ÍNDICE DE FIGURAS

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RAE

•••• TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO DE TELECOMUNICACIONES.

•••• TITULO: DISEÑO DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES PARA LA SEGURIDAD FÍSICA, EL CONTROL DE ACCESO Y MONITOREO EN EL CAMPUS DE LA UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ.

•••• AUTORES: Sebastián Parra Londoño y Luis Humberto Bustos

•••• LUGAR: Bogotá, D.C

•••• FECHA: Junio 2013

•••• PALABRAS CLAVE: Comunicaciones inalámbricas, Identificación por radiofrecuencia, seguridad física, control de acceso,

•••• DESCRIPCION DEL TRABAJO: El objetivo principal de este proyecto es el diseño preliminar de un sistema de telecomunicaciones (hardware y software) para mejorar la seguridad física, el control de acceso y crear un monitoreo del personal visitante en tiempo real en la Universidad de San Buenaventura – Bogotá. Todo esto basado en un análisis de las principales falencias que tiene la Universidad y un estudio de las tecnologías aplicables al proyecto. Se presentan todos los diseños ingenieriles necesarios para llevar a cabo la implementación de este diseño.

•••• LINEAS DE INVESTIGACION: Línea de Investigación de la USB:

Tecnologías de información y comunicaciones. Sub Línea de la facultad de Ingeniería: Aplicaciones y Servicios de TIC

•••• FUENTES CONSULTADAS: PRERADOVIC, Steven. Advanced Radio Frecuency Identification Design and Application. Croacia 2011, TURCU, Cristina. Designing and Deploying RFID Applications. Croatia 2011, LOPEZ ORTIZ, Francisco. El estándar IEEE 802.11. Wireless LAN. 2012, RANGEL GALVIS, Vladimiro José – GUERRERO TABORDA, Adrián. RFID una tecnología que se está tomando el mundo. Universidad de Medellín, 2010.

Semillero de Investigación en Telecomunicaciones Aplicadas GITA, Recomendación UIT – R SM.1755, Características de la tecnología de Ultra

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banda ancha, 2006, “Introducción a los sistemas de banda ultra ancha”, Temas avanzados en comunicación, Universidad Autónoma de Madrid, 2010, “Circuitos RFID”, Universidad de las Américas Puebla UDLAP, 2011, ACERO CACHO, Roberto. Bluetooth. 2003, ARBOLEDA, Marco Antonio.

“Optimización del sistema CCTV”. Escuela Politécnica Militar, Ecuador, 2011.

•••• CONTENIDOS: Actualmente la Universidad de San buenaventura posee algunas dificultades en aspectos como la seguridad física, el monitoreo y el control de acceso, lo que permite pensar, desde el punto de vista desde las tecnologías de la información y las comunicaciones, en una posibilidad para solventar estas complicaciones. Este diseño le brindará mayores beneficios y controles al departamento de seguridad de la USB para facilitar el ingreso a la Universidad, tener control sobre los activos fijos y monitorear el personal visitante y empleado en tiempo real previniendo ingresos a áreas no autorizadas.

•••• METODOLOGIA: Es de carácter empírico-analítico, con base del estudio y diseño de un un sistema de telecomunicaciones integrado para la seguridad física, control de acceso y monitoreo en tiempo real en la USB.

•••• CONCLUSIONES: De acuerdo al análisis realizado, se evidenció la falta de un sistema más robusto en cuanto a la seguridad física, presentando falencias en cuanto a las áreas de cobertura que se deben vigilar (cafetería, laboratorios, zonas concurrentes).El diseño de seguridad física por medio de cámaras IP requerirá la proyección de 8 cámaras más a las que actualmente se encuentran instaladas utilizando los puntos de acceso existentes en la Universidad. Con el nuevo diseño se podrá controlar el acceso peatonal y vehicular de la Universidad, se agilizará los tiempos de ingreso en horas pico pasando de 15 segundos por estudiante a tan solo 3 segundos. Además se tendrá un mayor control sobre los activos fijos de la Universidad como libros, portátiles, fuentes, etc. El sistema de monitoreo se realizó por medio de dispositivos que funcionan en la banda de 5.8 GHz logrando así diferentes patrones de radiación dependiendo del escenario en que se encontraban. Estos patrones eran mayormente afectados en ambientes cerrados que en abiertos puesto que se tuvo en cuenta diferentes factores (muros, vidrios, separadores) para lograr la mejor

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ubicación de los lectores activos RFID y así una completa cobertura de la zona. Se plantea utilizar dos tipos de tarjetas de identificación RFID para visitantes (activas) y para estudiantes y personal de la Universidad (pasivos). Se consideró innecesario utilizar tarjetas activas para todo tipo de personal puesto que no se justifica la vigilancia en tiempo real de más de 4000 personas. En adición, el costo de las tarjetas activas (25 dólares) es muy superior a las tarjetas pasivas (0.10 dólares por pedidos de más de 1000 unidades) aumentando los gastos de implementación considerablemente. Las tarjetas activas se convertirán en el nuevo carnet para los estudiantes de la Universidad de San Buenaventura.

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DISEÑO DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES PARA LA SEGURIDAD FÍSICA, EL CONTROL DE ACCESO Y MONITOREO EN EL CAMPUS DE LA

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ.

SEBASTIÁN PARRA LONDOÑO LUIS HUMBERTO BUSTOS COLMENARES

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA – BOGOTÁ FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ

2013

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DISEÑO DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES PARA LA SEGURIDAD FÍSICA, EL CONTROL DE ACCESO Y MONITOREO EN EL CAMPUS DE LA

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SEDE BOGOTÁ.

SEBASTIÁN PARRA LONDOÑO LUIS HUMBERTO BUSTOS COLMENARES

Proyecto de grado

Ing. Mónica Andrea Rico Martínez

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA – BOGOTÁ FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES BOGOTÁ

2013

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Nota de aceptación _____________________________________

_____________________________________

Firma del presidente del jurado _____________________________________

Firma del jurado _____________________________________

Firma del jurado

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TEXTO DE DEDICATORIA

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__________

__________________________________________________________________

______________________________________________

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7

AGRADECIMIENTOS

__________________________________________________________________

_______________________

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CONTENIDO

RESUMEN ... 19

INTRODUCCIÓN ... 20

1. PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA ... 21

1.1 Descripción y Formulación del Problema ... 21

1.2 Justificación ... 23

1.3 Objetivos de Investigación ... 26

1.3.1 Objetivo General ... 26

1.3.2 Objetivos Específicos ... 26

1.4 Alcances y Limitaciones ... 27

2. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL ... 28

2.1 Marco Conceptual ... 29

2.2 Antecedentes ... 34

3. METODOLOGÍA ... 37

3.1 Línea de investigación/ Núcleo problemático. ... 38

4. REQUERIMIENTOS DE SEGURIDAD, MONITOREO Y CONTROL DE ACCESO EN EL CAMPUS DE LA USB SEDE BOGOTÁ ... 39

4.1 Estado actual... 39

4.1.1 Seguridad ... 39

4.1.2 Monitoreo ... 40

4.1.3 Control de acceso ... 40

4.2 Análisis... 41

4.2.1 Seguridad ... 42

4.2.2 Monitoreo ... 42

4.2.3 Control de acceso ... 42

4.3 Propuesta de escenarios ... 43

4.3.1 Abiertos ... 44

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4.3.2 Cerrados ... 48

4.3.2.1 Con obstáculos ... 49

4.3.2.2 Sin Obstáculos. ... 53

5 ANALISIS DE LAS TECNOLOGIAS CABLEADAS E INALAMBRICAS PERTINENTES PARA EL PROYECTO... 58

5.1 Parámetros básicos para la selección de tecnología. ... 58

5.1.1 Cobertura ... 58

5.1.2 Costos ... 58

5.1.3 Flexibilidad ... 58

5.1.4 Escalabilidad ... 59

5.1.5 Aplicación ... 59

5.2 Metodología para la comprobación de resultados. ... 59

5.2.1 Soporte hardware: ... 60

5.2.2 Soporte Software: ... 60

5.2.3 Servicio adicional de localización ... 60

5.3 Tecnologías aplicables al proyecto ... 61

5.3.1 ZigBee ... 62

5.3.1.1 Arquitectura ZigBee ... 64

5.3.1.2 Análisis tecnología ZigBee ... 65

5.3.2 Ultra Wide Band ... 66

5.3.2.1 Funcionamiento ... 66

5.3.2.2 Análisis tecnología Ultra Wide Band ... 67

5.3.3 Wi-FI ... 68

5.3.3.1 Arquitectura Wi-Fi ... 69

5.3.3.2 Análisis tecnología Wi-Fi ... 71

5.3.4 Bluetooth ... 73

5.3.4.1 Arquitectura ... 74

5.3.4.2 Análisis de la tecnología Bluetooth ... 77

5.3.5 Radio Frecuency Identification (RFID) ... 79

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5.3.5.1 Funcionamiento ... 79

5.3.5.2 Elementos fundamentales ... 80

5.4 Resumen cuadro comparativo de las tecnologías ... 89

5.5 Selección de la tecnología ... 91

5.5.1 Factores técnicos ... 91

5.5.1.1 Cobertura ... 92

5.5.1.2 Flexibilidad ... 93

5.5.1.3 Escalabilidad ... 94

5.5.1.4 Costos ... 94

5.5.1.5 Aplicación ... 95

5.5.2 Factores Externos ... 97

5.5.2.1 Software de validación ... 97

5.5.2.2 Características geográficas de la USB... 97

5.5.2.3 Implementación ... 98

6. DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL DE ACCESO, MONITOREO Y SEGURIDAD EN LA USB ... 100

6.1 Diseño del sistema de seguridad ... 100

6.1.1 Equipos necesarios... 100

6.1.2 Diseño del sistema de seguridad ... 106

6.2 Diseño del sistema de monitoreo ... 109

6.2.1 Equipos Necesarios ... 109

6.2.2 Diseño del sistema de monitoreo ... 112

6.2.2.1 Entorno Abierto... 113

6.2.2.2 Entorno cerrado con obstáculos ... 114

6.2.2.3 Entorno cerrado sin obstáculos ... 115

6.3 Diseño del control de acceso ... 116

6.3.1 Equipos necesarios... 117

6.3.2 Diseño sistema de seguridad ... 123

6.4 Resumen costos de equipos a utilizar ... 123

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7. PRUEBAS DEL SISTEMA ... 125

7.1 Seguridad ... 125

7.2 Monitoreo ... 127

7.2.1 Entornos abiertos ... 128

7.2.2 Entornos cerrados con obstáculos ... 130

7.2.3 Entorno cerrado sin obstáculos ... 133

8. CONCLUSIONES ... 136

9. BIBLIOGRAFÍA ... 138

9.1 Libros ... 138

9.2 Artículos ... 138

9.3 Sitios electrónicos ... 138

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Porcentaje de zonas de cobertura por cámaras. ... 22

Figura 2: Percepción sobre el acceso a la USB ... 23

Figura 3: Problemas para el acceso a la USB ... 24

Figura 4: Sistema RFID ... 30

Figura 5: Sistema de vigilancia por cámaras IP ... 32

Figura 6: Topología en malla ... 33

Figura 7: Topología en estrella ... 33

Figura 8: Topología en árbol ... 34

Figura 9: Diagrama de bloques metodología ... 38

Figura 10: Distribución actual cámaras de vigilancia USB ... 39

Figura 11: Mapa plazoleta central USB ... 44

Figura 12: Mapa plazoleta central USB ... 46

Figura 13: Mapa actual del centro de registro y control académico USB ... 50

Figura 14: Mapa con las medidas del centro de registro y control académicos de la USB ... 51

Figura 15: Mapa actual de la 4 planta del edificio Guillermo de Okham de la USB ... 54

Figura 16: Mapa con las medidas de la 4 planta del edifico G.O USB ... 55

Figura 17: Topologías ZigBee ... 63

Figura 18: Pila de protocolos ZigBee ... 64

Figura 19: Trama del estandar 802.11 ... 71

Figura 20: Piconet y Scatternet ... 74

Figura 21: Modelo OSI vs pila de protocolos Bluetooth ... 75

Figura 22: Sistema RFID ... 80

Figura 23: Etiqueta RFID ... 81

Figura 24: Componentes del Middleware RFID ... 83

Figura 25: Diseño de seguridad con cámaras IP ... 107

Figura 26: Patrones de radiación de los puntos de acceso actuales USB ... 108

Figura 27: Diseño de monitoreo en la plazoleta central USB ... 113

Figura 28: Diseño monitoreo registro y control académico USB ... 114

Figura 29: Diseño del monitoreo del 4 piso del G.O ... 115

Figura 30: Medidas del torniquete ... 119

Figura 31: Diseño del control de acceso de la USB ... 123

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Figura 32: Patrones de radiación de los puntos de acceso actuales de la USB .. 125

Figura 33: Simulación de la cámara 1. ... 126

Figura 34: Simulación cámara 1 Figura 35: Simulación cámara 1 ... 127

Figura 36: Patrones de radiación de lectores activos RFID en la plazoleta central USB ... 128

Figura 37: Recorrido con el lector activo RFID 1 ... 129

Figura 40: Patrón de radiación del lector activo RFID del C.R.C.A ... 131

Figura 41: Recorrido con un lector activo RFID en el C.R.C.A ... 132

Figura 42: Patrones de radiación de los 2 lectores activos RFID en el 4 piso del G.O ... 133

Figura 43: Recorrido por el 4 piso del G.O ... 135

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ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Universidad de San Buenaventura ... 43

Ilustración 2: Plazoleta central USB ... 45

Ilustración 3: Plazoleta central USB ... 45

Ilustración 4: Modelado 3D plazoleta central USB ... 47

Ilustración 7: Centro de registro y control académico USB ... 49

Ilustración 8: Modelado 3D registro y control académico ... 52

Ilustración 9: Modelado 3D registro y control académico ... 52

Ilustración 10: Cuarto piso Edificio Guillermo de Okham ... 53

Ilustración 11: Cuarto piso Edificio Guillermo de Okham ... 54

Ilustración 12: Modelado 3D cuarto piso Edificio Guillermo de Okham ... 56

Ilustración 15: Cámara IP D-LINK ... 101

Ilustración 16: Cámara LOREX ... 102

Ilustración 17: Cámara IP exterior ... 103

Ilustración 18: Cámara D –Link DCS 9321 ... 104

Ilustración 19: Cámara TL – SC4171 G ... 105

Ilustración 20: Cámara IP interior ... 105

Ilustración 21: Software de visualización cámaras IP. ... 106

Ilustración 22: Lector activo RFID ... 110

Ilustración 23: Etiqueta activa RFID ... 111

Ilustración 24: Software de visualización ... 111

Ilustración 25: Portería peatonal USB ... 116

Ilustración 26: Torniquete Ingesys MT20 ... 117

Ilustración 27: Torniquete Catrax Plus ... 118

Ilustración 28: Torniquete ... 119

Ilustración 29: Lector RFID EVO Prox ... 119

Ilustración 30: Lector pasivo RFID A3M LP200 ... 120

Ilustración 31: Lector pasivo RFID ACS 120 ... 120

Ilustración 32: Lector pasivo RFID SL 500 ... 121

Ilustración 33: Tarjeta pasiva RFID ... 122

Ilustración 34: Arco antirrobo RFID pasivo ... 122

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Cuadro comparativo versiones Wi-Fi ... 69

Tabla 2: Ventajas y desventajas estándar 802.11 ... 72

Tabla 3: Diferentes potencias del estándar Bluetooth ... 75

Tabla 4: Características tecnología Bluetooth ... 77

Tabla 5: Aplicaciones RFID según frecuencia de trabajo ... 86

Tabla 6: Comparación Etiquetas activas y pasivas ... 87

Tabla 7: Características frecuencias RFID ... 88

Tabla 8: Resumen comparativo tecnologías aplicables al proyecto... 89

Tabla 9: Características técnicas Cámara D - Link ... 101

Tabla 10: Características técnicas cámara Lorex ... 102

Tabla 11: Características técnicas cámara IP exterior ... 103

Tabla 12: Características técnicas Cámara D-Link ... 104

Tabla 13: Características técnicas Cámara TL – SC4171 G ... 104

Tabla 14: Características técnicas cámara IP interior ... 105

Tabla 15: Ubicación cámaras IP en la USB ... 107

Tabla 16: Ubicación puntos de acceso ... 109

Tabla 17: Características técnicas lector activo RFID ... 110

Tabla 18: Características técnicas etiqueta activa RFID ... 111

Tabla 19: Ubicación de los lectores activos RFID en la plazoleta central ... 113

Tabla 20: Ubicación lectores activos RFID en el C.R.C.A ... 115

Tabla 21: Ubicación lectores activos RFID en el 4 piso del G.O ... 116

Tabla 22: Características técnicas lector RFID EVO ... 119

Tabla 23: Características técnicas SL 500 ... 121

Tabla 24: Características técnicas tarjeta pasiva MIFARE ... 121

Tabla 25: Características técnicas arco antirrobo ... 122

Tabla 26: Resumen costos dispositivos ... 123

Tabla 27: Características físicas de las cámaras IP. ... 126

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GLOSARIO

IEEE: Institute of Electric and Electronics Engineers. Asociación técnica mundial dedicada a la estandarización

MAC: Media access control. Conjunto de mecanismos y protocolos en el área de la informática y las telecomunicaciones por lo que varios agentes se ponen de acuerdo para la transmisión de datos.

OSI: Open system interconnection. Es el modelo de red descriptivo creado por la ISO para definir las arquitecturas en la interconexión de sistemas de comunicaciones.

ZED: ZigBee End Device. Es el nodo final en una red ZigBee.

UWB: Ultra Wide Band. Es el termino utilizado que hace referencia a cualquier tecnología de radio que usa un ancho de banda mayor a 500 MHz o del 25 % de su frecuencia central.

RFID: Radio frecuency Identification. Es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remota que usa dispositivos denominados etiquetas para transmitir la identidad de un objeto.

WLAN: Wireless local area network. Es un sistema inalámbrico flexible que utiliza tecnologías de radiofrecuencia que permite mayor movilidad.

WPAN: Wireless personal area network. Es una red de comunicaciones entre diferentes dispositivos que se encuentren cercanos al punto de acceso.

RTLS: Real time location system. Sistemas completamente automáticos que monitorizan con determinada frecuencia la posición de un elemento móvil.

CCTV: Circuito Cerrado de televisión. Es una tecnología de video vigilancia visual diseñada para supervisar una diversidad de ambientes y actividades.

UHF: Ultra high frecuency. Es una banda del espectro radioeléctrico que ocupa el rango de frecuencias entre los 300 MHz a 3 GHz.

HF: High frecuency. Es la banda del espectro radioeléctrico que ocupa el rango de frecuencias entre los 3 MHz y los 30 MHz.

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LF: Low frecuency. Es la banda del espectro radioeléctrico que ocupa el rango de frecuencia entre los 30 KHz y los 300 KHz.

MHz: Mega hercios. Es la unidad de medida de la frecuencia de trabajo de un dispositivo electrónico o como medida de ondas electromagnéticas. Equivale a 10

^6 hercios.

GHz: Giga hercios. Es la unidad de medida de la frecuencia de trabajo de un dispositivo electrónico o como medida de ondas electromagnéticas. Equivale a 10

^ 9 hercios (1.000.000.000 hercios).

USB: Universidad de San Buenaventura

G.O: Edificio Guillermo de Okham ubicado en la zona oriental de la USB.

D.B: Edificio Diego Barroso ubicado en la zona sur de la USB.

D.S: Edificio Duns Scotto ubicado en la zona occidental de la USB.

C.R.C.A: Centro de registro y control académico ubicado en el primer piso del edificio Diego Barroso.

A.P: Access point. Es un dispositivo electrónico que interconecta dispositivos de comunicación alámbrica para formar una red inalámbrica.

DC: Corriente continua. Hace referencia al flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial sin que cambie de sentido con respecto al tiempo.

mW: mili vatios. Es una unidad de potencia en el sistema internacional equivalente a 10 ^ -3 vatios.

dBm: Decibelios. Es una unidad de medida en telecomunicaciones para expresar la potencia absoluta mediante una relación logarítmica.

Hub: Es un dispositivo electrónico que permite centralizar el cableado de una red y poderla ampliarla.

Protocolo IP: Es un protocolo de comunicación de datos digitales clasificado en la capa de red según el modelo internacional OSI.

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RAM: Es la memoria de acceso aleatorio y se utiliza como memoria de trabajo para el sistema opeyrativo, los programas y la mayoría de software.

MB: Megabyte. Es la unidad de medida de cantidad de datos informáticos. Es equivalente a un millón de bytes.

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RESUMEN

Este proyecto de grado aborda el problema que tiene actualmente la Universidad de San Buenaventura – Bogotá con respecto al tema de seguridad física en las zonas de mayor vulnerabilidad como los laboratorios, accesos peatonales y zonas de alta concurrencia. El acceso a zonas restringidas, la sustracción de activos fijos propios de la Universidad sin autorización y el control de acceso en las horas pico dentro de la Universidad son los principales problemas que posee esta institución.

Se planteó una metodología de estudio que se dividió en 4 fases: estudio de los entornos, estudio de las tecnologías aplicables al proyecto, diseño del sistema y pruebas del sistema. Detallando las fases se realizaron estudios que permitieron determinar una serie de entornos para facilitar las pruebas del sistema en la parte final del proyecto. Además se estudiaron diferentes tecnologías que arrojaron como resultado la tecnología RFID como la que más se adapta a las condiciones actuales que tiene la Universidad frente al control de acceso, seguridad física y monitoreo.

Concretamente, el diseño de control de acceso, monitoreo y seguridad física proporcionó una nuevo sistema completo de vigilancia que le permite al Departamento de Seguridad de la USB tener un mayor control sobre las personas visitantes, los activos fijos y el control de acceso a los estudiantes con el fin de reducir, agilizar y gestionar la prevención de hurtos dentro de la institución.

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INTRODUCCIÓN

Las telecomunicaciones han servido indiscutiblemente en muchos aspectos de la vida cotidiana del hombre. Gracias a ellas, se han podido realizar avances en temas de seguridad física en entornos donde nunca jamás se había podido pensar en una solución: minas, industrias, centros comerciales, etc. Diferentes tecnologías se han creado para la funcionalidad de sistemas de seguridad, algunas quedando obsoletas y otras ganando cada día más mercado internacional.

El control de acceso y el monitoreo remoto son aspectos que, gracias a los sistemas de telecomunicaciones, pueden ser implementadas de manera más rápida, eficiente y práctica para aumentar la seguridad en las instalaciones de cualquier empresa.

El propósito de este proyecto es diseñar un sistema de telecomunicaciones (inalámbrico o cableado) que permita controlar el acceso y monitorear remotamente la localización del personal visitante en la Universidad de San Buenaventura Bogotá, registrando las actividades que se realizan en las instalaciones garantizando tanto la seguridad de la Universidad como de las personas que se encuentran en su interior. En este proyecto se encontrara un estudio detallado sobre los posibles entornos en los que se aplicara la simulación o la prueba piloto. Además el análisis de cada uno de estos entornos en los mapas a escala de algunas zonas de la Universidad de San Buenaventura para determinar qué tipo de tecnología es la más recomendable para cada uno de estos entornos.

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1. PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA

A continuación se presentan los antecedentes nacionales e internacionales que permitirán fundamentar la formulación posterior del problema y la pregunta de investigación que se pretende resolver con el presente trabajo de grado.

1.1 Descripción y Formulación del Problema

De acuerdo con los datos suministrados por el departamento de seguridad de la Universidad de San Buenaventura sede Bogotá, diariamente circulan alrededor de 3.500 personas y un flujo aproximado de 350 vehículos. Actualmente la institución cuenta con un sistema de seguridad basado en 22 vigilantes y 8 cámaras de seguridad sin capacidad de almacenamiento para cubrir un área total de 44.000 metros cuadrados. Desde el punto de vista tecnológico la Universidad no dispone de más recursos de seguridad, monitoreo y control de acceso en las instalaciones especialmente en edificios donde hay equipos de gran valor comercial como en el Guillermo de Okham.

En el último año, se registraron 4 robos de equipos informáticos de estudiantes en zonas de alta concurrencia como la cafetería o la plazoleta central donde no se cuenta con cámaras de vigilancia. A esto se le suman los robos de teléfonos móviles y el hurto de elementos dejados dentro de los vehículos (llantas de repuesto, reproductores de música, retrovisores, entre otros) que no son reportados al departamento de seguridad puesto que la Universidad no responde por esto. A causa de estas acciones se puede identificar una falencia en el aspecto de seguridad dentro de las instalaciones de la Universidad.

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Figura 1: Porcentaje de zonas de cobertura por cámaras.

Fuente: Autores basado en encuesta.

Evidentemente, los recursos que tiene la Universidad, no son suficientes para garantizar la seguridad dentro de las instalaciones, ya que con el número de cámaras instaladas se cubre un área máxima de 1.256,6 metros cuadrados, equivalente al 2.8% del área total de la Universidad. Esto implica que el 97.2 % del área total depende exclusivamente del cuerpo de vigilantes de seguridad.

Es por esta razón que a la Universidad le interesa implementar un sistema de seguridad soportado en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones para el control de acceso y localización de estudiantes, docentes, administrativos, otros empleados y visitantes en sus instalaciones.

Por lo anterior cabe formular la siguiente pregunta de investigación:

¿Qué elementos hacen parte del diseño de la infraestructura de un sistema de telecomunicaciones que permita el monitoreo remoto y al control de acceso al campus de la USB sede Bogotá?

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23 1.2 Justificación

Debido al gran crecimiento que ha tenido la Universidad en infraestructura en la última década, ha sido necesario definir nuevas estrategias de vigilancia y seguridad que permitan el monitoreo y control de las personas, vehículos y bienes dentro de sus instalaciones.

La protección de bienes tangibles e intangibles es una responsabilidad de prevención en materia de seguridad. De acuerdo a la información suministrada por Ricardo Sandoval, director del área de laboratorios de la USB, los activos en dispositivos electrónicos (generadores, osciloscopios, computadores, etc.) del edificio Guillermo de Okham asciende aproximadamente a 2.000 millones de pesos. Además la información que se encuentra en el área de registro y control académico tiene un valor incalculable.

Al hacer un sondeo entre 100 estudiantes, directivos y empleados de la Universidad acerca de su percepción sobre el modo en que se hace el acceso a la Universidad instalaciones de la universidad se llegó a la conclusión de que el modo en que se hace el acceso a la universidad no es el adecuado y tiene falencias cuando se llevan artículos de valor.

Figura 2: Percepción sobre el acceso a la USB Fuente: Luis Bustos basado en encuesta.

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Figura 3: Problemas para el acceso a la USB Autor: Luis Bustos basado en encuesta.

Aunque se han hecho diferentes avances en materia de seguridad en las instalaciones de la Universidad, aún persiste un vacío en la parte de control de acceso y de apoyo audiovisual para localización del personal. La principal ventaja del sistema de telecomunicaciones para localización de personal visitante o estudiante es mantener un control de las zonas cuyo acceso es restringido, lo cual se logra aumentando la cobertura en las zonas vulnerables de la Universidad utilizando diferentes herramientas tecnológicas tales como sensores inalámbricos que generan reportes y dan la ubicación en tiempo real del visitante.

Este sistema permite la generación de alarmas sonoras en el centro de mando, el cual queda ubicado en la Oficina 106 Edificio Diego Barroso de la Universidad.

Estas alarmas alertaran a los encargados cuando alguien ingresa a una zona a la que no fue autorizado.

Además el sistema de telecomunicaciones ofrece un soporte visual para los operarios en el centro de mando mediante cámaras IP. Lo cual permite, además del apoyo visual, tener la ubicación exacta del individuo en las instalaciones y aumentar las zonas de cobertura disminuyendo los hurtos. Además, esta cobertura visual no solo estará disponible para las instalaciones dentro de la

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Universidad, sino también para zonas externas donde se ve comprometida la seguridad de los estudiantes. La carrera 8H ha sido escenario de varios hurtos en plena luz del día y aumentando los riesgos en la noche. Según el C.A.I Verbenal que cubre el cuadrante 004 que comprende la zona a la que pertenece la Universidad de San Buenaventura dio conocimiento de los robos a transeúntes en esa zona. 5 de cada 100 personas han sido víctima de robos entre las calles 170 y 172 sobre la carrera 8H. La implementación de una cámara IP sobre la carrera 8H brindará un soporte de seguridad adicional a los transeúntes de esa zona.

Dependiendo de la tecnología escogida, el monitoreo podría hacerse de manera remota a través de dispositivos móviles (teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas o computadores portátiles) y desde cualquier lugar, facilitando el acceso y aumentando la velocidad de reacción en caso de una emergencia. Este sistema de telecomunicaciones con su control de acceso y de seguridad, también permitirá prestar servicios adicionales para el beneficio de la Universidad. Uno de ellos es la modernización del mecanismo que se tiene para el ingreso de empleados y operarios remplazando el sistema de actual por otro con un mayor control sobre los empleados, docentes, administrativos y estudiantes con un sistema que controlará la hora de ingreso y salida y así generar un reporte diario de estos comportamientos.

Un problema bastante común es el acceso y circulación de equipos de uso cotidiano entre los estudiantes, docentes, etc. tales como computadores portátiles, tabletas, cámaras fotográficas y de video, instrumentos musicales, entre otros.

Este control de ingreso de elementos se realiza en hojas desprendibles con los datos del elemento a identificar y soportado con la fecha y hora de ingreso y salida. Esto genera obstrucciones en el área de acceso peatonal de la universidad, sin ser un control realmente efectivo, por ejemplo cuando el ingreso se hace a través del parqueadero o en horas pico. Por esa razón, el sistema de control de acceso buscará prestar el mismo servicio, pero con un registro digital de dichos elementos.

Finalmente, este sistema de seguridad también buscará optimizar los procesos de control, préstamo y devolución de elementos de laboratorio incluido el acceso a los mismos generando además un reporte exacto y detallado del uso de dichos recursos en el momento que se requiera.

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La base del proyecto será analizar y definir la infraestructura y la tecnología requerida para mejorar la seguridad de la Universidad, mediante un estudio que evidencie los posibles escenarios y la tecnología que más se ajuste a estos entornos, desarrollando competencias profesionales a nivel de solución de problemas con las tecnologías de la información y de las comunicaciones.

1.3 Objetivos de Investigación 1.3.1 Objetivo General

Diseñar un sistema de seguridad física para el monitoreo remoto y control de acceso al campus de la Universidad de San Buenaventura - Bogotá por medio de un sistema de telecomunicaciones cableado o inalámbrico.

1.3.2 Objetivos Específicos

Determinar y analizar las necesidades y requerimientos de seguridad, monitoreo y control de acceso en el campus de la USB sede Bogotá para proponer escenarios (entornos abiertos y cerrados) que permitan definir la tecnología (cableada o inalámbrica) que más se ajusta a las necesidades identificadas en cada caso.

Analizar comparativamente diferentes tecnologías cableadas o inalámbricas disponibles y aplicables al proyecto para determinar las ventajas y desventajas de cada una de acuerdo con las necesidades identificadas anteriormente en cada escenario.

Diseñar el sistema de telecomunicaciones dedicado a la seguridad, el monitoreo y control de acceso al campus universitario usando la tecnología seleccionada para satisfacer las necesidades encontradas en los escenarios propuestos.

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Validar mediante una prueba piloto y/o simulación el sistema diseñado para los entornos especificados de acuerdo con las tecnologías escogidas y las necesidades identificadas.

1.4 Alcances y Limitaciones

En el análisis de las tecnologías aplicables a las necesidades y requerimientos de seguridad de la USB sede Bogotá, se propondrán dos tipos de escenarios genéricos, limitados a ambientes abiertos y cerrados.

Para ello se seleccionaran 4 diferentes locaciones representativas de entornos y escenarios que se pueden presentar en la Universidad. Por ejemplo, se analizarán ambientes abiertos como la plazoleta central, ambiente cerrado sin obstáculos como el polideportivo, ambientes cerrados como oficinas o laboratorios de una edificio en particular y en sótanos como los auditorios del edificio D.S.

El análisis comparativo entre las diferentes tecnologías se realizará entorno a las necesidades identificadas y al escenario en el cual se aplicarán, incluyendo medios de transmisión, cámaras, lectores o sensores necesarios para determinar la ubicación de una persona o de un equipo dentro de las instalaciones de la Universidad.

La validación de los resultados por medio de simulaciones dependerá de la existencia y disponibilidad del software adecuado para cada tipo de tecnología sea este libre o licenciado. En caso de no disponer del simulador adecuado se optara por la implementación de una prueba piloto.

Tanto el diseño del sistema de telecomunicaciones propuesto, como su respectiva simulación o prueba piloto contemplará únicamente el uso de la tecnología seleccionada para cada uno de los entornos estudiados.

Si bien es posible que durante el desarrollo del presente proyecto se realicen pruebas piloto o de una o más tecnologías en diferentes escenarios, de ninguna manera se considera la implementación definitiva de la solución propuesta en el diseño.

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2. MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL

Para el diseño del proyecto se tendría en cuenta la utilización de etiquetas electrónicas, las cuales le permitirían al departamento de seguridad conocer la ubicación exacta del visitante o empleado en tiempo real dentro de las instalaciones de la Universidad. El sistema consta de dispositivos electrónicos los cuales solo requerirían un emisor y un receptor en las entradas de mayor riesgo en las instalaciones de la Universidad. Se debe tener en cuenta que estos sistemas también cuentan con una fase de reconocimiento para lo cual se llevaría un registro y tomando entradas y salidas de objetos de valor o personal que necesite una validación de su hora de entrada o salida.

Esta investigación se realiza para mejorar el sistema de seguridad de la Universidad de San Buenaventura por medio de una red inalámbrica o cableada de telecomunicaciones. Por consiguiente el lugar para realizar pruebas y estudios será el campus de la Universidad, tomando como referencia dos tipos de entornos generales: abierto y cerrado. En entornos cerrados se puede diferenciar dos tipos:

con obstáculos y libre. El primero hace referencia a lugares donde puedan existir elementos que puedan interferir la señal de la tarjeta emisora como divisiones, armarios, archivadores, muebles etc. (oficinas, salones, auditorios). El entorno cerrado libre hace referencia a lugares donde no haya obstáculos y la propagación de la señal solo está limitada por su transmisor. Un ejemplo es el polideportivo, el hangar y los pasillos de la Universidad. Los entornos abiertos son los lugares al aire libre que estén restringidos por obstáculos naturales o por construcciones (plazoleta central, aéreas verdes, canchas de deporte).

La red de telecomunicaciones constará de la visualización y la ubicación del personal visitante por medio de la tecnología escogida. Se activaran alarmas sonoras en el panel de control en el departamento de seguridad de la Universidad en caso que el individuo entre a zonas restringidas. Esta tecnología se denomina RTLS (Real Time Location System) y fue implementada militarmente en la década de los 70. Actualmente esos sistemas funcionan con diferentes tecnologías como ZigBee, Wi-fi, Ultra Wide Band etc. que se analizarán comparativamente en este documento.

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29 2.1 Marco Conceptual

Para poder llevar a cabo los diseños que se propondrán, esta investigación estará fundamentada en el estándar 802.11 de IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engieneers) [16] donde se define el uso de los dos niveles inferiores del modelos OSI para redes WLAN (capa física y de enlace de datos). En este estándar se encuentra la tecnología Wi-Fi con todas sus versiones y actualizaciones: 802.11 a/b/g/n.

Además se tendrá en cuenta el estándar 802.15 de IEEE que concierne todo lo relacionado a las redes WPAN (Wireless personal area network), donde encontramos las tecnologías Bluetooth 802.15.1 y ZigBee 802.15.4. Las ultimas aplicaciones tanto de ZigBee y de Bluetooth fueron en el campo del hogar, más específicamente en la domótica.

Por último, la tecnología RFID (Radio Frecuency Identification) [13] no tiene un estándar general que lo regule, por consiguiente hay varias bandas de frecuencia alrededor del mundo. Cada una de estas tecnologías utiliza frecuencias que pertenecen al espectro radioeléctrico para lograr la comunicación.

Las tecnologías mencionadas anteriormente tienen varios aspectos en común que hay que tener en cuenta para la explicación del proyecto. El funcionamiento de cada una de las tecnologías depende de elementos básicos que se deben tener en cuenta. Un sistema inalámbrico de comunicaciones como los mencionados anteriormente consta de un tag o etiqueta con su respectiva antena, un lector o receptor, un middleware y finalmente un sistema de gestión que puede ser un software de visualización y almacenamiento.

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Figura 4: Sistema RFID

Fuente: Autores adaptado de www.prestigioenlogisitca.wordpress.com

• Tarjeta electrónica o tag: Dispositivo electrónico que almacena un código único que identifica al producto.

• Antena: Por medio de esta, el lector toma la información contenida dentro de la tarjeta electrónica por medio de ondas electromagnéticas.

• Lector: El lector envía y recibe las ondas electromagnéticas para activar la tarjeta mediante inducción electromagnética y así iniciar la transferencia de información. Está compuesto por un transmisor, un receptor, unidad de control, interfaz y antena.

• Middleware: Es una plataforma que está constituida por software y por hardware y su función principal es la recolección de datos desde diferentes fuentes para un análisis y procesamiento y la comunicación entre lectores y el sistema de gestión.

• Sistema de gestión: Administra la información recibida del Middleware gestionando los tiempos y actualizaciones del sistema.

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La Agencia Nacional del Espectro [17], permite conocer la legislación que se debe tener en cuenta para el uso, gestión y manipulación de las frecuencias de trabajo de cada tecnología., apoyado por el Ministerio de tecnologías de la Información y Comunicaciones. Estas tecnologías funcionan en las bandas libres y no licenciadas del espectro, por lo que se debe tener precaución con algunos fenómenos que existen en las bandas libres.

• Interferencias: Las interferencias electromagnéticas son perturbaciones que ocurren en cualquier sistema electrónico causadas por una fuente externa de radiaciones electromagnéticas. El resultado de estas interferencias es la degradación parcial o total de la señal original y la limitación del rendimiento del sistema.

• Atenuación: La atenuación es un fenómeno que consta de la disminución gradual de la amplitud de una señal electromagnética. Esto se debe a la resistencia y a las fugas que pueden haber dentro del sistema.

• Ruido: Es un fenómeno electromagnético definido como cualquier tipo de energía electromagnética que contamina la señal deseada. Pueden existir diferentes tipos de ruido como el térmico, el ruido eléctrico y la distorsión.

• Pérdidas de la señal: Hace referencia a los fenómenos electromagnéticos que perturban una señal.

El sistema de telecomunicaciones de seguridad para la Universidad de San Buenaventura podrá tener una red de cámaras IP de seguridad [15] con el fin de dar apoyo visual a las zonas de mayor concurrencia. Un sistema de seguridad mediante cámaras IP tiene la siguiente composición:

• Cámara IP: Es una cámara que emita las imágenes que capta directamente la red sin necesidad de un computador.

• Router: Es un dispositivo que proporciona conectividad en el nivel de red del modelo OSI y su función es de enviar paquetes de datos de una red a otra. También se conoce como encaminador o enrutador.

• Unidad de almacenamiento: Es un dispositivo que leen o escriben datos en soportes de almacenamiento. Estas operaciones almacenan lógica y físicamente diferentes formatos de archivos como video, fotos, audio.

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• Visualizador: Es un componente que permite mostrar de manera visual la información. En este caso se utilizará un visualizador de señal de video.

Figura 5: Sistema de vigilancia por cámaras IP Fuente: www.nuuo.com

Las diferentes topologías que se verán en las tecnologías que estudiaremos se verán en las figuras 6, 7 y 8:

• Malla: Cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo de la red.

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Figura 6: Topología en malla

Fuente: www.administracionderedes.blogspot.com

• Estrella: En esta topología cada dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto de dicado con el controlador central, habitualmente llamado concentrador o hub.

Figura 7: Topología en estrella

Fuente: Autores adapto de www.infoepo11.wordpress.com

• Árbol: Esta topología es una variante de la topología en estrella. Aquí también los nodos están conectados a un concentrador central que controla

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el tráfico de la red. Sin embargo no todos los nodos se conecta directamente al concentrador central, se conectan a un concentrador secundario que a su vez se conecta con el central.

Figura 8: Topología en árbol

Fuente: Autores adapto de www.infoepo11.wordpress.com

2.2 Antecedentes

2.2.1 Antecedentes Internacionales

Para la realización de este proyecto de grado, se tomaron referencias de diferentes fuentes, tanto internacionales como nacionales, que utilizaron diferentes tecnologías para el control de acceso. Cabe aclarar que ninguna de las referencias encontradas abarcó toda la red de telecomunicaciones integrada. Es decir que solo hacían referencia a alguno de los elementos que se estudiarán en este proyecto.

Es muy común encontrar sistemas de control de acceso en diferentes lugares, ya que se ha demostrado que el aumento de la seguridad se debe gracias al uso de

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estas tecnologías. La tecnología RFID ha sido fundamental para el desarrollo de estos sistemas de control de acceso, ligado con los dispositivos biométricos.

En el proyecto de grado de la Universidad Pontificia Comillas de Madrid de 2007[10], “Sistemas de control de accesos a edificios mediante tarjetas criptográficas y tarjetas RFID” [1], se propuso un sistema de control de acceso de personal mediante RFID. Esta investigación tenía como objetivo controlar el acceso a la Universidad y tener un control sobre el inventario de material que se presta a estudiantes y docentes como libros, portátiles, proyectores, etc. Como resultado se obtuvo una mejora considerable en el proceso de gestión de préstamos puesto que se agiliza el tiempo de entrega sin cometer errores en el despacho.

En el proyecto de grado “Sistema de control de acceso con RFID” [11] del Instituto Politécnico Nacional de México en 2008 se desarrolló una investigación que tenía como objetivo diseñar un sistema de control de acceso mediante RFID.

Esta investigación arrojó como resultados la inmadurez de la tecnología RFID en esa época con respecto a los parámetros de seguridad, protocolos y privacidad.

Por su parte el proyecto “Diseño de un sistema de seguridad basado en una red actuador – sensor ZigBee con soporte en la WLAN de un edificio de departamentos” [12], realizado en la Pontificia Universidad Católica del Perú, se mezclan dos tecnologías: ZigBee y Wi-Fi. El proyecto arrojó como resultados los diseños de la red actuador y aplicaciones de monitoreo y control en Visual Basic.

Otro trabajo de importancia es el “Diseño, implementación y puesta en funcionamiento de un sistema de seguridad de CCTV, sistema de alarma de intrusión e interconexión de las redes a través de un enlace de microondas para las ferreterías Mega Centro Jaramillo y Franquicia Disensaarra Jaramillo” [14] desarrollado en 2011en Ecuador puesto que uno de sus principales resultados es el análisis, comparación y la selección de los dispositivos a utilizar

2.2.2 Antecedentes Nacionales

En Colombia también se han realizado proyectos referentes al control de acceso, a la seguridad y al monitoreo remoto, pero no existe ningún proyecto que reúna estos 3 elementos en un mismo sistema de telecomunicaciones.

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En el proyecto de grado “Implementación de un sistema de alarmas mediante sensores para el mejoramiento de la Universidad de San Buenaventura sede Bogotá” en el año 2001 fue un proyecto de 6 estudiantes de Ingeniería Electrónica. Actualmente el proyecto se encuentra implementado basado en una red cableada de sensores de movimiento para diferentes áreas en las instalaciones de la Universidad aumentando la seguridad.

Se realizó un proyecto de grado en la Universidad Popular del Cesar llamado

“Implementación de un sistema de autenticación biométrico para el control de acceso y ahorro de energía en las aulas del centro educativo” con el fin de controlar el horario de profesores y alumnos en la aulas de clase presentado por dos alumnas de Ingeniería de Sistemas. Este proyecto arrojó como resultado la implementación del sistema en cuatro salones de la Universidad Popular del Cesar.

Tanto en los antecedentes nacionales como internacionales, se encontró que ninguna referencia ha hecho énfasis al sistema que se desea implementar en este trabajo. Gracias a los resultados arrojados por estos proyectos, se obtuvo información y conocimientos necesarios para llevar un pre – análisis de las tecnologías que se desean estudiar.

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3. METODOLOGÍA

El enfoque de desarrollo del presente proyecto es empírico – analítico dado que requiere de la verificación de supuestos teóricos y técnicos basados en el análisis e interpretación de requerimientos de un problema real relacionado con la infraestructura tecnológica para garantizar la seguridad física en las instalaciones de la Universidad. Posterior al análisis se realiza un diseño de dicha infraestructura requerida para la solución de las necesidades, el cual será validado experimentalmente a través de simulaciones y/o pruebas piloto.

Por esto, el presente proyecto iniciará con el análisis de las diferentes necesidades en materia de seguridad, monitoreo y control de acceso, teniendo en cuenta todas las falencias en el sistema actual para poder establecer los aspectos a mejorar con el sistema propuesto, también se tendrá en cuenta el análisis de los entornos debido a que está directamente relacionado con cómo reaccionarán las diferentes tecnologías en estos ambientes ya que se cuenta con dos tipos de escenarios los cuales son abiertos y cerrados y en base a esto establecer la tecnología a utilizar.

Para empezar la siguiente parte del proyecto se establecerán las tecnologías a estudiar basándonos en las tendencias del mercado y la evolución de diferentes tecnologías inalámbricas con una parte alámbrica para la aplicación que se le quiere dar en el proyecto al tener establecidas las tecnologías a utilizar se procederá a estudiarse por medio de teoría, simulación o prueba piloto.

Para tener una correcta selección de la tecnología a utilizar en esta aplicación se basarán no solo en cómo responden en los ambientes nombrados anteriormente si no en unos ítems claros como lo son la escalabilidad, cobertura, flexibilidad, aplicación y costos explicados en la sección 5.1

A continuación ya teniendo la tecnología establecida se diseñará la red de telecomunicaciones que cumplirá con los requerimientos encontrados en la primera parte del proyecto, teniendo en cuenta los escenarios propuestos y capacidad de seguridad que estos requieran.

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Finalmente para comprobar el diseño propuesto se validará o simulará la mayoría del proyecto debido a que no se cuenta con un software o una serie de dispositivos que cuenten con el total de la red.

Para el desarrollo de los objetivos específicos se llevaran a cabo procesos con una estructura como la planteada a continuación en la figura 9:

3.1 Línea de investigación/ Núcleo problemático.

Figura 9: Diagrama de bloques metodología Autor: Sebastián Parra y Luis Bustos

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Tecnologías de información y comunicaciones.

CAMPO DE INVESTIGACIÓN: Aplicaciones y Servicios de TIC

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4. REQUERIMIENTOS DE SEGURIDAD, MONITOREO Y CONTROL DE ACCESO EN EL CAMPUS DE LA USB SEDE BOGOTÁ

La Universidad de San Buenaventura sede Bogotá está ubicada al norte de la ciudad en la carrera 8H nº 172-20. Cuenta con dos zonas de ingreso autorizadas para entrar a un área de 44000 metros cuadrados. Estas dos zonas son para vehículos y para peatones y su proceso de ingreso es muy simple y sencillo.

4.1 Estado actual 4.1.1 Seguridad

En el campo de seguridad, la Universidad cuenta con una red de cámaras de vigilancia. Este sistema de video consta de 6 cámaras cableadas marca D-Link distribuidas en las zonas donde hay ingresos, de vigilancia y con alta densidad de población estudiantil. Estas cámaras son solo de vigilancia y no tienen la capacidad de almacenamiento e indica que no sirven de respaldo como evidencias. En el siguiente plano vemos la distribución de las cámaras de la universidad.

Figura 10: Distribución actual cámaras de vigilancia USB Fuente: Departamento de seguridad de la USB

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El sistema de seguridad actual cuenta con una configuración de cámaras las cuales no cubren el espacio adecuado, haciendo de estos requerimientos un poco más exigentes. De acuerdo al estudio que se realizará para estudiar el cubrimiento del monitoreo por parte de estos dispositivos, se determinó que se necesita un cubrimiento mínimo del 90 % de las áreas vulnerables e importantes de la Universidad como lo son la plazoleta, registro y control académico, laboratorios, rectoría, parqueaderos y acceso principal.

4.1.2 Monitoreo

Actualmente la Universidad de San Buenaventura no cuenta con un sistema de monitoreo que permita conocer la ubicación exacta del personal visitante y empleado. Se podría considerar la red de cámaras de vigilancia como un sistema de monitoreo, sin embargo como fue explicado en el punto anterior, la cantidad de cámaras que hay actualmente en la universidad (figura 10) no cubren más del 5%

del área total por lo tanto no se considera monitoreo.

4.1.3 Control de acceso

La Universidad cuenta con 2 zonas de acceso: vehicular y peatonal. En el primer caso, simplemente se intercambia el carnet universitario por una ficha de parqueadero y el usuario se estaciona donde quiera. Se tiene registrado que en promedio la Universidad recibe aproximadamente 350 vehículos por día. Esto dejaría, en promedio, 21, 85 vehículos por hora en un día de 16 horas (desde las 6 am hasta las 10 pm). Como en todos los parqueaderos, la Universidad no se hace responsable por hurtos y por elementos dejados al interior del vehículo y estos no son reportados al departamento de seguridad de la USB. Este sistema de ingreso y de control acceso vehicular es simple y manual lo que puede generar errores humanos y no identificación de la persona que retira el vehículo del parqueadero.

Además causa problemas a los estudiantes que tienen que desarrollar una práctica de laboratorio puesto que el carnet universitario se deja en el parqueadero y este es indispensable para el préstamo de material de laboratorio.

El control de acceso para el ingreso peatonal a la Universidad de San Buenaventura es algo complejo y lento. Diariamente circulan por esta zona 3700 personas en promedio y se les debe realizar una supervisión visual de su carnet para permitir su ingreso. Esto indica que aproximadamente circulan 231.25 personas por hora por esta zona a las que se les debe supervisar el carnet

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visualmente lo que en las horas pico (principio de horas de clase) crea una congestión tanto para el ingreso como para la salida. Además esto conlleva a que los guardas de seguridad para descongestionar y facilitar el ingreso no realizan la supervisión visual y puede entrar cualquier persona poniendo en riesgo la seguridad de la Universidad y su personal.

La congestión de esta zona se puede incrementar ya que muchos estudiantes llevan sus dispositivos electrónicos tales como portátiles, tabletas, instrumentos musicales, etc. Ellos deben registrar estos dispositivos en un formato de papel con las características técnicas de su equipo y su serial único. Esto es algo lento ya que puede tomar entre 6 y 10 minutos llenar esta solicitud lo que genera tráfico para ingresar a la Universidad.

Los visitantes son otro grupo de personas que se deben tener en cuenta al momento del ingreso a la Universidad. Su proceso de ingreso es algo antiguo y no son muy estrictos con los documentos que exigen. El proceso consta de intercambiar cualquier documento que tenga el nombre del visitante por un carnet que lo identifique dentro de las instalaciones de la Universidad. Se han registrado casos que el documento no porta una fotografía del visitante, lo que indica un ingreso de bajo nivel de seguridad. Con este carnet de visitante, la persona puede recorrer el 100% de las instalaciones de la universidad sin ninguna restricción, pudiendo ingresar a áreas restringidas y a zonas netamente estudiantiles.

Finalmente, el control de acceso para los empleados, docentes y todo el personal de la universidad se realiza por medio de un sistema biométrico implementado hace poco tiempo en la zona de acceso peatonal. Actualmente funciona sólo para el personal administrativo de la Universidad colocando la huella digital en el dispositivo y otorgando el acceso. Este sistema excluye a los docentes lo que permite una flexibilidad en su horario de entrada y de salida.

4.2 Análisis

De acuerdo al estudio realizado para saber cuáles son las necesidades básicas para el control de acceso, seguridad y monitoreo dentro de la Universidad, se puede concluir que el principal inconveniente que posee la Universidad en este momento es el control de acceso tanto para visitantes como estudiantes y empleados.

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42 4.2.1 Seguridad

En el área de seguridad el principal requerimiento es la implementación de cámaras IP en las zonas de la Universidad más vulnerables para tener un soporte visual de las actividades que se estén llevando a cabo en ese momento. Para la ubicación de estas se determinarán cuáles son las zonas más vulnerables y se tendrá en cuenta las opiniones y sugerencias por parte del departamento de seguridad de la Universidad de San Buenaventura. Además se calculará la densidad de población que exista en determinada zona, ya que allí es donde puedan ocurrir acciones de hurto. Un ejemplo podría ser la cafetería, la plazoleta central, ingreso a los edificios, hangar, accesos.

4.2.2 Monitoreo

En el campo dl monitoreo, el requerimiento principal para prevenir y evitar robos dentro de la universidad es un sistema que permita saber la localización en tiempo real de los visitantes complementado con un sistema de alarmas que se activen cuando el usuario ingrese a zonas no autorizadas. Además se puede controlar el ingreso y salida de dispositivos electrónicos por parte de los estudiantes con algún tipo de identificación única que se ingrese al sistema de manera rápida y fácil (código de barras, bidimensional).

4.2.3 Control de acceso

El principal requerimiento que la universidad necesita en el control de acceso es un sistema que le permita al departamento de seguridad tener más control sobre las personas que acceden a la universidad sin importar si son empleados, visitantes o estudiantes. Este sistema debe contar con tarjetas únicas para cada usuario y con molinetes de seguridad para permitir el ingreso peatonal. Además debe tener barreras automáticas en la zona de parqueadero que autoricen la entrada o salida de los vehículos.

Estos tres elementos conformaran un sistema de control de acceso, seguridad y monitoreo integrado que servirá como un nuevo diseño para asegurar la vigilancia en los aspectos ya mencionados más débiles que tiene la universidad.

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43 4.3 Propuesta de escenarios

Para realizar pruebas acerca de las tecnologías que se deben utilizar para el monitoreo en tiempo real se deben proponer tres tipos de escenarios: escenarios abiertos, cerrados sin obstáculos, cerrados con obstáculos. Se deben escoger 3 tipos de escenarios porque es muy complicado realizar las pruebas en todo el campus de la Universidad. Esto se debe a que las tecnologías inalámbricas funcionan con ondas electromagnéticas por consiguiente en diferentes frecuencias. Estas frecuencias pueden ser interferidas por diferentes materiales que pueden ocasionar alguna interrupción de la señal.

Es por esta razón que se deben analizar diferentes entornos en los que varíen los obstáculos para saber que tecnología es mejor para cada entorno, a continuación se presenta la propuesta de estos tipos de escenarios en la Universidad de San Buenaventura

Ilustración 1: Universidad de San Buenaventura Autor: Luis Bustos

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44 4.3.1 Abiertos

Para empezar se debe escoger un entorno abierto, es decir que este delimitado por los edificios de la Universidad o por limitaciones naturales. Un escenario para posibles pruebas podría ser la cancha de futbol, la plazoleta central o el parqueadero de la universidad.

De acuerdo al estudio realizado a diferentes entornos abiertos dentro de las instalaciones de la Universidad de San Buenaventura se pudo seleccionar la plazoleta central de la Universidad como el entorno ideal para realizar las pruebas. Como es un entorno abierto, se consideró plazoleta central el espacio en el cual los estudiantes, visitantes o empleados transitan obligatoriamente para dirigirse de un lado a otro. Es una zona de alta concurrencia lo que permite realizar las pruebas para saber cuáles son los parámetros que se deben tener en cuenta para la implementación de determinada tecnología. Se comprendió la zona entre los edificios Duns Scotto y Diego Barroso desde el costado norte de la capilla San Damián, hasta la cafetería central y desde el edificio Pedro Simón con la parte lateral oriental del edifico Duns Scotto.

Figura 11: Mapa plazoleta central USB Fuente: Departamento de seguridad de la USB

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Ilustración 2: Plazoleta central USB Autor: Luis Bustos

Ilustración 3: Plazoleta central USB Autor: Luis Bustos

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El entorno seleccionado para los entornos abiertos tiene las siguientes características:

Figura 12: Mapa plazoleta central USB

Fuente: Autor adaptado del Departamento de seguridad de la USB

• Límites: La plazoleta central se limita naturalmente por los edificios que la rodean y por las zonas verdes que se encuentran en sus alrededores. El área empieza desde el costado sur de la Biblioteca con el lado norte de la capilla, continuando hacia el norte entre los laterales oriental y occidental de los edificios DB y DS hasta terminar en el norte por la cafetería y al oriente por el edificio PS.

• Dimensiones: La plazoleta central tiene como medidas 90. 7 metros de largo y 35.5 metros de ancho. Tiene aproximadamente un área de 3219,3 metros cuadrados.

• Obstáculos: Los principales obstáculos que puedan interferir con la señal son los edificios de la Universidad y los elementos naturales como árboles, arbustos etc.

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Ilustración 4: Modelado 3D plazoleta central USB

Autor: Leidy Rojas Castellanos con software de modelamiento 3D Max

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5. Autor: Leidy Rojas Castellanos con software de modelamiento 3D Max

4.3.2 Cerrados

Los entornos cerrados se pueden dividir en dos tipos: con obstáculos y sin obstáculos. El primer caso hace referencia a los lugares cerrados y que en su interior tengan obstáculos que puedan interferir con la señal. Un ejemplo para este caso podría ser las oficinas de las facultades, los auditorios, la biblioteca etc. Son espacios que van a contar con divisiones de oficinas, archivadores de metal, sillas, muebles y escritorios que puedan interferir con la señal.

El segundo caso hace referencia a los entornos cerrados sin obstáculos en su interior. Estos espacios solo se limitan por sus paredes principales y no hay objetos que puedan interferir la señal. Un ejemplo para esto es el polideportivo, salones, pasillos y corredores de la universidad.

De acuerdo al estudio realizado a diferentes entornos cerrados dentro de las instalaciones de la Universidad de San Buenaventura y a sus diferentes características y condiciones, se pudo seleccionar la oficina de registro y control académico ubicado en el primer piso del edificio Diego Barroso como el entorno

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ideal para realizar las pruebas con obstáculos. Para realizar las pruebas en entornos sin obstáculos se seleccionó el 4 piso del edificio Guillermo de Okham.

4.3.2.1 Con obstáculos

La oficina de registro y control académico es la más apropiada para realizar las pruebas en entornos cerrados con obstáculos ya que cuenta internamente con elementos que podrían ocasionar interferencias y perdidas en la señal. Está ubicado en el primer piso del edificio Diego Barroso y su distribución interna consta de diferentes separadores de oficinas y un archivo rodante. Este elemento está compuesta de metal lo que ocasionaría interferencias en la señal y obligaría a una redistribución de los dispositivos electrónicos para tener cobertura en todo el lugar.

Ilustración 7: Centro de registro y control académico USB Autor: Luis Bustos

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Figura 13: Mapa actual del centro de registro y control académico USB Fuente: Departamento de seguridad de la USB

El entorno seleccionado para los entornos cerrados con obstáculos tiene las siguientes características: