UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

Decanato de Estudios de Postgrado

Especialización Técnica en Telecomunicaciones

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

DISEÑO DE UN SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE ACCESO

POR RED INALAMBRICA APLICABLE A ESTACIONAMIENTOS DE LA USB

por

Ángel Andrés Sandoval Rivera

Octubre, 2005

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

Espec iones

DISEÑO DE UN SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE ACCESO

Trabajo Técnico Presentado a la Universidad Simón Bolívar

Ángel Andrés Sandoval Rivera

Como Requisito Parcial Para Optar al Título de

Especialista Técnico en Telecomunicaciones

Realizado con la Tutoría del profesor Juan Forero

Octubre, 2005

Decanato de Estudios de Postgrado

ialización Técnica en Telecomunicac

POR RED INALAMBRICA APLICABLE A ESTACIONAMIENTOS DE LA USB

por

DEDICATORIA

A mi Familia, de quien mis primeros pasos aprendí

y quienes las mejores cosas me han enseñado,

quiero hoy ofrecerle esta parte de mi vida, mi

esfuerzo y constancia en este trabajo, para completar

la fase final de mi carrera GRADUARME, hecho tan

importante el cual culmina gracias a ustedes, pues sin su

confianza y apoyo, hubiese sido imposible lograrlo,

espero que en todas las cosas que emprendan siempre

tengan la misma fe los quiero muchísimo, GRACIAS

A DIOS por estar siempre a mi lado iluminando

mi camino y darme fuerzas para culminar con

éxito esta etapa de mi vida.

Angel. A. Sandoval. R.

AGRADECIMIENTOS

A todas aquellas personas que me orientaron y pusieron sus conocimientos a mi servicio de

manera incondicional; especialmente al profesor Juan Forero por ser un excelente profesional,

por su orientación y por la confianza brindada al ser Tutor Académico de este trabajo especial

de grado, a los profesores Vidalina De Freitas y Bernardo Leal por ser unos grandes

profesionales que apoyan a los que lo necesita.

A la Directora de la Universidad Simón Bolívar de la Sede del Litoral profesora Niurka

Ramos, por su valiosa ayuda, colaboración y dedicación para que la propuesta presentada en

este proyecto culminara con éxito.

Al los Arq. Oscar Ghella y José Felix por su apoyo incondicional y por su valiosa

colaboración y disposición en el momento en que más lo necesité.

Al Ing° Julio Flores, por sus orientaciones técnicas y colaboración prestada.

A mis compañeros de estudios Ronald Jardín, José Dun y Pedro Bastidas por su valiosa

colaboración al brindarme su apoyo y ayudarme a fortalecer mis conocimientos.

Al Lic. Ronald Yriarte por prestarme su apoyo en el momento en el que más lo necesite

A mis compañeros de trabajo, Ximena Planchart, Maria Alejandra Arango, Cristina Valladares, Jean la Cruz, Oscar Chirinos, Raúl Colmenares, Mario Marval, Carlos Torres y

Carlos García por apoyarme en el momento en que más lo necesite. A todos ellos, mil Gracias

Y que Dios los Bendiga

RESUMEN

El presente trabajo tiene como objetivo principal presentar una propuesta del diseño de un sistema de automatización y control de acceso por red inalámbrica aplicable a estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar. La investigación se realizó bajo un enfoque cualitativo, tomando en cuenta las necesidades de la comunidad universitaria y las distintas tecnologías existentes en el mercado de hoy en día. El interés de presentar una propuesta como ésta es que puede arrojar como resultado alta efectividad y bajo costo. Las investigaciones realizadas indican que el diseño de este sistema puede garantizar de una forma u otra la disminución real de pérdidas de recursos y molestias a los usuarios a la hora de estacionar sus vehículos, entre otros. Se podría decir que un proceso automatizado es aquel donde se utiliza la tecnología como medio eficaz para controlar y/o agilizar uno o más procesos; esto se puede lograr con la ayuda de computadoras y otros dispositivos como lo es en este caso la conexión por red inalámbrica, optimizando así el sistema. Se ha logrado con la introducción de los sistemas computarizados, la automatización de muchas de las tareas que anteriormente requerían de una constante supervisión. Actualmente este tipo de procesos tiene gran influencia en la industria y organizaciones para distintas aplicaciones, como recolección de datos, control, entre otros. El advenimiento de los sistemas automatizados y computarizados en general, ha traído como consecuencia, la reducción de los costos, del tiempo de duración de los procesos, y de pérdidas por errores humanos. Como principal conclusión se tiene, que con la instalación de este sistema se podrá reducir o disminuir las pérdidas de vehículos, objetos y molestias a los usuarios de la comunidad universitaria. Palabras Claves: Red Inalámbrica, Telecomunicaciones, Automatización, Microcontroladores y Computadoras.

ÍNDICE GENERAL

Pág ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................. x ÍNDICE DE CUADROS ............................................................................................ xii CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN ........................................................................... 1 1.1- Planteamiento del Problema ................................................................................ 2 1.2- Justificación del Problema ................................................................................... 3 1.3- Objetivos .............................................................................................................. 3 1.3.1- Objetivo General ............................................................................................ 4 1.3.2- Objetivos Específicos .................................................................................... 4 1.4- Limitaciones ........................................................................................................ 4 1.4.1- Limitaciones de Tiempo ................................................................................ 4 1.4.2- Limitaciones Financieras ............................................................................... 4 1.4.3- Limitaciones Logísticas ................................................................................. 4 1.5.- Estructura del trabajo .......................................................................................... 5 CAPÍTULO II MARCO REFERENCIAL ............................................................. 7 2.1.- Reseña Histórica .................................................................................................. 7 2.2.- Antecedentes de la Investigación ........................................................................ 9 2.3.- Bases Teóricas ..................................................................................................... 10 2.3.1.- Propiedades de los Sistemas de Automatización .......................................... 10 2.3.2.- Sistema de Trabajo con Microcontroladores ................................................. 12 2.3.3.- Microcontrolador PIC 16F84 ......................................................................... 13 2.3.4.- Redes Inalámbricas ........................................................................................ 16 2.3.4.1.- Redes de Área Local (LAN) .................................................................... 17 2.3.4.2- Topología de Redes LAN Inalámbricas .................................................... 18 2.3.4.3.- Retos de Seguridad de las Redes Inalámbricas ........................................ 19 2.3.4.4.- Retos de Configuración para las Redes Inalámbricas ............................. 20 2.3.4.5.- Descripción General del Funcionamiento de la Modalidad Infraestructura 20 2.3.4.6.- Descripción General del Funcionamiento de la Modalidad Ah Hoc ...... 21 2.3.5.- Tecnología de Transmisión Inalámbrica WiFi ............................................. 21 2.3.5.1- Llegada de la Tecnología WiFi al Mercado Masivo ................................ 22 2.3.5.2.- Retos a Desarrollar a Futuro con la Tecnología WiFi y WiMax ............ 23 2.3.6.- Definición de los Códigos de Barras ............................................................ 24 2.3.6.1.- Ventajas de Código de Barras ................................................................ 25 2.3.6.2.- Beneficios del uso de Código de Barras ................................................. 25 2.3.6.3.- Aplicaciones del Código de Barras ......................................................... 26 2.3.6.4.- Característica de un Código de Barras .................................................... 27 2.3.6.5.- Lectoras de Código de Barras ................................................................. 27 2.3.6.6.- Funcionamiento de los Lectores de Código de Barras ........................... 28 2.3.7.- Barreras Automáticas .................................................................................... 28 2.3.7.1.- Automatización Completa ....................................................................... 29 2.3.7.2.- Automatización Polivalente .................................................................... 29 2.3.7.3.- Características Técnicas de las Barras Automáticas G 4000 y G 4001 ... 29

2.3.7.4.- Funciones Principales de Seguridad ........................................................ 30 2.4.- La Universidad Simón Bolívar ............................................................................ 31 2.4.1.- Nacimiento de la Universidad Simón Bolívar ............................................... 31 2.4.2.- Plano de la Universidad Simón Bolívar ........................................................ 32 2.4.3.- Cantidad de Estacionamientos Existentes en la USB .................................... 33 2.4.3.1.- Estacionamientos Formales ..................................................................... 33 2.4.3.2.- Estacionamientos Informales .................................................................. 33 2.4.3.3.- Estacionamientos no Consolidados ......................................................... 34 2.4.4.- Tipo de control de Acceso Existente Actualmente en la USB ...................... 34 2.4.5.- Descripción y Ubicación de Algunos Estacionamientos de la USB ............. 36 CAPÍTULO III MARCO METODOLOGICO ...................................................... 41 3.1- Tipo y Diseño de Investigación ............................................................................ 41 3.2- Población y Muestra ............................................................................................. 41 3.3- Instrumento de Recolección de Datos .................................................................. 42 3.3.1- Encuesta .......................................................................................................... 42 3.3.2- Revisión Documental ..................................................................................... 42 3.4.- Técnicas de Procesamiento y Análisis de los Datos ............................................ 42 3.5.- Resultados ............................................................................................................ 43 3.6.- Análisis de los Resultados .................................................................................... 47 CAPITULO IV FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA PROPUESTO ............... 50 4.1.- Resumen del Funcionamiento del Sistema Propuesto ......................................... 51 4.1.1.- Primera Etapa ................................................................................................. 52 4.1.2.- Segunda Etapa ................................................................................................ 53 4.1.3.- Tercera Etapa ................................................................................................. 55 4.1.4.- Cuarta Etapa ................................................................................................... 56 4.1.5.- Quinta Etapa .................................................................................................. 57 4.2.- Plano del Estacionamiento del Edificio de Energética ........................................ 61 4.3.- Plano de Implantación del Sistema del Control de Acceso ................................. 62 4.4.- Plano Circuital del Sistema de Control de Acceso .............................................. 63 4.5.- Resumen del Funcionamiento del Sistema de Control de Acceso ...................... 64 CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................ 65 5.1.- Conclusiones ....................................................................................................... 65 5.2.- Recomendaciones ................................................................................................ 66 REFERENCIAS DOCUMENTALES ..................................................................... 67 ANEXOS .................................................................................................................... 68 A.- Modelo de La Encuesta Aplicada B.- Plano del Campus Universitario B.- Plano del Estacionamiento del Edificio Básico I B.- Plano del Estacionamiento de los Laboratorios de Electrónica y Mecánica B.- Plano del Estacionamiento del Edificio de Audiovisuales B.- Plano de la Conexión del MAX USB y el Microcontrolador PIC16F840 B.- Plano de Implantación del Sistema de Control de Acceso

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura Pág

1.- Microcontrolador PIC16F84 ......................................................................... 15 2.- Ejemplo de una Red Inalámbrica .................................................................. 17 3.- Ejemplo de la Estructura y Topología de una Red Inalámbrica ................... 19 4.- Ejemplo de la Modalidad AH HOC ............................................................. 21 5.- Ejemplo de Códigos de Barras ..................................................................... 25 6.- Ejemplo de Lectoras de Códigos de Barras .................................................. 28 7.- Ejemplo de las Barreras de Seguridad para Estacionamientos ..................... 29 8.- Plano de la Universidad Simón Bolívar ........................................................ 32 9.- Vista de los Puntos de Acceso a los Lotes de Estacionamientos .................. 35 10.-Descripción y Ubicación de Algunos Estacionamientos de la USB .............. 36 11.- Plano del Estacionamiento del Edifico de Energética ................................... 37 12.- Plano del Estacionamiento de los Laboratorios de Electrónica y Mecánica.. 38 13.- Plano del Estacionamiento de la Calle Inglesa .............................................. 39 14.- Plano del Estacionamiento de la Casa del Estudiante ................................... 40 15.- Grado de Acuerdo con la Instalación del Sistema de Control de Acceso ..... 43 16.- Rentabilidad de la Instalación del Sistema de Control de Acceso ................ 44 17.- Factibilidad de Construir Sistemas de Control de Acceso en el País ............ 45 18.- Ambito de Aplicabilidad de los Sistemas de Control de Acceso .................. 46 19.- Grado de Acuerdo Para Continuar el Desarrollo con Tecnología Local ....... 47 20.- Entrada al Estacionamiento ........................................................................... 52 21.- Asignación de Cada Pin del MAX USB ........................................................ 54 22.- Sistema de Enlace Inalámbrico ...................................................................... 54 23.- Modelo de Antenas Para Transmisión Inalámbrica ....................................... 55 24.- Sala de Control de Operaciones .................................................................... 56 25.- Salida del Estacionamiento ........................................................................... 57 26.- Sala Master .................................................................................................... 59 27.- Plano del Estacionamiento del Edificio de Energética .................................. 61 28.- Plano de Implantación del Sistema de Control de Acceso ............................ 62 29.- Plano Circuital del Sistema de Control de Acceso ........................................ 63 30.- Diagrama de Flujo del Funcionamiento del Sistema de Control de Acceso .. 64

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro Pág

1.- Características Técnicas de las Barras Automáticas ................................... 30

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

La Universidad Simón Bolívar es una institución que tiene como característica

principal resaltar en los avances tecnológicos existentes actualmente en el mundo entero, así

como se ha desarrollado tecnológicamente en muchas áreas también se ha descuidado en otras

importantes y relevantes como lo es el área de los estacionamientos de esa Casa de Estudios.

Razón por la cual se ha tomado iniciativa de presentar la propuesta del diseño de un sistema de

automatización y control de acceso por red inalámbrica aplicable a estacionamientos de la

Universidad Simón Bolívar; para lograr disminuir las molestias, pérdidas de recursos y

vehículos de la comunidad universitaria y sus visitantes.

En la actualidad, la automatización abarca casi todas las áreas de las industrias, pero

aún existen cantidades de áreas en empresas que no han sido automatizadas o adaptadas a las

nuevas tecnologías de control. Los sistemas de automatización y control existentes en el

mercado, tienen un costo muy elevado, esto se debe a que los sistemas son fabricados en el

extranjero donde las realidades económicas son muy diferentes a las de nuestro país.

Esta investigación tiene por finalidad, proponer el diseño de un sistema de

automatización y control de acceso que funcione a través de una conexión inalámbrica, cuyas

características y su bajo costo, representara una buena opción para el mercado técnico en el

país.

La importancia de proponer el diseño de un sistema semejante, será para tratar de

resolver los problemas de falta de automatización y control de acceso que se hacen presentes

hoy en día en los estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar.

Los datos para la elaboración de esta investigación han sido recolectados de la

siguiente manera, a través de una búsqueda documental en Internet, en bibliografía

especializada y por medio de aportes técnicos, producto de diferentes tipos de consultas a

empresas del área a tratar.

1.1- Planteamiento del Problema

La Universidad Simón Bolívar es una institución que siempre se ha caracterizado por ir

a la vanguardia en todos los avances existentes en el mundo entero. En los últimos años ha

surgido una problemática en la USB Sede Sartenejas; se ha venido incrementado en grandes

cifras las pérdidas de objetos y el hurto de vehículos, apartando las molestias que tienen que

pasar la comunidad universitaria a la hora de estacionar sus vehículos.

Por este motivo se ha tomado la iniciativa de presentarle a esta institución una

propuesta del diseño de un sistema de automatización y control de acceso por red

inalámbrica aplicable a estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar, de esta

manera se evitara de una forma u otra la disminución real de pérdidas de recursos, vehículos y

molestias a los usuarios a la hora de utilizar los estacionamientos.

El constante desarrollo tecnológico trae como consecuencia un mejoramiento de la

calidad de los servicios y por ende de la calidad de vida; los procesos productivos se realizan

cada vez más eficientemente, es decir, se fabrican más productos, de mejor calidad y de forma

más económica. Este incesante avance científico en que vivimos cada día, obliga a las

empresas a adaptarse a los cambios tecnológicos que se presenten en el ambiente en el que se

desenvuelvan, cualquiera que este fuese. A raíz de esto no solo se ha afectado el área de

producción sino también otras áreas como servicios, comercio, entre otros. La propuesta del

diseño anteriormente mencionado estará estructurado por varias etapas tales como:

. Primera Etapa: Esta etapa estará conformada por una lectora óptica de código de barras o

lectora de proximidad, la cual se enlazara a una computadora a través de una red LAN

inalámbrica, tentativamente. Luego de que el lector reciba la información proveniente del

carnet y la compare con la base de datos que estará almacenada en la memoria de la tarjeta que

conforma la lectora, y verifique que los datos coinciden le permitirá la entrada al usuario a los

estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar, de no coincidir la información el acceso a

los estacionamientos será negado.

. Segunda Etapa: Dicha etapa la conformara una baranda o barra de seguridad que ira

conectada a la lectora óptica o de proximidad para permitirle la entrada o salida de los

estacionamientos a la comunidad universitaria. La baranda se conectara por cableado a la

lectora la cual tendrá una conexión por red LAN inalámbrica a una computadora.

. Tercera Etapa: Esta estará estructurada por un sistema de circuito cerrado por cámaras que

se podrán instalar en distintos puntos estratégicos de las distintas áreas de los estacionamientos

de dicha Casa de Estudios. Este sistema también podrá ir conectado a la computadora

principal para enviarle información de vídeo a través de una red inalámbrica.

Es importante resaltar que la tercera etapa no será desarrollada en esta fase de este

proyecto por razones de tiempo y de costos.

1.2- Justificación e Importancia del Tema

En la Universidad Simón Bolívar, se identifica claramente la necesidad de

implementar un sistema de automatización y control de acceso por red inalámbrica aplicable a

los estacionamientos de dicha Casa de Estudios.

El motivo principal que justifica la propuesta del diseño del sistema anteriormente

mencionado es lograr evidenciar por medio de la disminución en gran escala las molestias de

los usuarios a la hora de estacionar sus vehículos, las posibles violencias a la integridad de los

vehículos, prevención de hurto y manipulación de los mismos por parte del personal no

autorizado. De la misma manera, todos los datos que se recogerán en esta investigación,

servirán como referencia para estudios posteriores en el área de la integración de la

Electrónica y las Comunicaciones en el mundo entero.

1.3- Objetivos De la Investigación

Con base al planteamiento del problema, se presenta el objetivo general y específicos

de esta investigación.

1.3.1- Objetivo General

Presentar una propuesta del diseño de un sistema de automatización y control de

acceso por red inalámbrica aplicable a estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar

Sede.

1.3.2- Objetivos Específicos

Entre los objetivos específicos se encuentran:

1.- Tomar como ejemplo a dos estacionamientos de dicha Casa de Estudios, para determinar el

alcance de la conexión inalámbrica y la cantidad de dispositivos de control de acceso que se

necesitaran a la hora de que quieran instalar el sistema propuesto.

2.- Estudiar bien los distintos tipos de tecnologías que se podrán aplicar a esta propuesta para

la transmisión de datos, vídeo y audio a través de una red inalámbrica.

3.- Proponer el diseño que más se adecue a las necesidades de la Universidad.

1.4- Limitaciones

Entre las principales limitaciones se encuentran:

1.4.1- Limitaciones de Tiempo

Considerando la magnitud del trabajo, y por razones de tiempo, solo se llegará hasta la

etapa N° 2.

1.4.2- Limitaciones Financieras

La Universidad Simón Bolívar, por razones presupuestarias no puede disponer en estos

momentos de los recursos financieros requeridos para la instalación de dicho sistema.

1.4.3- Limitaciones Logísticas

1.- El proyecto se limitó a elaborar la propuesta para el diseño de un sistema de

automatización y control de acceso por red inalámbrica, para que en un futuro sea instalado a

los estacionamientos de dicha Casa de Estudios.

2.- La asistencia a la Universidad Simón Bolívar, por la poca facilidad de acceso o traslado,

limitan la frecuencia en la realización del proyecto.

3.- Ausencia de una bibliografía actualizada en el país.

4.- Acceso libre a los planos de otros sistemas.

1.5.- Estructura del Trabajo

Este Proyecto de Grado se encuentra estructurado en siete capítulos, que forman parte

del cuerpo del mismo. Cada capitulo a la vez trata de los diferentes pasos o etapas a seguir

para la culminación de este proyecto.

El Capítulo I llamado Introducción, comienza con un breve resumen de lo que se va a

ser el proyecto, también abarca el planteamiento del problema como tal y su definición, luego

se describen los objetivos que se desean alcanzar, justificando y enmarcando de una manera

muy clara el tema de esta investigación. Siendo el objetivo principal la propuesta para el

diseño de un sistema de automatización y control de acceso por red inalámbrica aplicable a

estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar.

En el Capítulo II, el cual recibe el nombre de Marco Referencial, se muestran todos los

fundamentos teóricos y los antecedentes previos a este trabajo de investigación, los cuales

servirán de apoyo para el análisis, evaluación y diseño de la metodología propuesta.

El Capítulo III, denominado Marco Metodológico, se describe toda la metodología que

será empleada en este proyecto de investigación con el fin de estructurar un orden científico de

los métodos y herramientas disponibles, que ayudaran a lograr todos los objetivos expuestos.

Este trabajo de investigación estará enmarcado en un proyecto factible orientado a resolver

aspectos de la realidad del problema planteado. También se exponen todos los resultados de la

metodología utilizada y se discuten para sacar algunas conclusiones.

El Capítulo IV se define como datos de la USB, en el se resume una breve historia y

datos importantes de la Universidad Simón Bolívar, la cantidad de estacionamientos y de

usuarios actuales y el tipo de sistema de control de acceso existente actualmente para los

estacionamientos de dicha Casa de Estudios.

El Capítulo V, llamado Resultados y Discusión de los Mismos, describe todos los

resultados obtenidos en el desarrollo de este trabajo especial de grado y todo lo relacionado

con esta investigación.

El Capítulo VI, en este capítulo se señala la propuesta, estructura, gráficos, ubicación y

funcionamientos del sistema propuesto entre otros.

Y en el Capítulo VII y último, llamado Conclusiones y Recomendaciones, describe

claramente lo que se concluye con todo lo relacionado con los objetivos específicos y

generales que fueron trazados en este trabajo especial de grado y a su ves serán expuestas

algunas recomendaciones para el seguimiento del trabajo de investigación.

Por último se reflejara la información bibliográfica y los apéndices que se dan lugar en

el proceso de esta investigación, con el objetivo de completar la información aquí presentada

por el investigador.

CAPÍTULO II

MARCO REFERENCIAL

2.1.- Reseña Histórica

La automatización surge de la íntima relación entre las fuerzas económicas e

innovaciones técnicas del mundo entero. Al principio los primeros sistemas de automatización

estaban basados en complicados sistemas mecánicos los cuales demostraban ser muy lentos y

se dañaban con facilidad; su posterior reparación y puesta en funcionamiento resultaba muy

costosas y engorrosas.

En la década de 1920 la industria del automóvil logró combinar todos los aspectos de

la producción en un sistema integrado. Su objetivo principal no era más que abaratar los costos

de producción al máximo posible, a pesar de los cambios que la modernización y las nuevas

tecnologías han ejercido sobre las industrias, es este el procedimiento que se asocia con los

sistemas de automatización.

Con el pasar de los años, todas las áreas de las industrias modernas fueron

transformándose de tal manera que se fueron reemplazando los sistemas mecánicos por los

electrónicos. De esta manera se lograría eliminar costos innecesarios de producción en cada

uno de los procesos de las maquinarias y dispositivos actuales. Fue entonces donde la

electrónica y las telecomunicaciones comenzaron a jugar un papel de vital importancia no solo

en la vida moderna del ser humano y las industrias, sino en todos aquellos dispositivos que

forman un conjunto los cuales requieren tener una activación periódica o programada

mediante algún sistema o dispositivo electrónico.

Empresas de mucho renombre en el área tecnológica en nuestro país tal como lo es el

GRUPO TELEBAUD Compañía Anónima, han venido implementando durante muchísimos

años en gran cantidad de industrias a nivel nacional, distintos sistemas de automatización

electrónicos programables. Aunque el mismo posee grandes características y utilidades, no

tiene un costo razonable para industrias medianas y pequeñas las cuales para poder obtener el

mismo rendimiento con relación a las grandes empresas, requieren de un nivel tecnológico

adecuado para lograr el buen grado de competitividad en sus productos.

Cuando se habla de sistemas electrónicos de automatización programable, se refiere a

un conjunto de dispositivos que responden a una serie de instrucciones que se le pueden grabar

o aplicar en algún medio de memorización. Al referirse a los sistemas electrónicos de

automatización y control, se deben hacer previamente algunas precisiones que permitan ubicar

el problema abordado en este estudio, para llevar a cabo todos y cada uno de los pasos que

ayuden a elaborar este proyecto factible.

Con relación a los estudios más recientes del área de automatización programable, cabe

destacar los realizados por José María Angulo autor del Libro Microcontroladores o microchip

y Diseño Práctico de Aplicaciones, el cual se ha dedicado a investigar y desarrollar todo lo

referente a los Microcontroladores o microchip, dando las pautas y las explicaciones ámplias a

través de ejemplos prácticos los cuales le permitirá al lector, no solo comprender la forma en

que estos trabajan, sino también la aplicabilidad que pueden tener en el área de las industrias

para ser empleados en procesos autómatas.

Volviendo a los estudios realizados por el autor mencionado, este describe en su libro,

cada una de las formas generales para desarrollar proyectos con microchip, habla desde el

principio, acerca del conjunto de instrucciones que maneja dicho procesador, y como se

aplican cada una en ejemplos prácticos, es por ello la importancia de esta obra para la

iniciación o para el aprendizaje de microcontroladores o microchip, por su extensión este

estudio nos dice como manejar las entradas y las salidas de datos, como visualizarlos en un

display, como activar dispositivos tales como Relee, Diodos LED, Piezoeléctricos, Opto

aisladores, entre otros, y todos estos con ejemplos prácticos de cómo desarrollar con cada uno

de estos dispositivos electrónicos.

2.2.- Antecedentes de la Investigación

A continuación se muestran una serie de estudios y publicaciones que sustentan esta

investigación.

Pulido, J. (1989) en su tesis de grado titulada “Sistema de control de acceso de

personal para la empresa PRODIGRAF C.A”, concluyó que la utilización de dispositivos

electrónicos en sistemas automatizados de control de acceso agilizan dicho proceso y son más

precisos y confiables.

Salas B. (1995) en su trabajo de grado denominado “Diseño de un sistema

automatizado en los puntos de ventas de supermercados UNICASA”, concluyó que la

utilización del código de barra EAN-13 agiliza aproximadamente en un 60% el registro de las

ventas de la empresa “Automercados UNICASA C.A” y disminuyen en un 90% la posibilidad

de error.

Benckiser-Camp, España (1995) a través de su departamento de Organización y

Métodos desarrolló una investigación para la implantación de un sistema de almacenamiento

basado en el código de barras EAN-128; concluyendo que el código EAN-128 cubría todas sus

necesidades de información, pero además puede ser utilizado en toda la cadena logística.

Management Center de México A.C / American Management Asociation (1997),

realizó un seminario titulado “Cómo Integrar con Éxito el Código de Barras en Sistemas de

Manufactura, Distribución y Logística, donde concluyeron que con la utilización de código de

barras y la integración de sistemas se logra optimizar el control de inventarios, almacén y

distribución.

VER2000 (1998), en su página Web presenta una serie de ejemplos de sistemas de

aplicaciones utilizando diversos tipos de código de barras; exponiendo las ventajas de su

utilización. Entre ellas tenemos:

1.- Reducción considerable de los costos de operación.

2.- Mejoramiento en el control de calidad y servicio de cliente.

2.3.- Bases Teóricas

Para elaborar esta investigación, se realizó un estudio de las características generales

de los sistemas electrónicos de automatización y control modernos, todo lo relacionado con las

redes inalámbricas, luego se delimitaron las características de los Microcontroladores o

microchip y su forma o esquema de desarrollo.

El termino automatización puede definirse como el proceso mediante el cual un

dispositivo electrónico controla un proceso de fabricación o una actividad en cada una de sus

etapas o secuencias, sin la necesidad de la intervención humana.

La palabra automatización también se ha utilizado para describir sistemas electrónicos

no destinados a la fabricación, en los que dispositivos programados o automáticos pueden

funcionar de forma independiente o casi independiente del control humano. En las

telecomunicaciones, aviación y astronáutica, dispositivos como los equipos automáticos de

conmutación telefónica, los pilotos automáticos y los sistemas automatizados de guía y control

se utilizan para efectuar diversas tareas con mayor rapidez o mucho mejor de lo que podría

hacerlo un ser humano.

2.3.1- Propiedades de los Sistemas Electrónicos de Automatización y Control de Acceso

Algunas de las características más resaltantes que conforman los sistemas electrónicos

de automatización y control de acceso, son las siguientes:

1.- Tipo de Entradas o Salidas: Cuando hablamos de los diferentes tipos de entradas, nos

referimos a las formas de recoger o enviar una señal de un sitio a otro, la cual puede ser

analógica o digital. La primera entrada o salida enviará o recibirá una señal en atención a la

forma como se presente, bien sea regular o no, la segunda enviará o recibirá datos de manera

binaria en estados lógicos altos o bajos que se interpreten como ceros o unos.

2.- Cantidad de Entradas o Salidas: De acuerdo al proceso que cada sistema maneje, dependerá

el número de entradas o salidas que requiera controlar, mientras más entradas y salidas posea

el sistema, mayor cantidad de dispositivos pueden controlarse, lo que aumenta su eficiencia,

pero al mismo tiempo tiende a hacerse mucho más complejo, además el costo se incrementa

considerablemente.

3.- Aislamiento: Para ciertas aplicaciones industriales, donde se usen grandes cantidades de

cargas eléctricas o el ambiente sea inestable, como es el caso de las industrias donde existan

materiales volátiles, el sistema que gobierne cualquier dispositivo bajo estas condiciones debe

tener el aislamiento necesario para evitar fallas que puedan provocar un accidente.

4.- Número de Bits: Al manejar sistemas digitales existen formas de comunicaciones en el

sistema binario, donde estos bits que se empleen pueden constituir cadenas de bytes, que

formen parte de códigos, tal es el caso del código ASCII el cual utiliza una cadena de 8 bits lo

que le da la posibilidad de tener 255 combinaciones diferentes a las cuales se le asignan

caracteres variados.

5.- Tipo de Conexión: Esto se refiere al sistema de conexión por el cual un sistema de

automatización promedio establece comunicaciones con otros dispositivos inteligentes. La

conexión se puede realizar a través de puertos paralelos, Series, PCI, PCMCIA, entre otros.

6.- Software de Manejo y Programación: Para lograr establecer comunicaciones desde una

computadora a un sistema de automatización, debe existir un conjunto de instrucciones o

programas destinados a enviar o recibir códigos o comandos, que puedan ser interpretados por

ambos dispositivos para lograr operarlos. Además los sistemas electrónicos de automatización,

requieren de un conjunto de instrucciones que controlen todas y cada una de las operaciones

que se realicen, las cuales deben ser programadas en ciertos lenguajes, por ejemplo: los

Microcontroladores utilizan instrucciones que son complicadas en lenguaje MASPM y

también en lenguaje C, las cuales son grabadas en la memoria no volátil de los mismos.

7.- Precisión: Los sistemas electrónicos de automatización y control pueden o deben controlar

los tiempos de respuestas de cada operación que se realice, de una manera adecuada, en

proceso donde el factor tiempo es un valor crítico. El sistema que lo controle no debe perder ni

adelantar la secuencia de los procesos, por ejemplo, si un sistema de automatización controla

la apertura de una bóveda bancaria, debería realizarla con precisión, ya que podría causar

retrasos innecesarios.

8.- Seguridad: La seguridad en un sistema electrónico de automatización y control, es de suma

importancia, este debe poseer la capacidad de enviar señales de alarma y detener un proceso

en el caso de detectar cualquier falla en algunas de las conexiones a censores de temperatura,

etc.

9.- Inteligencia: los sistemas electrónicos de automatización y control poseen un núcleo, o un

centro de control, el cual realiza las operaciones de manera inteligente, son medios

programables, computadoras industriales, computadoras personales, controladores

programables (PLCS), Microcontroladores, Microprocesadores. Pero también pueden ser de

lógica secuencial, como por ejemplo a través de multiplexores o temporizadores, de lógica

combinatoria por medio de compuertas, comparadores, decodificadores, etc. También pueden

ser análogos mediante el uso de componentes electrónicos discretos e integrados.

2.3.2.- Sistema de Trabajo con Microcontroladores

Para la realización de este trabajo de investigación, se manejará el método de

desarrollo con Microcontroladores PIC, propuesto por José María Angulo, quien en su Libro

hace referencia a un sistema o un esquema de desarrollo con microcontroladores, el cual paso

a paso es descrito a continuación:

1.- Editar el Programa: Al hablar de microcontroladores, se sabe que estos dispositivos

requieren de una programación para poder ejecutar cualquier operación, por ende es necesario

realizar un conjunto de instrucciones en lenguaje MPASM o en lenguaje C, los mismos

permiten controlar las operaciones que realizará.

2.- Traducir el Programa Fuente a Código Binario: Es cuando todas las instrucciones que se

usen para programas de alto nivel, tales como el C y el MPASM, son traducidas o compiladas

a un código binario, el cual realiza a través de un programa llamado MPASM.

3.- Simular el Software: A través del programa conocido como MPLAB, se realiza con las

instrucciones hechas y las compiladas por el lenguaje MPASM la simulación, que permite

conocer los tiempos de respuestas y el estado de los bancos, etc.

4.- Grabación en la Memoria del PIC del Programa Compilado: Este paso permite almacenar

en la memoria no volátil del PIC, el código del programa con el cual trabaja el

microcontrolador, para esto es necesario contar con un grabador, como por ejemplo el

grabador PIC Star Plus.

2.3.3.- Microcontrolador PIC 16F84

El Microcontrolador PIC 16F84, es la última versión mejorada, posterior al PIC

16C84, debido a las ventajas de la memoria flash sobre la EEPROM, por ejemplo, mayor

velocidad de acceso, mayor número de ciclos de lectura y escritura, menor consumo de

corriente, etc. Entre las características principales que tiene el PIC 16F84 podemos encontrar:

1.- Memoria de Programa: 1k de palabras de 14 bits de tipo flash, en la memoria de programa

y aunque el PC dispone de 13 bits, para el direccionamiento de la misma sólo se emplea los 10

de menos peso.

2.- Memoria de Datos RAM: posee 68 registro de tamaño byte de propósito general, los cuales

ocupan las direcciones entre la 0x0c y la 0x4f en hexadecimal.

3.- Memoria de Datos EEPROM: el PIC 16F84 tiene 64 bits de memoria EEPROM, en la

cual se pueden guardar datos y variables que no se pierden al desconectar la alimentación.

Soporta hasta 1.000.000 de ciclos de escritura o borrado, además puede conservar la

información almacenada por más de 40 años.

4.- Pila: de 8 niveles.

5.- Interrupciones: posee 4 tipos diferentes de interrupciones, las cuales son:

a.- Activación del Pin RB0/INT.

b.- Desbordamiento del temporizador TMRO.

c.- Cambio de estado en una de los cuatro pines de más peso (RB7: RB4) de la puerta

d.- Finalización de la escritura EEPROM de datos.

6.- Juego de Instrucciones: 35

7.- Encapsulado: Plástico DIP de 18 pines, aunque también se encuentran disponibles en el

mercado los de encapsulado SOIC.

8.- Frecuencia de Trabajo: Sólo uno, el TMRO que funciona como temporizador y contador

de 8 bits, y actúa de dos maneras diferentes:

a.- Como contador de suceso, que se representa por los impulsos que se aplican por el

pin RB4/TOCK1. Al llegar al valor FFh se desborda el contador y con el siguiente impulso,

pasa a 00h, avisando esta circunstancia activando una señal o provocando una interrupción.

b.- Como temporizador, cuando se carga en el registro un valor inicial, este se

incrementa con cada ciclo de instrucción hasta provocar un desbordamiento, entonces pasa de

FFh a 00h avisa poniendo a un (1) bits de señalización o provoca una interrupción. También

posee un Perro Guardián (WDT), el cual se une a un contador interno independiente de 8 bits

que origina un reinicio cuando se desborda, puede usarse de manera opcional.

9.- Líneas de Entrada y Salida Digitales: 13, las cuales se dividen en 5 para la puerta A y 8

para la puerta B.

10.- Corriente Máxima Absorbida: 80mA para la puerta A y 150mA en la puerta B.

11.- Corriente Máxima Suministrada: 50mA en la puerta A y 100mA en la puerta B.

12.- Corriente Máxima Absorbida por Línea: 25Ma.

13.- Corriente Máxima Suministrada por Línea: 20Ma.

14.- Voltaje de Alimentación: de 2 a 6 Voltios de corriente continua.

15.- Voltaje de Grabación: De 12 a 14 Voltios de corriente continua.

En la Figura 1, se muestra un ejemplo del Microcontrolador PIC16F84

MICROCONTROLADOR

MICROCONTROLADOR

CIRCUITO ELECTRICO

Figura 1. Microcontrolador PIC 16F84

2.3.4- Redes Inalámbricas

Desde hace relativamente poco tiempo, se está viviendo lo que significara una

revolución en el uso de las tecnologías de la información. Esta revolución puede llegar a tener

una importancia similar a la que tuvo la adopción de Internet por él público. De una forma

silenciosa, las redes inalámbricas se están introduciendo en el mercado de consumo gracias a

unos precios populares y a un conjunto de entusiastas, mayoritariamente particulares, que han

visto las enormes posibilidades de estas tecnologías.

Una de las tecnologías más prometedoras y discutidas en esta década es la de poder

comunicar computadoras con otros dispositivos electrónicos mediante tecnología inalámbrica.

La conexión de computadoras con otros dispositivos electrónicos mediante Ondas de Radio o

Luz Infrarroja, actualmente está siendo ampliamente investigada. Las redes Inalámbricas

facilitan la operación en lugares donde la computadora no puede permanecer en un solo lugar

tales como: en almacenes, oficinas o como lo es este caso los estacionamientos.

Tampoco esperamos que las tan mencionadas redes inalámbricas lleguen algún día

reemplazar a las redes cableadas, ya que estas ofrecen velocidades de transmisión mayores que

las logradas con la tecnología inalámbrica.

Es importante resaltar que actualmente en el mercado existen varios tipos de redes

inalámbricas tales como:

a.- Redes Públicas de Radio.

b.- Redes de Área Local (LAN).

c.- Redes Infrarrojas.

d.- Redes de Radio Frecuencia.

Para la propuesta del diseño de este sistema se plantea utilizar las Redes de Área Local

(LAN) tentativamente, ya que esta puede ser cambiada en futuro al momento de implementar

la propuesta mencionada en este trabajo especial de grado.

En la Figura 2, se muestra un ejemplo de una Red Inalámbrica.

Figura 2. Ejemplo de una Red Inalámbrica.

2.3.4.1.- Redes de Área Local (LAN)

Las redes LAN inalámbricas de alta velocidad ofrecen las ventajas de la conectividad

de red sin las limitaciones que supone estar atado a una conexión por cables. Estas redes como

se mencionó anteriormente evitan tener que pasar los cables por techos polvorientos o sótanos.

Las conexiones inalámbricas pueden ampliar o sustituir una infraestructura con cables

cuando es costoso o está prohibido tenderlos. Las instalaciones temporales son un ejemplo de

una situación en la que la red inalámbrica tiene sentido o incluso es necesaria. Algunos tipos

de construcciones o algunas normativas de construcción pueden prohibir el uso de cableado, lo

que convierte a las redes inalámbricas en una importante alternativa para este tipo de

situaciones. Y por supuesto el fenómeno asociado al término “inalámbrico”, es decir no tener

que instalar más cables que los que requiere la red de telefonía y la red de alimentación

eléctrica. Los usuarios móviles, cuyo número crece día a día, son indudables candidatos a las

redes LAN inalámbricas. El acceso portátil a las redes inalámbricas se realiza a través de

equipos portátiles inalámbricas, esto le permite al usuario viajar a distintos lugares (salas de

reunión, salas de espera, estacionamientos, etc.) sin perder el acceso a los datos de la red. Sin

el acceso inalámbrico, el usuario tendría que llevar consigo pesados cables y disponer de

conexiones de red.

En todos estos escenarios, vale la pena destacar que las redes LAN inalámbricas

actuales basadas en estándares funcionan a alta velocidad, la misma velocidad que se

consideraba vanguardista para las redes con cable hace tan solo unos años. El acceso del

usuario normalmente supera los 11 MB por segundo, de 30 a 100 veces más rápido que las

tecnologías de acceso telefónico de las redes WAN inalámbricas estándar. Este ancho de

banda es sin duda adecuado para que el usuario obtenga una gran experiencia con varias

aplicaciones o servicios a través de PC o dispositivos móviles y electrónicos. Además, los

avances en curso de estos estándares inalámbricos continúan aumentando el ancho de banda,

como lo es el estándar superg que llega hasta 108 Mbps

2.3.4.2- Topología de Redes LAN Inalámbricas

Las redes LAN inalámbricas se construyen utilizando dos topologías básicas. Para

estas topologías se utilizan distintos términos, como administradas y no administradas e

infraestructura y “ad hoc”. En este documento se utilizarán los términos “infraestructura” y

“ad hoc”, términos que están relacionados esencialmente con las mismas distinciones básicas

de topología.

Una topología de infraestructura es aquella que extiende una red LAN con cable

existente para incorporar dispositivos inalámbricos mediante una estación base, denominada

punto de acceso.

El punto de acceso une la red LAN inalámbrica y la red LAN con cable y sirve de

controlador central de la red LAN inalámbrica. El punto de acceso coordina la transmisión y

recepción de múltiples dispositivos inalámbricos dentro de una extensión específica; la

extensión y el número de dispositivos dependen del estándar de conexión inalámbrica que se

utilice y del producto.

En una topología ad hoc, los propios dispositivos inalámbricos crean la red LAN y no

existe ningún controlador central ni puntos de acceso. Cada dispositivo se comunica

directamente con los demás dispositivos de la red en lugar de pasar por un controlador central.

Esta topología es practicada en lugares en los que pueden reunirse pequeños grupos de

equipos que necesitan acceso a otra red. Un pequeño ejemplo de entornos en los que podrían

utilizarse redes inalámbricas ah hoc sería un domicilio sin red con cable o una sala de

conferencias donde los equipos se reúnen con regularidad para intercambiar ideas.

En la Figura 3, se muestra el ejemplo de la estructura y topología de una Red

Inalámbrica LAN.

INFRAESTRUCTURA MODO NETWORK

TABLA

Figura 3. Ejemplo de la estructura y topología de una Red Inalámbrica LAN.

2.3.4.3- Retos de Seguridad de las Redes Inalámbricas

Una red con cable está dotada de una seguridad inherente en cuanto a que un posible

ladrón de datos puede obtener acceso a la red a través de una conexión por cable, lo que

normalmente significa el acceso físico a la red de cables.

Cuando la red ya no sustenta cable como lo demuestra en propuesta, la libertad que

obtienen los usuarios también se hace extensiva al posible ladrón de datos. Ahora la red puede

estar disponible en salas de esperas inseguras, en exteriores de edificios y como lo es en este

caso en estacionamientos.

Para proporcionar un mecanismo mejor para el control de acceso y la seguridad, es

necesario incluir un protocolo de administración de claves en la especificación. . Aunque este

esquema puede plantear otros problemas, esto es suficiente para detener al ladrón más

despreocupado

2.3.4.4.- Retos de Configuración para las Redes Inalámbricas

Ahora que tenemos una conexión de red inalámbrica y la complejidad ha aumentado,

posiblemente hay muchas más configuraciones que realizar.

Podría ser necesario tener una configuración para el trabajo, donde la red funciona en

modo de infraestructura, y otra configuración para el domicilio, donde funciona en modo ah

hoc. Entonces sería necesario elegir que configuración se va a utilizar en función del lugar

donde nos encontremos.

2.3.4.5.- Descripción General del Funcionamiento de la Modalidad de Infraestructura

El portátil o dispositivo inteligente, denominado “estación” en el ámbito de las redes

LAN inalámbricas, primero debe identificar los puntos de acceso y las redes disponibles. Este

proceso se lleva a cabo mediante el control de las tramas de señalización procedentes de los

puntos de acceso que se anuncian a sí mismos o mediante el sondeo activo de una red

específica con tramas de sondeo. La estación elige una red entre las que están disponibles e

inicia un proceso de autenticación con el punto de acceso. Una vez que el punto de acceso y la

estación se han verificado mutuamente, comienza el proceso de asociación.

En la modalidad de infraestructura, todo el tráfico de red procedente de las estaciones

inalámbricas pasa por un punto de acceso para poder llegar a su destino en la red LAN por

cable o inalámbricamente. El acceso a la red se administra mediante un protocolo que detecta

las portadoras y evita las colisiones. Las estaciones se mantienen a la escucha de las

transmisiones de datos durante un período de tiempo especifico antes de intentar transmitir

(esta es la parte de protocolo que detecta los portales). Dado que es posible que algunas

estaciones nos se escuchen mutuamente, aunque ambas estén dentro del alcance del punto de

acceso, se toman medidas especiales para evitar las colisiones.

Las colisiones entre las estaciones de la red se controlan mediante las tramas de

señalización periódicas enviadas por el punto de acceso. La sincronización es necesaria por

varias razones relacionadas con los protocolos y esquemas de modulación de las conexiones

inalámbricas.

2.3.4.6.- Descripción General del Funcionamiento de la Modalidad Ah Hoc

Luego de explicar el funcionamiento básico de la modalidad de infraestructura, se

puede decir que el modo ad hoc no tiene punto de acceso. En esta red sólo hay dispositivos

inalámbricos presentes. La red ah hoc no disfruta todavía de algunos avances como

retransmitir tramas entre dos estaciones que no se oyen mutuamente.

Cuando un medio de red se introduce en un nuevo entorno siempre surgen retos.

Algunos aparecen de las diferencias entre las redes LAN con cable y las redes LAN

inalámbricas, mientras otros se deben a las posibilidades únicas de las redes inalámbricas. Con

la libertad de movimiento que se obtiene al eliminar las ataduras (cables), los usuarios pueden

desplazarse de sala en sala, de edificio en edificio, etc., con las expectativas de una

conectividad ininterrumpida en todo momento. Las redes siempre han tenido retos, pero éstos

aumentan cuando se agrega complejidad, tal como sucede con las redes inalámbricas.

En la Figura 4, se muestra un ejemplo de la modalidad AH HOC.

TABLA

Figura 4. Ejemplo de la modalidad AH HOC.

2.3.5.- Tecnología de Transmisión Inalámbrica WiFi

WiFi (wireless fidelity) fue desarrollado para traer las redes de área local inalámbricas,

basado en el estándar 802.11 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE por

sus siglas en inglés). Este estándar tiene muchas variantes, tres de las cuales son las más

conocidas que permiten regular la prestación de diferentes niveles de servicio. El 802.11a

brinda una capacidad de conexión de hasta 54 Mbps (Mega bits por segundo) en una

frecuencia de 5Ghz. Las versiones “b” y “g” del mismo estándar utilizan una frecuencia de

2.4GHz y permiten velocidades de 11 Mbps y 54 Mbps respectivamente. Actualmente, existe

la versión super G la cual funciona a una velocidad de 108Mbps.

Las primeras iniciativas que utilizaron estas soluciones estaban localizadas en

empresas cuyas necesidades excedían las ventajas de un cableado estructurado. En sus inicios,

similar al de la telefonía inalámbrica o celular, estas soluciones carecían de la robustez

necesaria para garantizar la confidencialidad de los datos que viajaban por el aire y es por ello

que fueron vulneradas en muchas ocasiones. Como todo en la vida, las soluciones fueron

madurando y los esquemas de autenticación han mejorado sustancialmente. En las fases

iniciales prácticamente no existía una validación del usuario, luego se implementó la

validación del MAC address de los equipos y ahora existen soluciones que permiten validar al

usuario junto al equipo en esquemas de seguridad manejados por las organizaciones, dentro de

esquemas que pueden incluir hasta una VPN (Virtual Private Net)

2.3.5.1.- Llegada de la Tecnología WiFi al Mercado Masivo

La llegada de WiFi al mercado masivo se ha venido manejando mediante la creación

de los Hot Spots o puntos habilitados para la conexión inalámbrica. Aeropuertos, bibliotecas,

universidades, hoteles, restaurantes, centros comerciales y hasta clubes han venido adoptando

esta tecnología para romper con los esquemas tradicionales de acceso a la Web. El término

Hot Spot ya es ampliamente conocido y muchos de nosotros hemos tenido la experiencia de

navegar con nuestra portátil en alguno de estos lugares. Hagen1 comenta que hoy en día WiFi

permite disfrutar la libertad de no estar conectado a un cable y prácticamente se ha

transformado en un comodity en cualquier equipo portátil. Según el ejecutivo, los precios

están bajando drásticamente, sobre todo en los dispositivos de acceso WiFi para el hogar que

hace un año y medio rondaban los 300 dólares y hoy en día pueden estar cercanos a los 50

dólares, permitiendo la conexión de 12 a 50 usuarios aproximadamente.

Según el ejecutivo, WiFi es una oferta que requiere la disposición de accesos de banda

ancha mediante el cable y un router inalámbrico que brinde el servicio para los usuarios

finales. Para el ejecutivo, no existe una regla definida sobre el tamaño del ancho de banda que 1 www. Antonio Urbina, Wi-Fi y Wi-Max ¿Hacia Dónde Vamos?

se debe disponer para ofrecer accesos WiFi, ya que en gran parte depende del tipo de usuarios

y de los tamaños de los datos que van a estar transfiriendo. No son los mismos 10 usuarios

trabajando funciones contables básicas y transmitiéndolas por Internet a otros 10 usuarios que

trabajen aplicaciones gráficas y que las compartan por la red de redes, comentó.

2.3.5.2.- Retos a Desarrollar a Futuro con la Tecnología WiFi y WiMaX

El reto inmediato es desarrollar dispositivos que permitan conectar las computadoras

personales de escritorio o servidores a esta red y para ello se deben desarrollar masivamente

dispositivos de acceso ECP (Ethernet Communication Port) que utilicen el protocolo Ethernet

a 10/100Mbps estandarizado en las PC.

En la segunda etapa, prevista para 2006 y 2007, Intel planea lanzar chips inalámbricos

para notebooks compatibles con WiMax, de tal forma que permitan movilidad dentro de esas

redes metropolitanas con accesos constantes de banda ancha.

En la tercera etapa, comprendida entre 2008 y 2009, se estima disponer de la oferta de

soluciones WiMax para equipos de bolsillo y celulares. Se comenta que estiman 2008-2009

para esta fase ya que, según la Ley de Moore, para esa época deberán existir chips lo

suficientemente pequeños, veloces y económicos, como para hacer viable su inclusión en este

tipo de dispositivos personales, sin afectar significativamente su tamaño o precio.

La tecnología WiMax es un estándar que nace para definir la red metropolitana de

banda ancha inalámbrica WMAN, una especie de gigantesco Hot Spot Zone; como lo llaman

algunos especialistas, que permite la conexión sin línea de vista. Es presentado como una

alternativa de conexión “fija” al cable, al ADSL y como una posible red de transporte para los

“Hot Spot”.

WiMax busca romper las barreras físicas y de costos que limitan la expansión mundial

de la Red. Al ser una tecnología de banda ancha, alta capacidad de transmisión de datos y

amplio cubrimiento servirá para llevar Internet a zonas que no la tienen, como consecuencia

de las complicaciones del cableado o sencillamente por los elevados costos de

implementación. Además, WiMax es un excelente complemento para las redes inalámbricas

WiFi, que cada día son más difundidas en empresas, lugares públicos entre otros.

WiMax integra dos estándares del mercado: IEE 802.16ª y el europeo ETSI HyperMan

y promete satisfacer la creciente demanda de banda ancha e integrar servicios de datos, tanto

comerciales como residenciales, asegurando calidad y servicio. Este estándar fue aprobado en

enero de 2003 y maneja un espectro de frecuencia que oscila entre los 2 y los 11 GHz. Este

estándar de comunicaciones permite transmitir por aire información a una velocidad de hasta

75 megabits por segundo (Mbps) y tiene un alcance de transmisión de 50 Kilómetros,

suficiente para cubrir toda el área, por ejemplo de Quito con una sola antena. Claro está que se

trata de rangos de cobertura y no de capacidad de usuarios conectados a un mismo momento.

En la actualidad se manejan 1.024 usuarios concurrentes por antena instalada, pero el número

de antenas no esta limitado por torres así que se puede disponer de un gran número de antenas

en una misma torre y manejar el número máximo de usuarios conectados concurrentemente

para satisfacer la demanda.

2.3.6- Definición de Códigos de Barras

El Código de Barras es un arreglo en paralelo de barras y espacios que contiene

información codificada en las barras y espacios del símbolo, denominadas “simbologías”. Las

líneas y espacios del código (barras) son de tamaño variable y representan dígitos, esta

información puede ser leída por dispositivos ópticos, los cuales envían la información leída

hacia una computadora como si la información se hubiera tecleado.

El escáner o lector óptico, lee las barras y espacios interpretándolos como diferentes

combinaciones de 0 y 1, que es el lenguaje que entiende la computadora.

Cuando este recibe la combinación especifica de 0 y 1 identifica de que producto se

trata. Estas barras tienen una dimensión estándar de 37,29 x 26,26mm y pueden variar entre

0,8 y 2 veces su tamaño según el área de la etiqueta o envase. Están dispuestas en formas

paralelas, claras y oscuras, intercaladas con amplitud diferente. En la parte inferior el código

es representado en números para su mejor comprensión.

El código de barras es como una huella digital para el producto. No hay dos productos

en el mundo que puedan tener códigos iguales.

En la Figura 5, se presenta un ejemplo del código de barras.

Figura 5. Ejemplo de Códigos de Barras

2.3.6.1- Ventajas del Código de Barras

Algunas de sus ventajas sobre otros procedimientos de colección de datos son:

a.- Se imprime a bajos costos.

b.- Permite porcentajes muy bajos de error.

c.- Los equipos de lectura e impresión de código de barras son flexibles y fáciles de

conectar e instalar.

2.3.6.2- Beneficios del uso de Código de Barras

Es la mejor tecnología para implementar un sistema de colección de datos mediante

identificación automática, y presenta muchos beneficios, entre otros se pueden encontrar:

a.- Virtualmente no hay retrasos desde que se lee la información hasta que puede ser

usada.

b.- Se mejora la exactitud de los datos.

c.- Se tienen costos fijos de labor más bajos.

d.- Se puede tener un mejor control de calidad, mejor servicio al cliente.

e.- Se pueden contar con nuevas categorías de información.

f.- Se mejora la competitividad.

2.3.6.3-Aplicaciones del Código de Barras

Es obvio que la aplicación más práctica del código de barras está representada por el

control que puede tenerse sobre los inventarios de productos, lo cual permite fácilmente

controlar mejor tales activos a través de la identificación óptica del producto.

El código de barras permite acceder a una base de datos almacenada en el computador,

donde se podrá hallar toda la información concerniente al producto: su precio, cuanto queda

en el almacén, si esta o no en oferta y demás información que el usuario considere necesaria.

Sin embargo el control de inventario no es la única aplicación que presenta el código

de barras, ya que las aplicaciones del código de barras cubren prácticamente cualquier tipo de

actividad humana, tanto en industria, comercio, instituciones educativas, instituciones

médicas, gobierno, etc. Entre las más comunes se encuentran:

a.- Control de material en proceso

b.- Control de inventario

c.- Control de tiempo y asistencia

d.- Punto de venta

e.- Control de calidad

f.- Embarques y recibos

g.- Control de documentos

h.- Facturación

i.- Bibliotecas

j.- Bancos de sangre

k.- Hospitales

l.- Control de acceso

2.3.6.4- Características de un Código de Barras

Un símbolo de código de barras puede tener, a su vez, varias características, entre las

cuales se pueden mencionar:

Densidad

Es la anchura del elemento (barra o espacio) más angosto dentro del símbolo de código

de barras. Está dado en miles (milésimas de pulgada). Un código de barras no se mide por su

longitud física sino por su densidad.

WNR (Wide to Narrow Ratio)

Es la razón del grosor del elemento más angosto contra el más ancho. Usualmente es

1:3 o 1:2.

Quiet Zone.

Es el área blanca al principio y al final de un símbolo de código de barras. Esta área es

necesaria para una lectura conveniente del símbolo.

Los sistemas que utilizan código de barras se conocen como Sistemas de identificación

automática (Auto ID). Se describen a continuación los principales equipos y accesorios

requeridos por éstos sistemas.

2.3.6.5.- Lectores de Código de Barras

La función de estos equipos es leer la información codificada en las barras y espacios

del símbolo de código de barras y enviarla a un decodificador que a su vez la envía a una

computadora o terminal como si la información hubiera sido tecleada.

En las Figura 6, se muestra algunos modelos de lectoras de códigos de barras.

a) b) c)

Figura 6. Ejemplo de lectoras de códigos de barras

2.3.6.6- Funcionamiento de los Lectores de Código de Barras

Los lectores generan una señal digital pura de las barras y espacios. En el caso de los

lápices ópticos ésta señal es de baja frecuencia, pues es generada por el barrido de las barras y

espacios que hace el operador al deslizar el lápiz sobre el símbolo de código de barras. En el

caso del láser, la señal es similar a la generada por el lápiz, sólo que a una frecuencia mucho

mayor. Esta última señal es conocida como HHLC (Hand held láser compatible).

2.3.7- Barreras Automáticas

En estas barreras pueden encontrar dos (2) modelos como lo son la G 4000 y la G

4001, estas barreras son rápidas para pasos de hasta cuatro (4) metros, también poseen una

característica extra y muy factible tal como los es la alimentación con 24V DC. Esta

tecnología de baja tensión permite obtener el máximo rendimiento con característica de

control y seguridad total.

En la Figura 7, se presenta el ejemplo de una barrera modelos G 4000 y G 4001 de

seguridad para estacionamientos.

Modelo G4000 Modelo G 4001

Figura 7. Ejemplo de las Barreras de Seguridad para Estacionamientos.

2.3.7.1- Automatización Completa

En el interior de la estructura se encuentra todos los elementos que son indispensables

para el funcionamiento, incluso en caso de CORTE DE ENERGÍA; además, del motor y de la

lógica de mando, la barrera G 4000 tiene un compartimento para baterías de emergencia.

2.3.7.2- Automatización Polivalente

La posibilidad de aplicar selectores de mando, fotocélulas y lámparas intermitentes de

seguridad directamente en el cuerpo de la barrera simplifica los trabajos de instalación

disminuyendo los costos de preparación del montaje.

2.3.7.3- Características Técnicas de las Barreras Automáticas G 4000 y G 4001

En el Cuadro1, se presenta un resumen de las características más resaltantes de las

barreras automáticas G 4000 y G 4001.

Cuadro 1. Características Técnicas de las barreras Automáticas G 4000 y G4001

Tipo G 4000 / G 4001

Grado de Protección Peso 47 Kg.

Alimentación 230V AC / 24V DC

Alimentación del Motor 24V DC

Absorción 1.3A max (230V)

15ª max (24V)

Potencia del Motor 300W

2.3.7.4- Funciones Principales de Seguridad

La electrónica de mando junto con sus sistemas de regulación, permite:

1.- Regular la Velocidad de Marcha.

2.- Regular la Velocidad de Deceleración.

Gracias al sistema electrónico ANTIAPLASTAMIENTO que prevé la parada

inmediata del movimiento de la baranda permite detectar si se encuentra algún obstáculo. Un

sistema automático de 24V significa, sobre todo, una alimentación completamente segura. El

motor y todos los accesorios de mando y seguridad están alimentados con 24V en corriente

continua.

2.4.- La Universidad Simón Bolívar

La Universidad Simón Bolívar es una comunidad académica, innovadora, participativa,

productiva y plural, en permanente aprendizaje y desarrollo, y comprometida con la

excelencia, cuya misión fundamental es contribuir significativamente con:

1) La formación sustentada en valores éticos de ciudadanos libres, líderes emprendedores,

de alta calidad profesional y humana, orientados hacia la creatividad, la innovación, la

producción, la sensibilidad y la solidaridad social.

2) La búsqueda y transmisión universal del saber, la generación, difusión y aplicación del

conocimiento; dentro de un foro libre, abierto y crítico.

3) La transferencia directa de su labor investigativa, académica, creativa y productiva, a

manera de soluciones y respuestas a las necesidades y demandas de la sociedad, a cuyo

servicio se encuentra, en pos de un mundo mejor.

4) La Universidad entiende esta misión como su particular manera de participar

activamente en el logro de una sociedad más justa, y de promover el desarrollo armónico y

sustentable de sus dimensiones sociales, políticas, culturales y económicas.

2.4.1.- Nacimiento de la Universidad Simón Bolívar

La Universidad Simón Bolívar es una Institución pública de Educación Superior, creada el

18 de julio de 1967 y comenzó sus labores el 19 de enero de 1970. Tiene una estructura

dinámica adaptable al ensayo de nuevas orientaciones en los sistemas de enseñanza, de

investigación y de administración educativa. La Universidad posee autonomía académica y

administrativa.

2.4.2.- Plano de la Universidad Simón Bolívar

En la Figura 8, se presenta una plano del campus universitario en el cual se ubican a

escala las diferentes edificaciones, los espacios deportivos, los lotes de estacionamientos, la

vialidad y las áreas de paisajismo, entre otros.

Figura 8. Plano de la Universidad Simón Bolívar

2.4.3.- Cantidad de Estacionamientos Existentes Actualmente en la USB.

Dentro de la Universidad Simón Bolívar existe gran cantidad de estacionamientos los

cuales fueron tomados y organizados de la siguiente manera.

2.4.3.1.- Estacionamientos Formales

Son aquellos que se encuentran dentro de un límite claramente definido y ajustado a las

normas viales de aparcamientos de automóviles. Sus medidas están en función de los

estándares actuales del diseño automotor. Adicionalmente están emplazados sobre superficie

idónea para tal fin.

En el caso particular del valle de Sartenejas, son característicos los brocales dentados a

lo largo y ancho de los complejos de edificios y áreas verdes, así como también de playas de

estacionamientos, claramente diferenciados por sus rayas y números en piso. Es importante

señalar que la gran mayoría de los puestos de estacionamientos formales no poseen

identificación correspondiente, y en muchos casos sus rayas o limites naturales como puestos

están difusas e incluso borrados por personas no autorizadas. En otros tantos, la pintura que

define sus limites desapareciendo por causa de uso normal.

Para la cuantificación de las zonas de aparcamientos, no se toman en consideración su

uso específico, es decir, usos inherentes a la instalación, como áreas de ambulancias,

seguridad y vigilancia, zonas de cargas, etc.

La suma total de los puestos de los estacionamientos formales hacienden a mil

novecientos (1900).

2.4.3.2.- Estacionamientos Informales

Estos Estacionamientos se disponen a lo largo de las distintas avenidas del campus

universitario, uno detrás del otro, sin marcación, ni numeración en piso. Para su cálculo se

tomó como medida patrón una distancia de 6 m, entre cada uno de los puestos, medida

suficiente para poder salir y entrar en el mismo momento con seguridad y comodidad.

A lo largo del sistema vial del valle de Sartenejas se presentan espacios que por su

ubicación y disposición no son aptas para ser definidas como zonas de aparcamientos, en tal

sentido, para el cálculo del número total de puestos de estacionamientos denominados

informales no se tomaron tramos de calles que presentan cierto nivel de inseguridad en cuanto

al transito automotor. Entre ellas podemos encontrar las esquinas de las calles, curvas

pronunciadas, calles estrechas y demás zonas que impidan el normal funcionamiento

vehícular.

La suma total de puestos de los estacionamientos formales hacienden a setecientos

ochenta y nueve (789).

2.4.3.3.- Estacionamientos no Consolidados

Son zonas de aparcamientos irregulares no aptas para cumplir esa función. En el valle

de Sartenejas podemos encontrar cuatro (4) espacios con estas características, donde por

tradición o por que la configuración del terreno lo permite, gran cantidad de vehículos se

estacionan de forma irregular, e incluso de forma insegura sobre superficies que no están

preparadas para cumplir tal función, generando de esta forma problemas relacionados con la

erosión del terreno, pérdida de áreas verdes, etc.

Para el cálculo real de las posibles plazas de estacionamientos, se proyectó en función

de la norma. De lo anterior se desprende la cantidad de TRECIENTOS CINCUENTA Y

CINCO (355), puestos de estacionamientos.

2.4.4.- Tipo de Control de Acceso Existente Actualmente para los Estacionamientos de la

Universidad Simón Bolívar.

En la Universidad Simón Bolívar no existe hoy en día un sistema de control de acceso

a los distintos estacionamientos, lo único que existe actualmente para lograr de una forma u

otra controlar un poco el acceso a los estacionamientos es el personal de seguridad que presta

su colaboración para que todo se desarrolle sin ningún problema día a día.

Por esta razón es que nace la idea de presentarle a la Universidad el diseño de un

sistema de automatización y control de acceso por red inalámbrica el cual se le podrá ser

instalado en dicha institución en el momento que ella lo desee y cuente con el presupuesto

necesario para el desarrollo físico del mismo. Con la instalación de este sistema se lograría

minimizar las perdidas de objetos y vehículos del personal académico, administrativo y

usuarios que visiten esta Casa de Estudios.

En las siguientes figuras que se presentaran a continuación, se puede ver claramente

que los estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar no cuenta con ningún tipo de

control de acceso.

Obsérvese que en la Figura 9, que refleja la vialidad de acceso a dichos lotes de

estacionamientos no muestra ningún tipo de dispositivos, tales como: vigilancia, barra de

control, sistemas automatizados, entre otros.

Figura 9. Vista de los Puntos de Acceso a los Lotes de Estacionamientos

2.4.5.- Descripción y Ubicación de Algunos Estacionamientos de la Universidad Simón

Bolívar

En esta sección del trabajo se mostrarán tanto en planos como en fotos algunos de los

estacionamientos más importantes de la Universidad. En la Figura 10, se muestra el plano de

conjunto y en las figuras siguientes, los estacionamientos seleccionados con su ubicación en el

plano general, su plano ampliado y algunas fotos representativas.

Nota: Los lotes de estacionamientos están indicados dentro del plano con el color negro.

Figura 10. Ubicación de Algunos Estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar

Figura 11. Plano del Estacionamiento del Edificio de Energética

Figura 12. Plano del Estacionamiento de los Laboratorios de Mecánica y Electrónica

Figura 13. Plano del Estacionamiento de la Calle Inglesa

Figura 14. Plano del Estacionamiento Casa del Estudiante

CAPÍTULO III

MARCO METODOLÓGICO

3.1- Tipo y Diseño de Investigación

Este proyecto se considera un Proyecto de Investigación Factible, el cual se define

operacionalmente como una proposición sostenida en un modelo operativo y factible de

realizar, orientado a resolver una situación planteada o surgida de una necesidad dentro del

desarrollo de una Organización.

En el proyecto se usó el diseño de campo, el cual permitió obtener la información

necesaria para posteriormente planificar, analizar y desarrollar la propuesta del diseño de un

sistema electrónico de automatización y control de acceso por red inalámbrica.

Todo lo anteriormente expuesto se realizó mediante la revisión de los manuales de

Normas y Procedimientos y los informes de las entrevistas realizadas a distintas empresas.

Se utilizó la herramienta Internet para obtener información actualizada sobre los

sistemas electrónicos (microcontroladores PIC, memoria, redes inalámbricas, transmisores

WiFi, entre otros) que serán utilizados en la implementación de rutinas de control, entre otros

de interés.

3.2- Población y Muestra

La población objeto de estudio de este trabajo está constituida por todos los lotes de

estacionamientos formales que ha establecido la Dirección de Planta Física de la Universidad

Simón Bolívar Sede “Sartenejas”, entre los cuales se encuentran el de Energética, Básico I,

MYS y Audiovisuales, entre otros.

La muestra elegida para la propuesta del diseño de un sistema electrónico de

automatización y control de acceso, por red inalámbrica, es el estacionamiento del Edificio de

Energética.

La muestra fue elegida en forma intencional, ya que dicho estacionamiento es el que

presentaba mayor dificultad en relación con el tema de acceso de los vehículos de la

comunidad universitaria de la Universidad Simón Bolívar.

3.3- Instrumento de Recolección de Datos

3.3.1- Encuesta

Consistió en un conjunto de interrogantes que se aplicaron a la muestra seleccionada.

Esta técnica buscó lograr la total colaboración por parte del encuestado y más espontaneidad

en sus respuestas y opiniones. (ver al final del capítulo el instrumento aplicado).

Entre las encuestas realizadas se mencionan datos como el número de entradas y

salidas, el sistema en desarrollo y otros.

3.3.2- Revisión Documental

La revisión se orientó a la búsqueda de información relevante en los manuales de

Normas y Procedimientos, los reportes y listados de estadísticas, así como los documentos

obtenidos de las consultas vía Internet.

3.4- Técnicas De Procesamiento y Análisis de los Datos

La técnica empleada para el procesamiento de los datos fue la estadística descriptiva,

por medio de la cual los resultados obtenidos fueron estudiados y convertidos en variables

susceptibles de cuantificar y calificar de acuerdo con el objeto de esta investigación.

A través del análisis de contenido, selección y resumen de los datos, toda la

información recopilada fue graficada en barras para poder observar fácilmente la tendencia de

los encuestados con relación al uso e implantación de sistemas electrónicos de automatización

y control de acceso, recogidos por medio de la encuesta aplicada.

Los resultados globales de la investigación, evidencian la tendencia de implementar un

equipo de control de acceso de fácil instalación y bajos costos, indicando que la propuesta de

este proyecto esta basada en el diseño de un sistema electrónico de automatización y control

de acceso aplicable al estacionamiento del departamento de Audiovisual de la Universidad

Simón Bolívar “Sartenejas”.

3.5.- Resultados

En esta sección se presentarán los resultados obtenidos de la aplicación de la encuesta

realizada tanto a usuarios como a empresas vinculadas a los sistemas de control de acceso de

estacionamientos. Se aplicaron 50 encuestas, distribuidas en 42 a los usuarios y 8 a empresas.

A continuación se mostrarán los resultados por cada ítem del instrumento aplicado,

para ello se expondrán los datos obtenidos y un diagrama de barras que ilustren la tendencia de

las respuestas obtenidas.

Pregunta Nº 1. En relación con la pregunta ¿Usted está de acuerdo con instalar un

sistema de control de acceso automatizado por red inalámbrica para los estacionamientos de la

USB?, las respuestas obtenidas se distribuyen de la siguiente forma.

Si -----100% No-----0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

SISTEMA ELECTRÓNICO DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE ACCESO

SiNo

Figura 15. Grado de Acuerdo con la Instalación de un Sistema de Control de Acceso

Tal como se puede apreciar en la Figura 15, el 100% de los encuestados respondieron

que si a la posibilidad de instalar sistemas de control de acceso automatizados por red

inalámbrica a los estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar.

Pregunta Nº 2. En el ítem ¿Seria rentable y una solución, instalar un sistema de control

de acceso por red inalámbrica a los estacionamientos de la USB?, la distribución de las

respuesta es como sigue.

Si -----80% No-----20%

Figura 16.

Rentabilidad de la Instalación de un Sistema de Control de Acceso Inalámbrico

0%

20%

40%

60%

80%

100%

SISTEMA ELECTRÓNICO DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE ACCESO

SiNo

En la segunda pregunta realizada en la encuesta, el 80% de los encuestados

respondieron que si seria rentable instalar sistemas de control de acceso por red inalámbrica a

estacionamientos de la USB, mientras que el 20% no estuvo de acuerdo con instalar estos

sistemas, tal como se puede apreciar en la figura 16.

Pregunta Nº 3. Con respecto a la pregunta ¿Considera que los sistemas de

automatización por red inalámbrica pueden ser fabricados en el país?, las respuestas obtenidas

se distribuyen de la siguiente manera.

Si -----100% No-----0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

SISTEMA ELECTRÓNICO DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE ACCESO

SiNo

Figura 17. Factibilidad de Construir Sistemas de Control de Acceso en el País

Con relación a la pregunta 3, se obtuvo un 100% como respuesta afirmativa, estando de

esta manera de acuerdos todos los encuestados, tal como se puede apreciar en la Figura 17,

conque los equipos de automatización y control de acceso sean fabricados en el país.

Pregunta Nº 4. En el ítem ¿Estaría de acuerdo con instalar este sistema a todos los

estacionamientos de la USB o solo a uno?, la distribución de las respuestas es como sigue.

A todos los estacionamientos -----100% Solo a uno -----0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

SISTEMA ELECTRÓNICO DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE

ACCESO

SiNo

Figura 18. Ámbito de Aplicabilidad de los Sistemas de Control de Acceso

En la Figur dos estuvieron de a 18, obtenemos como resultado que todas los encuesta

acuerdo al seleccionar la opción “Todos los Estacionamientos”, obteniendo así un 100%.

Pregunta Nº 5. En relación con la pregunta ¿Estaría usted de acuerdo con la

continuación del estudio de factibilidad para desarrollar un sistema de control de acceso con

tecnología local?, las respuestas obtenidas se distribuyen de la siguiente manera.

Pregunta Nº 5. En relación con la pregunta ¿Estaría usted de acuerdo con la

Figura 19. Grado de Acuerdo Para Continuar el Estudio, a su Desarrollo con Tecnología Local

de los

representaciones gráficas anteriores, que la mayoría de los

un proyecto de esta naturaleza.

continuación del estudio de factibilidad para desarrollar un sistema de control de acceso con

tecnología local?, las respuestas obtenidas se distribuyen de la siguiente manera.

Si -----100% No-----0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Y CONTROL DE ACCESOSISTEMA ELECTRÓNICO DE AUTOMATIZACIÓN

SiNo

En la Figura 19, se obtuvo un 100% como resultado positivo por parte

encuestados, al estar de acuerdo en su totalidad con la continuación del estudio de factibilidad

para desarrollar un sistema de control de acceso con tecnología local.

3.6.- Análisis de los Resultados

Según se observa en las

usuarios y de las empresas consultadas, consideraron factible el diseño de un sistema de

automatización y control de acceso por red inalámbrica, como el presentado en este trabajo

especial de grado. Esto promueve la factibilidad económica de la presente propuesta y la

convierte en una opción válida ante la oferta del mercado, ya que la mayoría de los

encuestados se pronuncian favorablemente ante el diseño, la instalación y puesta en marcha de

Finalmente los resultados globales de la aplicación de la encuesta, evidencian la

tendencia de implementar un equipo de control de acceso de fácil instalación y bajos costos.

Por lo que, tomando en cuenta este proyecto, está basada en el diseño de un sistema de

automatización y control de acceso por red inalámbrica, desarrollado con tecnología local y de

bajo costo, resulta favorable su aplicación al estacionamiento del Edificio de Energética de la

Universidad Simón Bolívar Sede de “Sartenejas”.

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

Decanatado de Estudios de Postgrado

Especialización Técnica en Telecomunicaciones

Encuesta

Introducción:

El presente instrumento pretende recoger información útil, dentro de un estudio que

busca analizar la factibilidad de implantar un sistema de control de acceso por red inalámbrica

a los estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar.

Es un instrumento anónimo de preguntas cerradas. Por favor marque con una X la

respuesta que le parezca más apropiada.

1) ¿Usted esta de acuerdo con instalar un sistema automatizado de control de acceso

por red inalámbrica para los estacionamientos de la USB? S/N.

Si ____ No ____

2) ¿Sería rentable y una solución, instalar un sistema de control de acceso por red

inalámbrica a los estacionamientos de la USB? S/N.

Si ____ No ____

3) ¿Considera que los sistemas de automatización por red inalámbrica pueden ser

fabricados en el país? S/N.

Si ____ No ____

4) ¿Estaría de acuerdo con instalar este sistema a todos los estacionamientos de la

USB o solo a uno?

a.- A todos los Estacionamientos.

b.- Solo a Uno.

5) ¿Estaría usted de acuerdo con la continuación del estudio de factibilidad para

desarrollar un sistema de control de acceso con tecnología local? S/N.

Si ____ No ____

Muchas Gracias por su Colaboración.

CAPÍTULO IV

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA PROPUESTO

4.1.- Resumen del Funcionamiento del Sistema Propuesto

El sistema de automatización y control de acceso por red inalámbrica será explicado

por partes, para luego obtener como resultado final la propuesta física de dicho sistema.

Este sistema se desglosará en cinco etapas de la siguiente manera:

1) La primera etapa del sistema es la entrada al estacionamiento conformado por

dos elementos, una lectora y una barrera de seguridad.

2) La segunda etapa contiene la parte de la transmisión por red inalámbrica

conformado por los transmisores y receptores Tx/Rx (1) y Tx/Rx (2).

3) La tercera etapa incluye las funciones de la sala de control de operaciones, la

cual esta compuesta por una computadora, un Tx/Rx (2) y un Tx/Rx (3) para

lograr el doble enlace entre la sala de control de operaciones y la sala master.

4) La cuarta etapa a presentar es la salida del estacionamiento, el cual esta

conformado por una lectora y una barrera de seguridad, igual que el primer

elemento.

5) La quinta y última etapa abarca el funcionamiento de la sala master y esta

conformado por un Tx/Rx (4) y las computadoras en conexión con la red de la

universidad, la sala master está enlazada con la sala de control de operaciones

y el sistema de lectoras y barras de seguridad (primer y quinto elemento del

sistema) a través de un doble enlace.

4.1.1.- Primera Etapa

Cuando hablamos del primer elemento nos referimos a la entrada del

estacionamiento en la cual será instalada una lectora de código de barras, esta lectora

leerá la información codificada en las barras y espacios del símbolo del código de barras

que se encontrara impreso en el carnet que tendrá cada uno de los usuarios que labore o

estudie en la Universidad Simón Bolívar. La lectora se instalará a una altura de un (1)

metro y a cincuenta (50) centímetros, aproximadamente, de separación del usuario al

momento que este quiera entrar al estacionamiento. Esta lectora será instalada dentro de

una caja de metal que la proteja del agua.

La información leída se enviará a un decodificador, de tipo microcontrolador PIC 16F84. La función del microcontrolador es comparar la información que recibe de la lectora, luego de leer el carnet, con la que se encuentra almacenada en la memoria del microcontrolador; una vez que se compruebe que ambas informaciones coinciden se le enviará un pulso o una señal eléctrica a una barrera de seguridad, que es un elemento de la primera etapa a fin de dar acceso al usuario. El modelo elegido de barrera de seguridad, para operar este sistema de acceso, de la barrera de seguridad es el G 4000 y el G 4001.

En la Figura 20, se puede apreciar la estructura física de la primera etapa que conforma

este sistema.

C A S E T A

ENTRADA

Figura 20. Entrada al Estacionamiento

4.1.2.- Segunda Etapa

Esta etapa abarca los aspectos correspondientes a la conexión y transmisión

inalámbrica. Para lograr tal acción se requiere de un Tx/Rx(1) el cual se instalará en la entrada

y salida del estacionamiento y de un Tx/Rx(2) en la sala de control de operaciones.

Estas antenas funcionarán como su propia palabra lo indica como Transmisores y

Receptores de una señal inalámbrica utilizando tecnología WiFi. El Tx y Rx (1) se instalarán

en la caseta de entrada y salida del estacionamiento a una altura entre los 5 y 8 metros

aproximadamente y a una distancia de la sala de operaciones de unos 100 metros,

aproximadamente. Esta tecnología permitirá una mayor y mejor respuesta de la transmisión

inalámbrica, ya que la antena es colocada a esa altura para evitar la transmisión sea

interrumpida por algún obstáculo o sea manipulada por cualquier persona no autorizada. La

información se transmitirá desde el Tx hasta el Rx, este último elemento se encontrará

instalado en la sala de control operaciones a la misma altura que el Tx para brindar una

transmisión más efectiva y minimizar cualquier tipo de fallas de señal.

La información será transmitida hasta la sala de control de operaciones en forma

inalámbrica, luego de que el Tx reciba la información proveniente del microcontrolador,

cuando esta complete su recorrido llegando a su punto medio (la sala de control de

operaciones), se almacenará en una computadora conectada a un transmisor WiFi y a su vez al

Rx, los cuales formaran parte de esta sala.

Es importante resaltar que al microcontrolador ira conectado un transmisor WiFi a

través de una conexión Puerto USB, esta conexión se realizará a partir de los pines números 9

y 10 donde se conecta una resistencia de 10k que luego va al pin 11 y que tiene, al mismo

tiempo, un circuito que al percibir un pulso en esa misma línea de recepción pasa por dos

resistencias, una de 2,4k y otra de 1k conectada a tierra, las cuales activan el transistor que

conduce corriente a través de un LED que indica la recepción de datos.

El circuito integrado MAX USB es un transmisor/receptor multicanal Puerto USB con

alimentación a la entrada de +5v y salida de +12v, lo cual lo hace muy práctico para diseños

con microcontroladores donde se tiene alimentación de entrada de +5v; además, este circuito

incluye en un sólo empaque dos parejas de transmisor y receptor cuyo tamaño del circuito es

de 16 pines.

En la Figura 21, muestra la asignación de cada pin del MAX USB

Figura 21. Asignación de cada pin del MAX USB

En la Figura 22, se presenta la estructura física de la segunda etapa.

MAXUSB

Sala de Operaciones

C A S E T A

TX/RX

RX/TX

COMPUTADOR

ENTRADA

S A L I D A

Figura 22. Ejemplo del enlace inalámbrico

Seguidamente podemos observar en la Figura 23, un modelo de antenas para

transmisión inalámbrica utilizando tecnología WiFi.

Figura 23. Modelo de Antenas para Transmisión Inalámbrica

4.1.3.- Tercera Etapa

La tercera etapa se resume en la sala de control de operaciones. Esta sala fue ubicada a

una distancia aproximadamente de 100 metros de la entrada y salida del estacionamiento de

Edificio de Energética.

La sala de control de operaciones la conforma una computadora ubicada en la parte

interior de la sala, donde se almacenará toda la información recibida del sistema principal, y

un Tx/Rx (2) ubicado en la parte exterior. Como se mencionó anteriormente esta antena se

instalará a una altura aproximada de 5 a 8 metros, de esta forma se evitará alguna falla de

señal y que sean manipulada por personal no autorizado, este Tx/Rx (2) se conectará a la

computadora a través de un transmisor WiFi.

En la Figura 24, se muestra como será el diseño y ubicación de la sala de control de

operaciones.

Sala de Operaciones

RX/TX

C

O

M

P

U

T

A

D

O

R

Figura 24. Sala de control de Operaciones

4.1.4.- Cuarta Etapa

Esta cuarta etapa se describe como la salida del estacionamiento. Esta fase es similar a

la primera ya que esta se encuentra conformada por una lectora de código de barras y una

barrera de seguridad.

Estos dispositivos electrónicos actúan de la misma manera que en la primera fase, lo

único que diferencia esta etapa de a la número uno es que la barrera de seguridad en vez de

permitirle la entrada al usuario al estacionamiento, esta le permitirá la salida del mismo tal

como se puede apreciar en la Figura 25.

C A S E T A

SALIDA

Figura 25. Salida del Estacionamiento

Es importante resaltar que la lectora es la caja pequeña de color arena y la barrera de

seguridad es la caja de color negro con la barra amarillo. Esto es similar a la figura 6.1 donde

se muestra la entrada al estacionamiento.

4.1.5.- Quinta Etapa

La quinta y última etapa recibe el nombre de sala master. Esta sala se encarga de hacer

un registro detallado de toda la información enviada de las salas de control de operaciones de

cada uno de los estacionamientos que se integrarán a este sistema.

Es importante resaltar que toda la información enviada por cada una de las salas de

operaciones se transmitirá a la sala master a través de un enlace inalámbrico utilizando una red

LAN con tecnología WiFi, lo que quiere decir que este sistema cuenta con un doble enlace los

cuales se desglosan de la siguiente manera:

El primer enlace se establece entra la entrada y salida de cada estacionamiento a las

distintas salas de control de operaciones.

El segundo enlace inalámbrico se realiza entre cada una de las salas de control de

operaciones hacia la sala master, logrando así comunicar todos los estacionamientos a la red

de la Universidad Simón Bolívar, de esta manera se puede llevar un mejor registro de todas las

operaciones que ejecute cada estacionamiento.

Es importante resaltar que los dos enlaces que fueron mencionados anteriormente

pueden ser reducidos a uno solo, esto se puede lograr colocando la sala de control de

operaciones en modo ah hoc con el microcontrolador y con la sal master, así con el mismo

moden de comunicación WiFi se comunicarían los tres.

No necesariamente se puede utilizar el doble enlace, todo esto dependerá de las

distancias que tenga cada estacionamiento a la red de la Universidad. Un ejemplo de sustituir

el doble enlace y economizar el factor costo es, a través de un cableado por tuberías que

partiría de la sala de control de operaciones al punto de conexión más cercano de la red de la

Universidad; otro seria colocar una antena en la terraza de un edificio la cual recibirá la

información enviada desde el estacionamiento y la transmitiría a la sala de control de

operaciones. Lo mencionado anteriormente tiene que ser muy bien estudiado y comprar cual

de las dos opciones con más factibles en ese caso.

La decisión de utilizar una red inalámbrica LAN para los dos enlace fue tomada, ya

que es una red que ofrece, como se describió en el capítulo dos, altas velocidades de

transmisión, sin las limitaciones que supone estar atado a una conexión por cables. El acceso

del usuario normalmente supera los 11 MB por segundo, de 30 a 100 veces más rápido que las

tecnologías de acceso telefónico de las redes WAN inalámbricas estándar. Además, los

avances en curso de estos estándares inalámbricos continúan aumentando el ancho de banda,

como lo es el estándar superg que llega actualmente hasta 108 Mbps.

La decisión de proponer la tecnología inalámbrica WiFi está fundamentada en la

capacidad de disfrutar la libertad de no estar conectado a un cable y utilizar las ventajas de uso

de un equipo portátil. La segunda razón es el bajo costo, los precios de esta tecnología están

bajando drásticamente, sobre todo en los dispositivos WiFi para el hogar que hace un año y

medio rondaban los 300 dólares y hoy en día pueden estar cercanos a los 50 dólares,

permitiendo la conexión de 12 a 50 usuarios aproximadamente.

Luego de analizada las necesidades de control de acceso planteada por la institución

objeto de estudio de esta propuesta e instaladas en cada estacionamiento que se necesite el

sistema automatizado de control e acceso propuesto, se tomará la decisión sobre la ubicación

definitiva de la sala master. Actualmente, un lugar recomendable para la ubicación de esta sala

sería el edificio de comunicaciones.

En la Figura 26 podemos observar un ejemplo de cómo será la sala master en el

edificio de comunicaciones de la Universidad Simón Bolívar.

SALA MASTER

RX/TX

C

O

M

P

U

TA

D

OR

Figura 26. Sala Master

Luego terminar la explicación de cada una de las etapas se puede proceder a juntar

cada una de ellas para obtener el resultado final del sistema, el cual se mostrará en la figura 6.5

denominada “Muestra piloto de la estructura del sistema de automatización y control de

acceso por red inalámbrica enfocada al estacionamiento del edificio Energética” el cual fue

tomado para el desarrollo de este sistema. Seguidamente se muestra en la Figura 27 el

diagrama circuital donde se puede apreciar como es la parte electrónica y de conexión del

sistema propuesto y por último se mostrara a través de un diagrama de flujo un resumen del

funcionamiento del sistema.

También podemos enriquecer esta propuesta presentada a la Universidad Simón

Bolívar implementándola a todos los estacionamientos, esto se puede lograr una vez que se

instale a cada uno de los estacionamientos el sistema y se construya la sala de control de

operaciones correspondiente, todos se podrán conectar entre sí a través de la sala master por

medio de una red inalámbrica LAN con tecnología WiFi. Todo esto traerá como ventajas y

beneficios para la Universidad las siguientes:

1) Este sistema podrá suministrar un registro diario, de hora y hasta segundo del

uso de cada uno de los estacionamientos de la Universidad.

2) Puede registrar y demostrar la hora en la cual cada estacionamiento se

encuentra copado en su totalidad, de esta forma el personal que labore en el

área de la sala master podrá realizar estudios de una segunda alternativa para

que los usuarios puedan estacionar sus vehículos.

3) Se podrá llevar un registro de cual es el tipo de usuario que más utiliza cada

estacionamiento, bien sea estudiante o personal que labore en la Universidad.

4) A corto plazo se le puede agregar al diseño un sistema de cobro mensual para

el mantenimiento de los estacionamientos y del sistema en general. Esto se

puede lograr mediante un procedimiento sencillo en el cual cada usuario se

dirija a una oficina habilitada para tal fin, a fin de que cancele la tarifa que le

resulte más conveniente. El período de tiempo cancelado se acreditará en su

carnet para que el usuario tenga acceso sin ningún problema a los distintos

estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar.

5) Tener pantallas de noticias de interés a la entrada de cada estacionamiento los

cuales podrá mantener informado a todos los usuarios de algunas noticias más

importantes del día.

6) La posibilidad de que la misma señal WiFi se pueda aprovechar para que un

personal con una PDA (una palm por ejemplo) pueda verificar desde afuera el

estatus del sistema y hasta realizar alguna labor de mantenimiento del mismo.

7) Estas instalaciones se convertirían en un hot spots, las cuales beneficiarían a la

comunidad Universitaria.

4.2.- Plano del Estacionamiento del Edificio de Energética

Figura 27. Plano Ampliado, Ubicación y Fotografías del Estacionamiento del Edificio de Energética

4.3.- Plano de Implantación de la Estructura del Sistema de Automatización y Control de Acceso por Red Inalámbrica Enfocado al Estacionamiento del Edificio de Energética

Sala de Operaciones

CASETA

TX/RX

RX/TX

C O M P U T A D O R

S A L I D A

Figura 28. Plano de Implantación del Sistema de Acceso al Estacionamiento del Edificio de Energética

S A L I D A

ENTRADA

4.4.- Plano Circuital del Sistema de Automatización y Control de Acceso por Red Inalámbrica

Figura 29. Plano circuital del Sistema de Control de Acceso por Red Inalámbrica

4.5.- Resumen del Funcionamiento del Sistema de Automatización y Control de Acceso por Red Inalámbrica a Través de un Diagrama de Flujo

Figura 30. Diagrama de Flujo del Funcionamiento del Sistema de Control de Acceso

El usuario pasa el carnet por la lectora de código de barras

Inicio

La lectora leera el código de barras del carnet y lo comparara con la información almacenada en el

microcontrolador

Una vez que se compare la información se activara la barrera permitiéndole el acceso o salida a los usuarios del

estacionamiento

La información será enviada a una sala de operaciones o punto de control la cual estará ubicada cerca de los

estacionamientos. Y de ahí pasara a la sala master a través de otro enlace inalámbrico.

Final

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1- Conclusiones

A medida que los requerimientos de seguridad se incrementan, por medio de oficinas,

comercios, empresas, instituciones, etc. Proporcionalmente crece la necesidad de contar con

sistemas electrónicos eficaces y eficientes que contribuyan a ejercer la logística de utilizar los

mecanismos de seguridad, uno de ellos es el control de acceso.

Para diseñar el sistema de automatización y control de acceso por red inalámbrica se

realizaron, cuestionarios, entrevistas y las observaciones, de donde se obtuvieron datos

característicos del sistema. Estos sistemas han sido creados y adaptados para cubrir

cabalmente con las premisas de seguridad que exigen las empresas modernas.

La finalidad de este proyecto de investigación fue diseñar un sistema de

automatización y control de acceso, basado (en la premisa) de que sin recurrir a una inversión

demasiado onerosa, se puede contar con un sistema sencillo de implementar, bajos costos y

alta efectividad, orientado a las necesidades y requerimientos específicos de una empresa o

institución en particular.

Luego del levantamiento de la información, esta se estructuró y diseñó un sistema de

automatización y control de acceso por red inalámbrica.

De la forma en que se manejen las políticas de seguridad y control de acceso,

dependerá en rendimiento y resultados de la implantación de los sistemas electrónicos de

automatización y control de acceso, pues estos son herramientas que facilitan el trabajo de

mantener las áreas resguardadas, pero no impide que los administradores y ejecutores de

dichas políticas, mantengan la actitud firme de hacerlas cumplir.

5.2- Recomendaciones

Se recomienda, de ser posible, la instalación de las lectoras en áreas protegidas de la

intemperie (por ejemplo una caja de metal).

Establecer un programa de mantenimiento preventivo periódico (cada seis meses

mínimo) para la revisión del funcionamiento integral de los dispositivos electrónicos

instalados.

Deben preverse sistemas de contingencia en caso de fallo del sistema electrónico, para

la apertura de la barra o baranda de seguridad.

Para enriquecer este trabajo se recomienda continuar el proyecto enriqueciéndolo con

la elaboración de la otra etapa restante.

Lograr implementar en todos los estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar el

sistema propuesto para que todos se puedan comunicar entre sin ningun problema, logrando

así mejor el control de acceso.

REFERENCIAS DOCUMENTALES

Textos

Balestrini, M. (1987). Procedimientos Técnicos de la Investigación Documental, Caracas, Editorial Panapo.

BOYLESTAD, R. y Nashelsky, L. Electrónica Teoría de Circuitos, 5ta Edición, Editorial Pretice-Hall Hispanoamerican, S.A., 1994.

NEAMEN, D. A. Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos, Tomo III, Editorial McGraw-Hill, 1990.

SEDRA, A. y Smith, K.C. Dispositivos Electrónicos y Ampliación de Señales, Editorial McGraw-Hill, 1990.

Manual Instructivo Para la Elaboración del Trabajo Especial de Grado, Instituto Universitario de Tecnología “Antonio José de Sucre”, Caracas, 2002.

Ley de Universidades con su Reglamento, 2Tomado de la Gaceta Oficial N° 1429”, Extraordinaria del 8 de septiembre de 1970 ((28.262) del 17 de Febrero de 1967.

Gran Diccionario Enciclopédico Visual, “PEV LATROS”, Ediciones

LTDA, Bogota Colombia, 1996.

Internet

www.Microchip.com

www.Paradox.com

www.Frino.Com.ar/micros.thm

www.google.com

Mailxmail.com

ANEXO A

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

Decanatado de Estudios de Postgrado

Especialización Técnica en Telecomunicaciones

Encuesta

Introducción:

El presente instrumento pretende recoger información útil, dentro de un estudio que

busca analizar la factibilidad de implantar un sistema de control de acceso por red inalámbrica

a los estacionamientos de la Universidad Simón Bolívar.

Es un instrumento anónimo de preguntas cerradas. Por favor marque con una X la

respuesta que le parezca más apropiada.

6) ¿Usted esta de acuerdo con instalar un sistema automatizado de control de acceso

por red inalámbrica para los estacionamientos de la USB? S/N.

Si ____ No ____

7) ¿Sería rentable y una solución, instalar un sistema de control de acceso por red

inalámbrica a los estacionamientos de la USB? S/N.

Si ____ No ____

8) ¿Considera que los sistemas de automatización por red inalámbrica pueden ser

fabricados en el país? S/N.

Si ____ No ____

9) ¿Estaría de acuerdo con instalar este sistema a todos los estacionamientos de la

USB o solo a uno?

a.- A todos los Estacionamientos.

b.- Solo a Uno.

10) ¿Estaría usted de acuerdo con la continuación del estudio de factibilidad para

desarrollar un sistema de control de acceso con tecnología local? S/N.

Si ____ No ____

Muchas Gracias por su Colaboración.

ANEXO B

Plano del Campus de la Universidad Simón Bolívar

Estacionamientos del Edificio de Básico I de la Universidad Simón Bolívar

Estacionamiento de los Laboratorios de Electrónica y Mecánica de la Universidad Simón Bolívar

Estacionamiento del Edificio de Audiovisuales de la Universidad Simón Bolívar

Plano de la Conexión del MAX USB con el Microcontrolador PIC16F84

PIC16F84

MAXUSB