PLATAFORMA DE HARDWARE LIBRE

Se ha desarrollado un sistema electrónico basado en el monitoreo de señales biométricas para conducción segura usando tecnologías GSM/GPRS. Las señales biométricas medidas fueron la concentración de alcohol en la sangre por prueba de aliento y la frecuencia cardiaca. El sistema tuvo dos nodos físicos y una aplicación web para el monitoreo, la información detectada por sensores y otros dispositivos se procesó con una plataforma de hardware libre (Arduino), en el Nodo 1 si el sensor de alcohol detecta un nivel superior a 0.3 gr/l el encendido del auto no puede ejecutarse y se envía un mensaje de texto, en el Nodo 2 se midió la frecuencia cardiaca, datos que se enviaron inalambricamente al Nodo 1, si la frecuencia cardiaca presenta anomalías se activa una alerta y se envía un mensaje de texto similar a la falla del test de alcohol. La comunicación inalámbrica entre los Nodos 1 y Nodo 2 se realizó mediante tecnología Bluetooth cada minuto, la transmisión de datos a internet cada 3 minutos usando la infraestructura de la red de telefonía celular GSM/GPRS. En la aplicación web se mostró un mapa que indica la ubicación del conductor en tiempo real si falla el test de alcohol, se contó con una tabla informativa que presenta los datos calculados y el nivel de alerta a través de indicadores de color, otra tabla informativa para el monitoreo de la frecuencia cardiaca de las mismas características. Se concluyó que el monitorear señales biométricas ayuda a precautelar la seguridad del conductor. En este trabajo se ha medido dos señales biométricas el aliento y el pulso cardiaco, es importante que el sistema tenga posteriores desarrollos con la inclusión de nuevos sensores biométricos aprovechando la alta escalabilidad del sistema.

La importancia de la meteorología en la vida cotidiana y los altos costos que pueden representar el montaje y mantenimiento de estaciones estándar encargadas de recolectar información climatológica, ha suscitado la necesidad de encontrar alternativas que permitan capturar, almacenar y analizar dicha información a precios comparativamente bajos y cuya confiabilidad sea alta. En este trabajo se presenta el diseño y construcción de una estación portátil que opera con la plataforma de hardware libre ARDUINO que, en conjunto con un grupo de sensores, ha sido programada con el fin de recopilar información de variables como la humedad relativa, temperatura y presión barométrica.

Cabe mencionar que Arduino no es la única plataforma de hardware libre. Existen otras tales como: Open Compute Project enfocado al data center, RapRap pensada para el control de impresoras 3D, VIA OneBook para el desarrollo de equipamiento original -OEM- (Original Equipment Manufacturer). Otras como Cubieboard o Raspberry se han diseñado como pequeñas computadoras en las cuales se puede instalar un sistema operativo, generalmente GNU-Linux con el cual están estrechamente ligados por su carácter libre.

Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basa- da en software y hardware libre, flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseña- dores, aficionados y cualquier interesado en crear entornos u objetos interactivos. Arduino puede tomar información del entor- no a través de sus pines de entrada, para esto toda una gama de sensores puede ser usada y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros ac- tuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectarlo a un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de software (p.ej. Flash, Processing, MaxMSP). Las placas pueden ser hechas a mano o comprarse montadas de fábrica; el software puede ser descargado de forma gratuita. Los ficheros de diseño de referencia (CAD) están disponibles bajo una licencia abierta, así pues eres libre de adaptarlos a tus necesidades.

Este proyecto es un esfuerzo para comprender el funcionamiento y las aplicaciones potenciales de esta tecnología. Se ha diseñado y construido una plataforma IoT utilizando herramientas de software y hardware libre para el control y la medición de variables físicas tales como: temperatura, corriente eléctrica, potencia eléctrica y energía eléctrica. La implementación de la plataforma IoT se ha realizado en el Centro de Cómputo 2 y el Aula 103 del Centro Regional Santa Ana de ITCA-FEPADE.

Anteriormente hemos mencionado que ARDUINO es una plataforma electrónica basado en hardware libre. Pero, ¿Qué es el Hardware Libre? Podemos llamar a hardware libre, hardware de código abierto o electrónica libre, a aquellos dispositivos de hardware cuyas especificaciones y diagramas esquemáticos son de acceso público, ya sea bajo algún tipo de pago o forma gratuita.

Para generar imágenes que mejoren la relación señal ruido, es necesario utilizar códigos que presenten un buen comportamiento de auto-correlación y correlación cruzada en la región del espacio a explorar. De entre las distintas alternativas [PUH09], aquellos códigos que presentan una ventana libre de interferencias IFW (Interference Free Window) alrededor del origen de sus funciones de correlación permiten reducir sobremanera las interferencias ISI y MAI. Así, ajustando el tamaño de dicha IFW a la región bajo análisis, se consiguen generar imágenes con un contraste mayor en comparación a las obtenidas con el empleo de códigos tradicionales. Además, la detección de muchos de estos códigos [PSU12] [ZY05] [CY06] puede realizarse de modo eficiente, empleando un menor número de operaciones que con un correlador convencional, y con arquitecturas que pueden ser fácilmente implementadas en hardware configurable [PSU12] [PUH11].

Otra de estas plataformas es Erle-Brain 2 (ErleRobotics, 2016). Esta plataforma de hardware abierto es definida por sus autores como un cerebro robótico artificial basado en Linux con soporte oficial para el sistema operativo ROS (Robot Operating System). En esencia es una computadora diseñada para Linux Raspberry Pi 2 conectada a una placa hija, la cual contiene varios sensores, módulos de entrada/salida y la electrónica de potencia que sostiene la aplicación. Es compatible con sistemas autopilotos como ArduPlane y DroneKit-Python. Entre sus principales características se encuentra que provee acceso a la tienda de aplicaciones de Linux, Snappy Ubuntu y permite instalar aplicaciones desde la misma. La placa de hardware contiene módulos de comunicación Wi-Fi con un proxy MAVProxy que permite crear un puente entre paquetes del protocolo MAVLink y la comunicación establecida a través de la conexión Wi-Fi. Cuenta con sensores de gravedad, giróscopos, brújula digital, sensores de presión y temperatura, entre otros. Posee además una interfaz de conexión para una cámara opcional y un módulo Bluetooth.

Las soluciones informáticas clásicas a problemas se basan en la programación sobre un procesador estándar. Esta metodología tiene muy buenos resultados en muchas aplicaciones, mas hay problemas que requieren una solución más adecuada. Generalmente el condicionante es el tiempo de respuesta del sistema. Este artículo presenta la solución hardware, para la implementación sobre una plataforma FPGA, de un problema clásico del software: la asignación de posiciones en un tablero de ajedrez a 8 Reinas sin que se amenacen.

En apartados anteriores se presentaron algunas de las múltiples plataformas hardware existentes en el mercado, de entre las cuales se seleccionó la que mejor se adaptaba a las necesidades de este proyecto. Finalmente se optó por trabajar con la plataforma Arduino UNO (rev3), la cual ha cumplido con las expectativas de este proyecto, presentado retos importantes que la hacían más atractiva para la investigación a desarrollar en este proyecto. Una vez hecha la elección se procedió a la realización del diseño del sistema de este proyecto, teniendo en cuenta que se tenía que lograr en un futuro la integración de la plataforma en un sistema ya existente. Dicho sistema cuenta con una propuesta de arquitectura de middleware llamada nSOM. Está arquitectura está diseñada para ser usada en redes WSAN. Utiliza agentes y está inspirada en “Service-Oriented Architecture (SOA)” y en el paradigma “Service-Oriented Computing (SOC)”. El principal objetivo de nSOM es proporcionar servicios de gestión a los usuarios finales, para ello formará parte de la capa “Service-Oriented Software Platform” del modelo de arquitectura WSAN-SOA. Siguiendo el paradigma SOA en el que se inspira nSOM se ha desarrollado el sistema de este proyecto, incluyendo servicios de publicación de dispositivos finales, envío de peticiones y recepción de respuestas.

El sistema deber´a otorgar un m´aximo de diez intentos, caso contrario se mostrar´a que no se ha conseguido acertar con los cuatro n´umeros y esperar´a por el inicio de un nuevo juego. La siguiente etapa del dise˜no es la selecci´on del hardware, en nuestro caso llevaremos a la par el uso de tecnolog´ıa TTL/CMOS y a su vez con hardware y software libre de Arduino. En la Tabla 1 se muestran los requerimientos de hardware y software para cada selecci´on, lo que significa que al emplear hardware y software libre se obtendr´an costos sustancialmente bajos, encajando de mejor manera para las especificaciones del proyecto (3)(Pearce, 2012).

Virtualización parcial: La máquina virtual simula múltiples instancias de gran parte (pero no de todo) del entorno subyacente del hardware, particularmente los espacios de direcciones. Tal entorno acepta compartir recursos y alojar procesos, pero no permite instancias separadas de sistemas operativos “huésped”.

La atención de investigadores y entusiastas de la robótica en las últimas décadas debido a sus características especiales, tales como alto orden, inestabilidad, multivariable, no lineal, fuerte acoplamiento y sub-actuación, y en gran parte del rendimiento clave del algoritmo de control, como la solidez, la estabilización y la trazabilidad, gran parte del rendimiento clave del algoritmo de control, como la solidez, la estabilización y la trazabilidad, la presente investigación muestra el modelado de un péndulo invertido móvil, usando hardware y software libre, el cual se diseñó e implemento en la Universidad Nacional del Altiplano -Puno.

Siguiendo con la filosofía de flexibilidad y versatilidad de la plataforma, la capa de procesamiento ha sido diseñada para contener dos elementos de procesamiento. En primer lugar un microcontrolador (uC), que funciona como núcleo principal de procesamiento de información y encargado de capturar los datos de los sensores analógicos a través del convertidor analógico-digital incluido en la mayoría de los uCs comerciales, controlar el intercambio de datos con la red inalámbrica mediante la gestión de la conexión UART con el módulo de comunicaciones, y disponer de señales de propósito general para realizar posibles actuaciones sobre periféricos incluidos en el nodo. Por otro lado, se encuentra la implementación de un elemento hardware como lo es la FPGA, que se encarga de tareas relacionadas con la adquisición de datos provenientes de sensores digitales, gestión de los protocolos que envuelven el control de los mismos y el intercambio de información con el uC, actuando como un dispositivo de coprocesamiento asociado. Si bien es cierto que la plataforma Cookies y la filosofía de la misma permite la inclusión de ambos elementos, es posible realizar implementaciones sin uno u otro elemento, lo que dependerá del tipo de aplicación y de los requisitos a nivel de procesamiento que esta exija.

El desarrollo de Bluetooth comenzó en 1998 cuando Ericsson, IBM, Intel, Nokia y Toshiba formaron el Grupo de Interés Especial (SIG, Special Interest Group) para desarrollar y promover una solución global para la comunicación inalámbrica de corto alcance [23]. Bluetooth funciona en la banda ISM de 2.4 GHz y emplea Espectro Ensanchado por Salto de Frecuencia (FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum) como técnica de transmisión para evitar interferencias que se producen al utilizar una banda libre. Los saltos en frecuencia se determinan según la Secuencia Pseudo Aleatoria (PN, Pseudo Random Sequence), la cual es generada a partir de la dirección y del reloj del maestro y es almacenada en tablas, conocidas tanto por el transmisor como por el receptor. En total se disponen de 79 canales con un ancho de banda de 1MHz cada uno [23] [24].

En este art´ıculo se describe el trabajo realizado pa- ra crear un m´ odulo que facilite la robotizaci´ on de un veh´ıculo con geometr´ıa Ackermann gen´ erico. Este sistema permite el control y la monitoriza- ci´ on del robot gracias a una interfaz hardware de bajo nivel con los actuadores y sensores de la pla- taforma, y a una interfaz software de alto nivel totalmente integrada en ROS. Por ´ ultimo, se ha realizado un test del m´ odulo integr´ andolo en una m´ aquina real analizando los resultados obtenidos. Dicho m´ odulo recibe el nombre de CLEAR (Con- trol Logic for Easy Ackermann Robotization) y ha sido desarrollado para ser gen´ erico y de c´ odigo y hardware abierto. Se pretende, por tanto, que este m´ odulo sea una herramienta de ayuda a la investi- gaci´ on en rob´ otica m´ ovil terrestre, para todo aquel que quiera transformar una plataforma m´ ovil Ac- kermann en un robot.

Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectarse a un orde- nador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de software (p.ej. Flash, Processing,MaxMSP) [33]. El software puede ser descargado de forma gratuita, y las placas pueden ser hechas a mano o compradas de fábrica. Por otro lado, al ser open- hardware, tanto su diseño como su distribución es libre, es decir, se puede utilizar libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia [33].

A partir de este micro desarrollamos la electrónica adicional para la adquisición de datos. A la fecha podemos leer diferentes sensores sencillos desde las entradas analógicas, como potenciómetros, CNY70, ldr y switches. Estamos programando la interfaz para la lectura de los datos desde Physical Etoys, la plataforma de software que usaremos en educación que también fue desarrollada por nuestro equipo.

ACTUALIZAR LOS EQUIPOS INFORMATICOS PLATAFORMA TECNOLOGICA ACTUALIZADA ADQUIRIR HARDWARE REALIZAR MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y CORRECTIVO. MANTENIMINETOS PREVENTIVOS Y CORRECTIVOS[r]

Por tanto, se realiza como complemento a lo enunciado anteriormente, la división modular aplicada al procedimiento de “Estimación del pitch en señales de voz”, con base en el d e s a r r o l l o d e u n a m e t o d o l o g í a p a r a especificación de sistemas en tiempo real, a manera de etapas constitutivas fundamentales [1], que cubriendo los respectivos procesos de partición [2] y análisis (o verificación [10]), permita adecuar el modelo obtenido, a una estructura de hardware disponible [11].