidades en la topografía, y cobertura de necesidades de los usuarios (Hernando, 2004) y (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009).

Figura 4: Distribución celular teórica, con varias células adyacentes Fuente: (Hernando, 2004)

(34)

17 Figura 5: Ejemplo de una distribución real de células en una zona urbana Fuente: (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009)

2.2. GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMUNICATIONS,

GSM

GSM es el estándar global para telecomunicaciones móviles. La red celular digital GSM nació como consecuencia de que a pesar que ya existían varias redes celulares (PLMN) “analógicas” en Europa, estás eran incompatibles entre sí, por lo que el ámbito de servicio se limitaba al espacio territorial de cada país, y debido al régimen monopólico, las operadoras no prestaban servicios de buena calidad (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009).

(35)

18 utilizará las siglas GSM para referirse al estándar de telecomunicaciones móviles, mas no así, para referirse al comité que lo desarrolló.

El comité debía desarrollar una norma para una red PLMN con interfaces básicas entre las unidades funcionales a fin de que sean compatibles equipos de diferentes fabricantes. Dentro de los requisitos que el grupo GSM definió para el nuevo sistema se destacan los siguientes:

- Itinerancia internacional entre los países de la Comunidad Europea. - Tecnología Digital

- Gran capacidad de tráfico.

- Utilización eficiente del espacio radioeléctrico. - Sistema de señalización digital.

- Servicios básicos de voz y datos.

- Amplia variedad de servicios telemáticos

- Seguridad y privacidad en la interfaz radio, con protección de la identidad de los usuarios y encriptación de sus transmisiones.

- Utilización de teléfonos portátiles.

- Altas calidades de cobertura, tráfico y señal recibida.

2.2.1. ARQUITECTURA DEL SISTEMA GSM

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19 Figura 6: Arquitectura del sistema GSM

Fuente: (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009)

Una Estación Móvil es el dispositivo que posee el usuario (teléfono móvil), el cual se puede conectar vía aire a una Estación Base, que en GSM se denomina BTS (Base Transceiver Station), Las BTS contienen todo el equipo necesario para la transmisión y recepción, como, antenas, amplificadores, y unos cuantos equipos necesarios para el procesamiento de señales. A fin de que las BTS sean equipadas lo más simplemente posible, la mayoría de equipos electrónicos se encuentran en las BSC (Base Station Controller). En las BSC se realizan algunas funciones de protocolo, como por ejemplo, asignaciones de canales, configuración y manejo de traspasos (handover), etc. Generalmente una BSC administra varias BTS por conexión de línea.

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20 ISDN. Una red celular puede contener varios MSC, cada uno de ellos administrando una parte de la red. Una red PLMN/GSM debe conectarse además, con la red telefónica convencional PSTN y para ello emplea un MSC especial denominado GMSC (Gateway MSC) que sirve como una puerta de acceso entre ambas redes.

Una red GSM contiene también varias tipos de bases de datos; el HLR (Home Location Register) y el VLR (Visitor Location Register) son dos bases de datos que registran y almacenan la información referente a la ubicación de un móvil que se conecta a la red, esto es necesario ya que el MSC debe conocer la ubicación del móvil para conectarse con la BTS adecuada. Además estas bases de datos contienen información sobre el perfil de los usuarios a fin de administrar su cuenta (recargas, pagos, etc.). Otra de las bases de datos es el AUC (Autentication Center) que almacena información relacionada a la seguridad del usuario, como claves de autentificación y encriptación. El EIR (Equipment Indentity Register) almacena información relacionada al equipo, más no información del usuario.

Por último, la administración y mantenimiento de la red se realiza a través del OMC (Operation and Maintenance Center). Entre sus funciones están, la administración de usuarios, terminales, configuración, operación, monitoreo y mantenimiento de la red (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009).

En resumen la arquitectura de un sistema GSM se puede dividir en tres subsistemas:

- BSS (Base Station Subsystem): Contiene las MS, BTS, BSC. - NSS (Network Switching Subsystem): Contiene las MSC, GMSC - OMSS (Opertion and Maintenance Subsystem): Contiene los VLR,

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21 2.2.2. IDENTIFICADORES EN GSM

GSM usa diversos identificadores para obtener información sobre los abonados, cuentas, pagos, recargas, identificación de equipos, etc. Los identificadores en GSM son los siguientes:

o IMSI

El International Mobile Subscriber Identity o IMSI se encuentra embebido en la tarjeta SIM (Subscriber Identity Module), y proporciona la información del abonado, como, ubicación del usuario, realización y terminación de llamadas, y cargo de costos de llamadas. También contiene la información que se almacena en el HLR.

Un equipo móvil se convierte en una estación móvil cuando la tarjeta SIM se encuentra instalada dentro del equipo (Noldus, 2006).

Figura 7: Tarjeta SIM

Fuente: (Noldus, 2006)

o IMEI

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22 identificador para bloquear los equipos que han sido robados a fin de que no puedan ser utilizados a partir de entonces por los sustractores (Noldus, 2006).

2.2.3. SERVICIOS MEJORADOS DE GSM: HSCSD, GPRS, EDGE

Los servicios mejorados de GSM se basan en la transmisión de datos, ya que en un principio GSM solo podía transmitir información de voz. Esto implicó aumentar las tasas de transmisión y modificar los métodos de transmisión para poder enviar la información de datos ya que ésta es más grande y compleja que la información de voz .

Cada una de los mejoramientos del sistema GSM marcaron una etapa evolutiva, generando así las diferentes fases de la red como las conocemos: “GSM 2ª generación”,” 2,5GSM” o GSM 2+, “GSM 3ª generación” o 3GSM y la más reciente 3,5GSM (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009).

2.2.3.1. HSCSD

El primer servicio mejorado de GSM fue el High Speed Circuit Switched Data o HSCSD, que como su nombre lo indica, consistía en la conmutación de circuitos destinados al envío y recepción de datos de tasa fija durante la comunicación; otro punto a considerar es que la tasa de transmisión en GSM era de 9,6 kb/s, pero en HSCSD se aumentó a 76 kb/s. Esta fase de desarrollo en GSM se conoció como la “2da Generación” de GSM, o GSM2 (Hernando, 2004).

(40)

23

o Arquitectura de HSCSD

La estructura de este sistema no difiere mucho de la estructura GSM, y no se realizaron modificaciones a nivel físico. Como vemos en la figura 8, el sistema HSCSD emplea la totalidad del canal para transmitir datos desde la MS hasta la BTS, de igual manera para pasar la información desde la BTS hacia la BSC; de este modo no se pueden ocupar esos canales para otros propósitos. Para lograr esto se debía implementar en los equipos móviles una nueva funcionalidad llamada TAF (Terminal Adoption Funtion) (Hernando, 2004) y (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009).

Figura 8: Arquitectura del sistema para soporte de HCSD

2.2.3.2. GPRS

La transmisión de datos a través de una red GSM fue posible a partir de la implementación de los métodos de conmutación de circuitos para canales dedicados a éste propósito. Sin embargo, ésta fase, que se conoció como GSM2 dio un paso más al transformarse en GSM2+ o 2.5GSM.

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24 de paquetes en lugar del sistema de conmutación de circuitos. En GPRS la información total se dividía en varias partes, cada una de ellas denominada “paquete”, las cuales se enrutaban a través de la red utilizando los mismos canales que en GSM, y luego se ensamblaban de nuevo para entregar la información total al destinatario, lo que hacía éste método más eficiente, ya que no era necesario ocupar la totalidad de los canales que enlazaban a la estación móvil, la BTS y la BCS. Por contraparte, el proceso de dividir la información en paquetes requería la implementación de nuevos equipos en el sistema, y en ocasiones no todos los paquetes llegaban al destinatario, por lo que tuvo que desarrollarse también métodos de transmisión que aseguraran la transmisión efectiva de todos los paquetes desde su origen hasta el destino final (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009).

o Arquitectura de GPRS

A fin de integrar los sistemas GPRS a las redes GSM existentes fueron introducidas dos nuevas entidades en el núcleo de red, los nodos de red: SGSN (Service GPRS Support Node) y GGSN (Gateway GPRS Support Node).

Ya que un sistema GSM la información que se intercambia en forma de paquetes no es susceptible de ser conmutada y encaminada por los MSC, esta función se realiza, mediante los SGNS, que realiza funciones competentes a la movilidad del usuario dentro de la red, y encaminamiento (routing) de los paquetes desde y hacia otros terminales que se encuentren dentro de la misma área de servicio.

(42)

25 Figura 9: Arquitectura del sistema GPRS

2.2.3.3. EDGE

EDGE es el acrónimo de Enhanced Data Rates for GSM, aunque luego fue cambiado por Enhanced Data Rates for Global, ya que éste sistema se aplicó no sólo a redes GSM, sino a otras redes celulares con diferentes estándares.

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26 así se ha logrado aumentar las tasas de transmisión de datos y por ende, aumentar las velocidades de transmisión (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009). El esquema de modulación del sistema se puede apreciar en la siguiente figura.

Figura 10: Constelaciones de modulación espacial para GSMK y 8-PSK Fuente: (Eberspächer, J., Vögel, H.-J., Bettstetter C., & Hartmann C., 2009)

(44)

27

2.3. DESARROLLO DE APLICACIONES PARA

DISPOSITIVOS MÓVILES

Con la llegada de las nuevas tecnologías de comunicación celular como EDGE, CDMA, WCDMA y más recientemente UMTS, surgió también una nueva generación de dispositivos móviles con especificaciones y características que hacen de su uso una experiencia de comunicación que va más allá de su funcionalidad original: realizar y recibir llamadas telefónicas. Hoy en día los usuarios pueden a través de sus teléfonos móviles acceder a una serie de procesos y recursos ya sean o no “on-line”; compartir archivos multimedia, conectarse a una red móvil o estática, transferir cualquier tipo de información (texto, voz, imágenes, video, VoIP, datos, etc.), grabar voz, imágenes o video con una determinada calidad, acceder a una gran variedad de aplicaciones es ahora más fácil con los dispositivos móviles de gama alta y media alta. A estos dispositivos móviles se les denomina “Smartphones” o teléfonos inteligentes.

(45)

28 2.3.1. TELÉFONOS INTELIGENTES

Tal vez los teléfonos inteligentes o Smartphones son considerados como uno de los mejores inventos del siglo XXI, y su uso hoy en día es tan común, a pesar de que esta tecnología se ha introducido en nuestro país recientemente. Según el INEC (2011), aproximadamente el 46,6% de la población posee un teléfono móvil (celular) activado, y de este porcentaje un 8,4% son smartphones; esto quiere decir que alrededor de más de medio millón de personas posee un Smartphone en Ecuador, siendo la mayor audiencia, personas entre 25 y 34 años de edad. Sin embargo estas cifras van aumentando cada vez más, debido a facilidades a su acceso, como precios bajos y paquetes de consumo atractivos.

Un Smartphone es básicamente un dispositivo electrónico que funciona como un teléfono móvil con características de un ordenador. Permite hacer y recibir llamadas y enviar mensajes de texto como un móvil convencional, pero además posee una serie de características adicionales que incrementan su utilidad, tales como:

- Visualización de imágenes y animaciones. - Administración de contactos.

- Lectura de archivos (*.pdf, *.txt, etc.) - Reproductor de música y video. - Cámara de fotos y video.

- Soporte a correos electrónicos. - Conectividad a internet.

- Acceso a redes inalámbricas (Wi-fi) - Conexión Bluetooth.

- Sistema de posicionamiento Global (GPS). - Instalación de aplicaciones digitales, etc.

(46)

29 Otra característica destacada de los teléfonos inteligentes son sus pantallas táctiles, aunque no necesariamente disponga de ella, o de todas las características anteriormente mencionadas. Una característica esencial a tomar en cuenta para considerar si un teléfono móvil es un Smartphone, es su avanzada Interfaz de Programación de Aplicaciones (API), que permite el desarrollo de aplicaciones sobre su sistema operativo, además de una Interfaz de Usuario (UI) amigable y moderna (Wikipedia, Teléfono inteligente).

Figura 11: Teléfonos Inteligentes

Fuente: www.poderpda.com

2.3.1.1. Sistemas operativos para dispositivos móviles

Un sistema operativo (OS) para dispositivos móviles (llámese también Sistema Operativo Móvil) no es más que la plataforma informática que establece la interfaz entre el usuario y el hardware del dispositivo móvil, y sobre la cual se pueden instalar aplicaciones que agregan utilidad al dispositivo. Entre las funciones más comunes de un sistema operativo móvil están las de administración de memoria física y virtual, control de hardware (CPU, teclado, pantalla, altavoces, puertos, etc.), lectura y escritura de archivos, control de procesos multitarea, definición de la interfaz de usuario (UI) (Baz, A., Ferreira, I., Álvarez, M. & García, R., 2010).

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30 - Android

- Symbian - Apple iOS

- RIM BlackBerry OS - Windows Mobile - Linux

En la figura 12 podemos ver la cuota de mercado de los sistemas operativos más comunes hasta Mayo del 2012; como podemos observar, el sistema operativo Android de Google, ocupa el mayor porcentaje (59%) de sistemas operativos en el mundo, lo que hace denotar un fuerte crecimiento, ya que hasta el año 2010 sólo ocupaba un 17%, desplazando a Symbian, el sistema operativo para teléfonos Nokia, que hace un par de años era líder del mercado con más del 50% de la cuota total del mercado.

Figura 12: Cuota del mercado de los sistemas operativos móviles a nivel mundial

(48)

31 2.3.2. ANDROID, SISTEMA OPERATIVO PARA DISPOSITIVOS

MÓVILES

Android es una plataforma diseñada para dispositivos móviles que corre sobre un núcleo Kernel de Linux, un software libre. Fue desarrollado por la Open Hanset Alliance bajo el mando de Google. Inicialmente fue desarrollada por Android,Inc, una compañía que en el 2005 fue absorbida por Google; a partir de entonces se comenzó a rumorar que Google entraría en el mercado de la telefonía celular. En 2007 se liberó por primera vez la mayor parte del código fuente del sistema operativo bajo una licencia Apache. En 2008 fue lanzado el Android SDK (software development kit) 1.0, una plataforma para el desarrollo de aplicaciones Android. Las aplicaciones se escriben en lenguaje Java, utilizando librerías escritas en lenguaje C; luego de compilarse el sistema operativo utiliza una máquina virtual (Dalvik Virtual Machine) que corre sobre un kernel 2.6 de Linux (Gramlich, 2012). Varias versiones de Android han sido desarrolladas, siendo una particularidad que cada versión se denomina con el nombre de un postre. En la tabla 5 vemos cada las actualizaciones de las versiones del sistema operativo.

Tabla 5: Versiones del sistema operativo Android®

Android version API level Nickname

Android 1.0 1

Android 1.1 2

Android 1.5 3 Cupcake

Android 1.6 4 Donut

Android 2.0 5 Eclair

Android 2.2 8 Froyo (frozen yogurt)

Android 2.3 9 Gingerbread

Android 2.3.3 10 Gingerbread

Android 3.0 11 Honeycomb

(49)

32 La columna de API (Aplcatión Programming Interface) level representa el nivel de comucación de los diferentes métodos y procesos entre las aplicaciones que son parte del software del sistema operativo, evidentemente el API level incrementa con cada actualización del software.

2.3.2.1. El Android Stack

La palabra “stack” puede traducirse como “pila”, y así es básicamente la forma en la que está estructurado el sistema operativo Android. Este sistema operativo está conformado por varias capas “apiladas” unas sobre otras, las cuales está separadas entre sí, aunque a veces se pueden filtrar entre capas si el sistema lo requiere. En este documento no se va a detallar cada uno de los bloques que conforman cada capa, solamente se tratará el concepto de cada capa de forma general. La estructura del sistema operativo se ilustra en la figura 13.

o Kernel de Linux

Es el núcleo del sistema operativo, en él se encuentran instalados los drivers para el funcionamiento y control del hardware del dispositivo, tales como: driver de la pantalla, driver de audio, driver de teclado, driver de la cámara, etc. También se encuentra instalada la aplicación de administración de energía. Al igual que Linux, Android es un sistema operativo de código abierto.

o Librerías

(50)

33 Figura 13: El Stack de Android

Fuente: (Gargenta, 2011)

o Framework de aplicaciones

(51)

34

o Aplicaciones

Esta capa funciona como interfaz entre el usuario y las aplicaciones base. Las aplicaciones base son: gestor de SMS, calendario, mapas, navegador, administrador de contactos, asistente de correo, etc. Todas las aplicaciones están escritas en Java (Meier, 2009) y (Gargenta, 2011).

2.3.3. APLICACIONES

Generalmente una aplicación es un programa informático que se ejecuta sobre una plataforma y realiza una o varias tareas. En Android, cada una de las tareas o procesos que se están ejecutando en el dispositivo móvil son realizadas por aplicaciones. Por ejemplo, el asistente de pantalla táctil, administrador de batería, visualizador de imágenes y videos, gestor de descargas, reloj, calculadora, etc., todos estos procesos son realizados por aplicaciones instaladas en el dispositivo móvil por el fabricante. Además, están las aplicaciones que el usuario puede instalar en su equipo a fin de agregar herramientas que potencian la utilidad del mismo, o que simplemente sirven para entretenimiento, y que pueden ser adquiridas, descargadas, compradas o desarrolladas por terceros. Google Play es la página web oficial potenciada por Google para descargar aplicaciones para dispositivos Android, de las cuales dos terceras partes de un total de casi 600.000 aplicaciones son gratis (Wikipedia, Android).

(52)

35 2.3.3.1. Tipos de aplicaciones

Como vimos anteriormente existen aplicaciones Android que son instaladas en el dispositivo móvil por defecto y que son indispensables para el correcto funcionamiento del mismo, ya que contienen los drivers para el enlace entre software y hardware. También hay aplicaciones que el usuario puede instalar para añadir herramientas a su dispositivo móvil. Sin embargo, la siguiente clasificación de las aplicaciones se basa en la forma en que sus procesos son llevados a cabo.

- Aplicaciones de primer plano.

Son aplicaciones que son útiles mientras están en primer plano, y que se suspenden totalmente cuando no son visibles. Los juegos y navegadores de mapas son un ejemplo de estas aplicaciones.

- Aplicaciones de fondo.

Son aplicaciones con limitada interacción, que a excepción de cuando son configuradas, pasan la mayor parte de su tiempo ejecutándose de forma oculta. Ejemplo de ello son las aplicaciones de administración de batería, teclado multi-toque, o aplicaciones de auto-respuesta de SMS’s.

- Aplicaciones intermitentes.

(53)

36 2.3.3.2. Componentes de una aplicación

Los componentes de una aplicación Android son bloques de construcción esenciales para su funcionamiento; cada componente cumple con un rol específico y existe como una propia entidad, aunque no son necesariamente entradas de interacción con el usuario.

Existen cuatro tipos de componentes que son los siguientes:

o Actividades (Activities)

Una actividad representa una pantalla individual con una interfaz de usuario (UI). En el programa cuando llamamos a una actividad estamos dando la orden de cerrar la pantalla actual y abrir una pantalla nueva. Una aplicación puede tener una o más Actividades. Por ejemplo, una aplicación de correo electrónico muestra en una de sus actividades su lista de contactos, y en otra actividad el área de texto que se va a enviar.

A continuación se muestra un ejemplo de la declaración de una actividad en el Manifest de Android:

...

</application ... >

(54)

37

o Servicios (Services)

Un servicio es un componente que se ejecuta es segundo plano y no provee de una interfaz de usuario, realiza operaciones de tiempos largos de ejecución o tareas para procesos remotos. Un ejemplo de un servicio es cuando estamos reproduciendo música con el reproductor de medios mientras estamos en una aplicación diferente.

Un ejemplo de la declaración de un servicio en el Manifest de Android se muestra a continuación:

...

</application>

(Gramlich, 2012)

o Proveedores de Contenidos (Content Providers)

Un proveedor de contenidos es un componente que administra la información de una aplicación Android. La información puede guardarse en el sistema de archivos (file system), una base de datos SQLite, en la web, o en cualquier lugar de almacenamiento de la información persistente.

A continuación se observa un ejemplo de una porción de código de una subclase ContentProvider:

public class ExampleProvider extends ContentProvider {

private static final UriMatcher sUriMatcher;

(55)

38 sUriMatcher.addURI("com.example.app.provider", "table3/#",2);

}

o Receptores de Transmisión (Broadcast Receivers)

Los receptores de transmisión son componentes que responden a las transmisiones de avisos del sistema, por ejemplo, a un aviso que indica que la batería tiene una nivel bajo, o que la pantalla se ha apagado. Cuando estos avisos se presentan en la interfaz gráfica de modo que el usuario lo pueda notar se denominan aplicaciones.

Los receptores de transmisión son llamados mediante objetos denominados Intents. A continuación se explica que es un Intent.

o Intents e Intents Filters

Un objeto Intent es una porción de información que indica lo que otros componentes “intentan” realizar e información de interés para el sistema operativo Android. Generalmente las subclases de tres de los componentes antes mencionados (Actividades, Servicios y Receptores de transmisión) pueden activarse con la instrucción Intent.

Por otro lado un Intent Filter describe las competencias de los componentes, es decir el conjunto de Intent’s que el componente puede recibir. Un componente puede manejar uno o más Intent’s.

new Intent(android.content.Intent.VIEW_ACTION,

ContentURI.create("http://anddev.org"));

(56)

39 2.3.3.3. Ciclo de vida de las actividades

Entender el ciclo de vida de una actividad es muy importante, ya que este determina cuando una actividad “nace” y cuando “muere”, cuando está ejecutándose en primer plano y cuando se ejecuta en segundo plano. Es de vital relevancia, debido a que al salir de una actividad, ésta puede realizar un proceso que requiera de cierta información, información que debe ser almacenada en algún espacio de memoria del dispositivo, ya sea en la memoria caché, o de forma persistente.

(57)

40 (Android developers, 2012). Esto puede entenderse mejor en la siguiente figura:

Figura 14: Ciclo de vida de las actividades.

Fuente: developer.android.com

De acuerdo a lo analizado anteriormente una actividad puede encontrarse en 3 diferentes estados:

Resumed: En este estado la actividad está ejecutándose en primer plano y el usuario puede interactuar con ella.

Paused: En este estado la actividad está parcialmente obstruida por otra actividad. Mientras la actividad que fue pausada se visualiza de forma semi-transparente o no cubre toda la pantalla y el usuario no puede interactuar con ella.

(58)

41 2.3.3.4. El AndroidManifest.xml

El AndroidManifest.xml es un archivo se encuentra en la carpeta raíz de la aplicación y es requerido para cada aplicación Android. En él se describen todos los valores globales del paquete, incluyendo los componentes de la aplicación (actividades, servicios, etc.) y la forma en que son lanzados y ejecutados. Por esta razón podemos decir que éste es el archivo más importante de un paquete de aplicación y que tomar en cuenta al momento de desarrollar una aplicación (Gramlich, 2012).

A continuación se muestra un ejemplo de una porción de código del Manifest de Android:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

package="org.anddev.android.hello_android">

<activity android:name=".Hello_Android"

android:label="@string/app_name">

<intent-filter>

</intent-filter>

</activity>

</application>

</manifest>

(59)

42

2.4. COMANDOS AT

Los comandos AT son instrucciones codificadas que proveen una interfaz de comunicación entre un terminal módem y otro dispositivo (ordenador, microcontrolador). Se utilizan principalmente para configurar el módem y para acceder a las funciones básicas del mismo, tales como realizar, contestar o rechazar una llamada, enviar o recibir un mensaje de texto, revisar el nivel de batería del dispositivo, etc. En un principio fueron utilizados por las empresas Microcom y US Robotics para configurar sus módems, pero luego el lenguaje fue desarrollándose y extendiéndose hasta universalizarlo. Hoy en día todos los dispositivos móviles cuentan con su juego de instrucciones AT detallado en su documentación técnica, los cuales pueden variar de acuerdo al fabricante, pero los comandos estándar más utilizados siguen siendo los mismos.

2.4.1. TIPOS DE COMANDOS AT

Debido a que los comandos AT son estandarizados poseen una estructura definida que incluye sus formatos de entrada y respuestas. Los tipos de comando AT más comunes y detallados según la marca de dispositivos móviles ZTE son los siguientes:

 Comandos sin parámetros: Son comandos simples que cumplen con el siguiente formato: AT[+/&]<command>

Por ejemplo: AT+CSQ, AT&W

 Comandos de pregunta: Se utilizan para preguntar al modem los valores actuales de configuración. Su formato es:

(60)

43  Comandos de ayuda: Son usados para enlistar los posibles

parámetros del comando. Su formato es: AT[+/&]<command>=? Por ejemplo: AT+CMGL=?

 Comandos de parámetros: Normalmente usados en un formato que presta una gran flexibilidad. Su formato es:

AT[+/&]<command>=<par1>,<par2>,<par3>…

Los valores retornados se describen en la documentación del dispositivo. El formato básico de los valores retornados es el siguiente:

<CR><LF><OK/ERROR>[ERROR INFO]<CR><LF>

Los comandos AT más utilizados se describen a continuación en la siguiente tabla:

Tabla 6. Comandos AT más comunes

Comando Descripción

A/ Sirve para repetir un comando anterior ATA Sirve para contestar una llamada entrante

ATD Se utiliza para realizar una llamada / marcar a un número ATH Se utiliza para colgar una llamada después de haber sido

contestada

AT+CPAS Retorna el estado actual del teléfono (listo, desconocido, llamada entrante, llamada en curso)

(61)

44 AT+CMGF Configura los SMS en modo texto o modo PDU

AT+CNMI Configura el formato del indicador de SMS

AT+CMGR Sirve para leer un SMS almacenado en alguna posición de la memoria del dispositivo

AT+CMGS Este comando es usado para originar un SMS

AT+CMGD Borra los SMS ubicados en alguna posición de la memoria del dispositivo

AT+CMGL Crea una lista con los mensajes leidos, no leídos, almacenados, o todos al mismo tiempo.

AT+IFC Configura el control del flujo de transmisión y recepción del dispositivo

AT+IPR Configura la tasa de transferencia o Baud rate

Fuente: (ZTE Command Manual, 2007)

2.4.2. APLICACIONES DE LOS COMANDOS AT

(62)

45

Figura 15. Ventana de comunicación entre el hyperterminal y el módem Realizado por: William Veloz

2.5. SISTEMAS DE PROTECCIÓN ANTIRROBO

Un sistema de protección antirrobo es un elemento de seguridad pasiva o activa cuyo propósito es evitar en mayor medida el riesgo de pérdida de propiedad privada mediante robo, dicha propiedad privada puede ser una casa, un vehículo, un lote de joyas, etc. En este capítulo se va a estudiar específicamente los sistemas de protección antirrobo vehicular.

2.5.1. ALARMAS PARA VEHÍCULOS

(63)

46 encuentre dentro del mismo. Están compuestas de: varios elementos de entrada que se encargan de detectar la presencia o intención del intruso, una central que se encarga de interpretar las señales de dichas entradas para tomar decisiones y realizar procesos, y elementos de salida que emiten una señal de alerta que puede ser audible o visible, o una combinación de ambas, y en ciertos tipos de alarmas enviar información a un receptor a distancia indicando el estado de alerta de la alarma.

Una alarma normalmente es un elemento de seguridad pasiva ya que por si misma no puede evitar que el intruso robe el vehículo, simplemente emite una alerta sobre el mismo para que alguien mas realice las acciones necesarias a fin de frustrar el intento de robo. Sin embargo, una simple alarma puede convertirse en un sistema de seguridad activa al añadir elementos que funcionan como actuadores del sistema que habilitan o inhabilitan ciertos sistemas e incrementan el nivel de seguridad del vehículo. Uno de estos elementos más común es el que permite inmovilizar el vehículo mediante un sistema de bloqueo automático, o remoto; de este modo el sistema de protección activa un subsistema de bloqueo, el mismo que puede ser mediante desconexión del sistema eléctrico, inhibición del cerebro, o inhabilitación del sistema de bombeo de combustible (La Rosa, 2012) y (Wikipedia, Car alarm).

2.5.2. ALARMAS OEM

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47 seguridad, medios, y servicios web que viene instalado en las unidades producidas por la marca Chevrolet® que el cliente requiera.

Figura 16: Sistema de asistencia remota y control de medios Chevystar Fuente: www.carrosyclasicos.com

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48 Figura 17: Paquete de sistema de antirrobo vehicular.

Fuente: www.honorio.com.ar

2.5.3. PARTES DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN ANTIRROBO

VEHICULAR

Por lo general las partes básicas que componen un sistema de protección antirrobo son:

- Central de control (cerebro) - Sensores

- Dispositivos de alerta

- Llave de activación/desactivación remota - Batería auxiliar

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49 Figura 18: Partes de un sistema antirrobo vehicular.

Fuente: www.honorio.com.ar

2.5.3.1. Central de control

Es el cerebro del sistema, por lo general, en su forma más básica se trata de un equipo que contiene la circuitería necesaria para controlar todo el sistema de alarma. El trabajo de la central de control es cerrar los contactos que activan los dispositivos de alerta (sirena, claxon, luces, etc.) cuando se accionan los dispositivos de detección (sensores).

(67)

50 2.5.3.2. Sensores

Son los órganos de percepción del vehículo. Un sensor convierte una magnitud física o química (generalmente no eléctrica), en una magnitud eléctrica, a fin de que ésta represente o identifique a la magnitud real y pueda ser interpretada por la central de control para que ella tome las respectivas decisiones (figura 25) (Mattes, B., Schmidt G., Graumann, D. & Rudolf, P., 2000).

Figura 19: Diagrama de bloque de un sensor.

Fuente: (Mattes, B., Schmidt G., Graumann, D. & Rudolf, P., 2000).

Existen varios tipos de sensores que se pueden instalar en un vehículo, y cada uno puede representar un modo de detección diferente, y dependiendo del nivel de confiabilidad y exigencia se pueden encontrar sensores a una gran variedad de precios. A continuación describimos algunos de los más comunes.

o Sensor de puerta