TESIS RFID
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1. INTRODUCCIÓN.
El presente proyecto está dirigido a realizar un estudio y desarrollo, aplicando
algunas de las posibilidades que nos brinda la tecnología electrónica en el área de
comunicaciones por radio frecuencia y control a través de circuitos programables,
para dar una solución general al problema planteado.
La Identificación por Radiofrecuencia, es una tecnología que se utiliza para
identificar un elemento, seguir su ruta de movimiento y calcular distancias gracias
a una etiqueta especial que emite ondas de radio, la cual se adjunta o se
encuentra incorporada al objeto. La tecnología RFID (Identificación por
Radiofrecuencia) permite la lectura de etiquetas incluso cuando éstas no se
encuentran en una línea visual directa con el lector y puede además penetrar
algunas superficies de materiales como pintura, nieve, agua, etc.
La empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS (AVMS), tiene un gran
crecimiento en el mercado, ofertando servicios especializados en el alquiler e
Instalación de equipos audiovisuales y Servicios Integrales, para todo tipo de
acontecimientos sociales. Este suceso obligo a la empresa a adquirir una mayor
cantidad de equipos de audio, equipos de luces, equipos de visión multimedia,
estructuras metálicas, tarimas, etc.
El sistema actual empleado para el control de inventario de sus equipos, lo realiza
una persona para llenar de forma manuscrita y detallada, la salida y el ingreso de
los equipos que se encuentran en sus depósitos, este método conforme va
creciendo la empresa se va volviendo obsoleta para el control de su inventario de
equipos.
Ante esta problemática que está cursando la empresa toma la decisión de cambiar
el sistema actual por una de mayor eficiencia y con aplicación de tecnología
actual, para reemplazar el sistema actualmente empleado. Buscando el posible
reemplazo del sistema actual, realizaron una investigación sobre la tecnología
actual existente en el mercado para aplicarlo en el control de inventarios de sus
equipos.
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2. ANTECEDENTES.
En la actualidad, la tecnología más extendida para la identificación de objetos es la
de los códigos de barras. Sin embargo, éstos presentan algunas desventajas,
como la escasa cantidad de datos que pueden almacenar y la imposibilidad de ser
reprogramados. La mejora ideada constituyó el origen de la tecnología RFID;
consistía en usar chips de silicio que pudieran transferir los datos que
almacenaban al lector sin contacto físico, de forma equivalente a los lectores de
infrarrojos utilizados para leer los códigos de barras.
RFID (siglas en ingles de Radio Frequency IDentification, y en español identificación por radiofrecuencia) es la tecnología que está teniendo un gran crecimiento en los últimos años, y está reemplazando al sistema tradicional del código de barras, a pesar de este gran avance en la tecnología, no reemplazara a otras tecnologías de identificación automática como Reconocimiento óptico de caracteres, Identificación por carta óptica; ya que cada uno de estos sistemas tiene sus ventajas y desventajas ante la tecnología RFID.
La tecnología RFID se ha visto como el sucesor directo del tradicional sistema de
código de barras, porque ofrece más ventajas sobre esta tecnología, como ser:
Una etiqueta RFID no necesita tener línea de vista con el lector.
El código de barras requiere de un recurso humano para ser leído.
El código de barras, depende de las condiciones en que se encuentre su
etiqueta, porque esto puede dificultar la lectura, ocasionando errores y
pérdida de tiempo.
Una etiqueta RFID es bastante complicada de clonar en comparación a un
código de barras, que puede ser copiada fácilmente por el medio de una
fotocopia.
Un código de barras no puede ser modificado, una vez que se ha impreso,
se usa solo de lectura. En cambio, los tags de RFID tienen la capacidad de
lectura/escritura, debido a que cuentan con una memoria direccional que
puede ser modificada varias veces durante su periodo de vida útil.
El código de barras solo puede identificar un producto a la vez, a diferencia
de la tecnología RFID que puede realizar múltiples lecturas simultaneas.
una etiqueta de RFID tiene una mayor durabilidad y un menor desgaste.
Se conoce que el primer dispositivo conocido o similar a la tecnología RFID pudo
haber sido una herramienta de espionaje inventada por Léon Theremin para el
gobierno soviético en 1945. El dispositivo de Theremin era un dispositivo de
escucha secreto pasivo, no una etiqueta de identificación, por lo que esta
aplicación es dudosa. Según algunas fuentes, la tecnología usada en RFID habría
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existido desde comienzos de los años 1920, desarrollada por el MIT y usada
extensivamente por los británicos en la Segunda Guerra Mundial (fuente que
establece que los sistemas RFID han existido desde finales de los años 1960 y
que sólo recientemente se había popularizado gracias a las reducciones de
costos).
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
El actual sistema empleado por la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS, para el control y registro de equipos, acceso a los almacenes y
preservación de sus activos presenta deficiencias ante el crecimiento que tuvo la
empresa en los últimos años y esto provoca perdida, deterioro de activos y
demora en el proceso de despacho y recepción de equipos.
3.1 Identificación del problema.
Deficiencia en el actual control de inventarios.
Demora en el despacho y recepción de equipos.
Deficiencia en el control del personal que ingresa a los almacenes.
Ambiente no adecuado para el almacenamiento de activos.
3.2 Formulación del problema.
Los ineficientes procesos de control de inventarios, del personal y la preservación
de activos como equipos y otros bines de la empresa, provocan pérdida de tiempo
y dinero en la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
3.3 Análisis de causa-efecto.
TABLA Nº1: Análisis de causa-efecto
Causa Efecto
Ineficientes procesos de control de inventarios, del personal y la preservación de activos como equipos y otros bines de la empresa.
Pérdida de tiempo y dinero en la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Fuente: Elaboración propia.
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4. OBJETIVOS.
4.1 Objetivo general.
Diseñar un sistema autómata, para la gestión de control de acceso del personal,
registro y preservación de equipos y bienes, basado en la aplicación de tecnología
RFID y microcontroladores, de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS, para reducir tiempo, perdida y deterioro de equipos y bienes de la
empresa.
4.2 Objetivos específicos.
Analizar el procedimiento actual empleado, que realiza el control de ingreso
a los almacenes, registro y preservación de activos en los almacenes de la
empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Elaborar un procedimiento alternativo, aplicando tecnología RFID y
microcontroladores, que realice el control de ingreso a los almacenes,
registro y preservación de activos en los almacenes de la empresa AUDIO
VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Diseñar un módulo de control, para la apertura de puertas de los almacenes
de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS, empleando
tecnología RFID y microcontroladores.
Diseñar un módulo de sincronización entre el lector RFID y el sistema.
Diseñar una base de datos capaz de almacenar el registro de todos los
equipos de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Diseñar un módulo de preservación, que genere un ambiente adecuado
para el almacenamiento de equipos.
4.3 Objetivos específicos y acciones.
Tabla Nº 2: Objetivos específicos y acciones.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES
Analizar el procedimiento actual empleado, que realiza el control de ingreso a los almacenes, registro y preservación de activos en los almacenes de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Realizar un estudio del actual procedimiento, de control de ingreso a los almacenes, registro y preservación de activos de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Elaborar un diagrama de flujo del proceso actual empleado por la empresa.
Identificar deficiencias del proceso actual empleado por la empresa.
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Elaborar un procedimiento alternativo, aplicando tecnología RFID y microcontroladores, que realice el control de ingreso a los almacenes, registro y preservación de activos en los almacenes de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Recolectar información de la tecnología RFID.
Recolectar información de la tecnología microcontroladores.
Elaborar un diagrama esquemático, que incluya tecnología RFID y microcontroladores, el cual represente el nuevo procedimiento alternativo.
Diseñar un módulo de control, para la apertura de puertas de los almacenes de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS, empleando tecnología RFID y microcontroladores.
Seleccionar dispositivos RFID que se van emplear en el módulo de control.
Seleccionar microcontrolador que se van emplear en el módulo de control.
Elaborar un diagrama de bloques para el diseño del módulo de control.
Elaborar un diagrama del circuito de control.
Programar aplicaciones de escritorio.
Programar el microcontrolador.
Diseñar un módulo de sincronización entre el lector RFID y el sistema.
Determinar el tipo de comunicación para la sincronización.
Realizar pruebas de sincronización. Programar el enlace de sincronización.
Establecer comunicación entre módulos externos y la CPU.
Diseñar una base de datos capaz de almacenar el registro de todos los equipos de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Identificar elementos del diagrama de flujo propuesto, que pueden constituirse en tuplas.
Seleccionar el sistema gestor de base de datos a emplear.
Elaborar base de datos.
Diseñar un módulo de preservación, que genere un ambiente adecuado para el almacenamiento de equipos.
Seleccionar sensor de humedad.
Elaborar diagrama de circuito.
Programar microcontrolador.
Fuente: Elaboración propia.
5. JUSTIFICACIÓN.
La tecnología RFID actualmente está siendo bastante utilizada en las distintas
áreas de trabajo, dándole diferentes aplicaciones, esto permite que exista un
mayor uso por parte de la sociedad de los equipos electrónicos aplicado a nuestro
diario vivir, brindándonos una gran ayuda en las labores de automatización,
comunicación, seguridad, etc.
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5.1 Justificación temática.
El sistema basado en la tecnología RFID y microcontroladores, lo que lograra es
automatizar el sistema actual empleado, que realiza el control de acceso del
personal, registro y preservación de equipos y bienes, de la empresa AUDIO
VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS, conociendo y utilizando los protocolos y la
normalización correcta del envió de información.
5.2 Justificación económica.
La tecnología RFID actualmente está siendo bastante utilizada en las distintas
áreas de trabajo, dándole diferentes aplicaciones, y gracias a su amplio uso, la
gran demanda de esta tecnología hace que baje de precio cada año.
Uno de los objetivos de la tecnología RFID es llegar a un precio económico
accesible, tanto así que pueda reemplazar de forma directa al tradicional sistema
de código de barras, mostrándonos así mismo que este sistema puede llegar a ser
sumamente accesible y aplicable.
6. ALCANCE.
6.1 Alcance temático.
Según las necesidades del proyecto, se llegara a abarcar varios temas aprendidos
durante las gestiones anteriores en la carrera. Basándonos en el siguiente
contenido de materias.
Campos Electromagnéticos. Líneas de Transmisión y Antenas. Señales y Sistemas. Redes de Comunicación. Sistemas de Microprocesadores II.
Telecomunicaciones. Preparación y Evaluación de
Proyectos. Conmutación Digital. Y otras materias abarcadas
6.2 Alcance geográfico.
El presente proyecto tendrá un alcance en las instalaciones de la empresa AUDIO
VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS ubicada en la calle Lanza esquina Salamanca
Cochabamba Bolivia, así mismo pudiendo expandirse a sus diferentes sucursales
en el país.
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6.3 Alcance temporal.
El presente proyecto se llevara a cabo en la gestión 2014.
7. HIPÓTESIS.
El diseño de un sistema autómata, de gestión de control de acceso del personal,
registro y preservación de equipos y bienes, basado en la aplicación de tecnología
RFID y microcontroladores, permitirá a la empresa, reducir el tiempo de despacho
y recepción de equipos, disminuir los riesgos de daño causados por la humedad,
y reducir el porcentaje de pérdida de activos de la empresa AUDIO VISUAL
MULTIMEDIA SYSTEMS.
7.1 Formulación de la hipótesis.
Un sistema autómata, de gestión de control de acceso del personal, registro y
preservación de equipos y bienes, basado en la aplicación de tecnología RFID y
microcontroladores, permitirá reducir el tiempo y los riesgos de daño o pérdida de
activos de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
7.2 Identificación de variables.
Variable dependiente:
Un sistema autómata, de gestión de control de acceso del personal, registro
y preservación de equipos y bienes, basado en la aplicación de tecnología
RFID y microcontroladores.
Variable independiente:
Tiempo en control de ingreso y salida de equipos.
Riesgo de pérdida y daño de activos.
7.3 Definición conceptual.
Un sistema autómata de gestión de control de registro de equipos y de
personal basado en tecnología RFID y microcontrolador. Se refiere a un
método de gestionar el inventario de la empresa, aplicando tecnología
electrónica.
Tiempo, se refiere al tiempo invertido en el control de ingreso y salida de
equipamiento de las dependencias.
Riesgo de pérdida de activos, se refiere al control de estado de ingreso
físico de ingreso y salida de equipamiento.
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7.4 Operativización de variables.
Tabla Nº 3: Operativización de variables.
Variable Dimensión Indicador
Variable Dependiente: Un sistema autómata de gestión de control de registro de equipos y de personal basado en tecnología RFID y microcontrolador.
Control de registro de
ingreso y salida de equipos y personal.
Ventajas sobre el
procedimiento actual
Variable Independiente: Tiempo de control en ingreso y salida. Riesgo de pérdida
Tiempo
Nivel de riesgo
Minutos
Matriz de riesgos
Fuente: Elaboración propia.
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8. MATRIZ DE CONSISTENCIA.
Figura Nº 1: Matriz de Consistencia.
PROBLEMA OBJETIVO HIPÓTESIS
Fuente: Elaboración propia.
DISEÑO DE AUTOMATIZACIÓN PARA EL SISTEMA DE
CONTROL DE INVENTARIOS, ACCESO A LOS ALMACENES
Y ADECUACIÓN DEL AMBIENTE DE ALMACENAMIENTO EN
LA EMPRESA AVMS, APLICANDO TECNOLOGÍA RFID.
Los ineficientes
procesos de control
de inventarios, del
personal y la
preservación de
activos como
equipos y otros
bines de la empresa
AVMS.
Pérdida de tiempo y
dinero en la empresa
AVMS.
PROVOCA
Diseñar un sistema
autómata, para la
gestión de control de
acceso del personal,
registro y preservación
de equipos y bienes,
basado en la aplicación
de tecnología RFID y
microcontroladores, de
la empresa AVMS.
Reducir tiempo,
perdida y
deterioro de
equipos y bienes
de la
empresa.AVMS.
PARA
Un sistema autómata,
de gestión de control
de acceso del
personal, registro y
preservación de
equipos y bienes,
basado en la aplicación
de tecnología RFID y
microcontroladores.
Reducir el tiempo y los
riesgos de daño o
pérdida de activos de
la empresa AVMS.
PERMITIRÁ
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9. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA.
9.1 Contenido temático.
Tabla Nº 4: Contenido temático.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES TEMA TEÓRICO
Analizar el procedimiento actual empleado, que realiza
el control de ingreso a los almacenes, registro y
preservación de activos en los almacenes de la empresa
AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
Realizar un estudio del actual procedimiento, de control de ingreso a los almacenes, registro y
preservación de activos de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
La recopilación de datos.
Técnicas de estudio y comprensión.
Elaborar un diagrama de flujo del proceso actual
empleado por la empresa.
Uso de diagramas de flujo.
Identificar deficiencias del proceso actual empleado
por la empresa.
Análisis de la Información.
Elaborar un procedimiento
alternativo, aplicando tecnología RFID y
microcontroladores, que realice el control de ingreso a
los almacenes, registro y preservación de activos en
los almacenes de la empresa AUDIO VISUAL
MULTIMEDIA SYSTEMS.
Recolectar información de la tecnología RFID.
La recopilación de datos.
Recolectar información de la tecnología
microcontroladores.
La recopilación de datos.
Elaborar un diagrama esquemático, que incluya
tecnología RFID y microcontroladores, el cual
represente el nuevo procedimiento alternativo.
Diagrama representativo.
Diseñar un módulo de control, para la apertura de
puertas de los almacenes de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS,
empleando tecnología RFID y microcontroladores.
Seleccionar dispositivos RFID que se van emplear en el módulo de control.
Selección de materiales.
Seleccionar microcontrolador que se van
emplear en el módulo de control.
Selección de materiales.
Elaborar un diagrama de bloques para el diseño del
módulo de control.
Uso de diagramas de flujo.
Elaborar un diagrama del circuito de control.
Uso de diagramas de flujo.
Programar aplicaciones de escritorio.
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Programar el microcontrolador.
Programación de microcontroladores.
Diseñar un módulo de
sincronización entre el lector RFID y el sistema.
Determinar el tipo de comunicación para la
sincronización.
Comunicación de datos sincronizados.
Realizar pruebas de sincronización.
Pruebas de laboratorio.
Programar el enlace de sincronización.
Comunicación de datos sincronizados.
Establecer comunicación entre módulos externos y la
CPU.
Programación del puerto RS 232.
Diseñar una base de datos
capaz de almacenar el registro de todos los equipos
de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS.
Identificar elementos del diagrama de flujo
propuesto, que pueden constituirse en tuplas.
Seleccionar el sistema gestor de base de datos a
emplear.
Elaborar base de datos. Programación en Visual Basic.
Diseñar un módulo de preservación, que genere un ambiente adecuado para el
almacenamiento de equipos.
Seleccionar sensor de humedad.
Selección de materiales.
Elaborar diagrama de circuito.
Diagrama en bloques.
Programar microcontrolador.
Programación de microcontroladores.
Fuente: Elaboración propia.
9.2 Desarrollo de la fundamentación teórica.
9.2.1 La tecnología de auto identificación.
Entre las tecnologías de auto identificación más aplicadas a la vida cotidiana se
tienen las tarjetas magnéticas, lectores biométricos, los códigos de barras (sus
diferentes modelos) y RFID (Radio Frecuency Identification). Muy seguramente, si
usted tiene pensado implementar un sistema de auto identificación en su
empresa, se verá en la obligación de seleccionar una tecnología.
La pregunta sería ¿Cuál tecnología implementar? La respuesta a este
interrogante es ¡depende! Si, depende de las características del sistema o
producto que desea auto identificar. Todas las tecnologías existentes en la
actualidad presenta ventajas y desventajas que podrían potenciarlas en una
aplicación y hacerlas inviables en otra. Por ejemplo, si deseamos implementar un
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sistema de auto identificación para la entrada de estudiantes y personal docente o
administrativo en las porterías de la universidad del Quindío; el sistema deberá
soportar un flujo elevado de personas (esto descartaría un sistema biométrico ya
que lo haría lento), esto nos dejaría con la opción de implementar una sistema de
tarjetas magnéticas, códigos de barra o RFID. El siguiente parámetro a evaluar
serían los costos? Cual modelo me resultaría más económico pero sin detrimento
de la funcionalidad?. En conclusión, cada herramienta se deberá evaluar ante los
requerimientos y restricciones del sistema y así poder tomar la decisión más
adecuada al problema propuesto.
9.2.2 La tecnología RFID.
RFID (Identificación por radio frecuencia), los sistemas de identificación por
radiofrecuencia (RFID) están conformados por un dispositivo lector (Reader), un
sistema de cómputo, una antena y un Tag o Transponder en el que se almacena
la información o código. La tecnología RFID existe desde los años 40 y se ha
utilizado en una amplia gama de aplicaciones como son las casetas de peaje, los
sistemas de control de acceso, sistemas agrícolas y en las tarjetas electrónicas.
En los últimos años, la tecnología se ha masificado motivada por el creciente
interés de las cadenas de autoservicio y demás tiendas por departamentos.
9.2.2.1 Análisis del sistema RFID:
Capacidad de lectura: el sistema está diseñado para realizar múltiples
lecturas en forma simultánea. La cantidad y complejidad de las lecturas
depende del modelo utilizado y de la tecnología disponible.
Distancia de lectura: las distancias de lectura oscilan entre 1metro y 10
metros. No es necesario un contacto directo entre el Tag y el lector.
Interferencia: el sistema no es susceptible a la presencia de suciedades. Solo
podrá ser afectada en algunos casos por interferencia electromagnética.
Ciclo de vida y modificación de datos: dependiendo de la tecnología
empleada en los Tags (activos o pasivos). El sistema es modificable o
reprogramable y su ciclo de vida es alto.
Costo: los lectores y la infraestructura de análisis de datos son de fácil
consecución pero el costo de implementación en relativamente alto. Los
precios de los Tags varían conforme a las características deseadas. Por
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ejemplo, en caso de requerir una comunicación bidireccional entre los lectores
y los transponder (Tags), el costo se incrementaría significativamente.
Capacidad de almacenamiento: Existe una amplia variedad en los Tags y así
mismo un amplio rango de capacidades de almacenamiento. El sistema podría
almacenar grandes volúmenes de datos.
Seguridad de los datos: la tecnología empleada en la fabricación de los Tags
no posibilita su fácil duplicación. Cada usuario tiene un código único, no es
posible tener usuarios duplicados en el sistema.
9.2.3 Los microcontroladores.
Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que
incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador.
Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes:
Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso). Memoria RAM para Contener los
datos. Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM. Líneas de E/S para
comunicarse con el exterior. Diversos módulos para el control de periféricos
(temporizadores, Puertas Serie y Paralelo, CAD: Conversores Analógico/Digital,
CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.). Generador de impulsos de reloj que
sincronizan el funcionamiento de todo el sistema. Los productos que para su
regulación incorporan un microcontrolador disponen de las siguientes ventajas:
Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento
representa una mejora considerable en el mismo. Aumento de la fiabilidad: al
reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el
riesgo de averías y se precisan menos ajustes. Reducción del tamaño en el
producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el
volumen, la mano de obra y los stocks. Mayor flexibilidad: las características de
control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el
programa de instrucciones. El microcontrolador es en definitiva un circuito
integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su
reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que
gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado
(embedded controller).
9.2.4 Los microcontroladores PIC.
El nombre verdadero de este microcontrolador es PICmicro (Peripheral Interface Controller), conocido bajo el nombre PIC. Su primer antecesor fue creado en 1975 por la compañía General Instruments. Este chip denominado PIC1650 fue
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diseñado para propósitos completamente diferentes. Diez años más tarde, al añadir una memoria EEPROM, este circuito se convirtió en un verdadero microcontrolador PIC. Hace unos pocos años la compañía Microchip Technology fabricó la 5 billonésima muestra.
9.2.4.1 Las tres gamas de los microcontroladores PIC.
Gama baja: La gama baja de los PIC encuadra nueve modelos fundamentales en la actualidad, cuyas principales características aparecen en las anteriores tablas. La memoria de programa puede contener 512, 1 k. y 2 k palabras de 12 bits, y ser de tipo ROM, EPROM. También hay modelos con memoria OTP, que sólo puede ser grabada una vez por el usuario. La memoria de datos puede tener una capacidad comprendida entre 25 y 73 bytes. Sólo disponen de un temporizador (TMR0), un repertorio de 33 instrucciones y un número de patitas para soportar las E/S comprendido entre 12 y 20. El voltaje de alimentación admite un valor muy flexible comprendido entre 2 y 6,25 V, lo cual posibilita el funcionamiento mediante pilas corrientes teniendo en cuenta su bajo consumo (menos de 2 mA a 5 V y 4 MHz). Al igual que todos los miembros de la familia PIC16/17, los componentes de la gama baja se caracterizan por poseer los siguientes recursos. 1. Sistema por (POWER ON RESET) todos los PIC tienen la facultad de generar una autor inicialización o auto reset al conectarles la alimentación. 2. Perro guardián (Watchdog), existe un temporizador que produce un reset automáticamente si no es recargado antes que pase un tiempo prefijado. Así se evita que! sistema quede "colgado" dado en esa situación el programa no recarga dicho temporizador y se genera un reset. 3. Código de protección, cuando se procede a realizar la grabación del programa, puede protegerse para evitar su lectura. También disponen, los PIC de posiciones reservadas para registrar números de serie, códigos de identificación, prueba, etc. 4. Líneas de E/S de alta corriente de los PIC pueden proporcionar o absorber una corriente de salida comprendida entre 20 y 25 mA, capaz de excitar directamente ciertos periféricos. 5. Modo de reposo (bajo consumo o SLEEP), ejecutando una instrucción (SLEEP), el CPU y el oscilador principal se detienen y se reduce notablemente el consumo. Para terminar el comentario introductorio sobre los componentes de la gama baja conviene nombrar dos restricciones importantes.
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1ª) La pila o "stack" sólo dispone de dos niveles lo que supone no poder encadenar más de dos subrutinas. 2ª) Los microcontroladores de la gama baja no admiten interrupciones.
La gama media: En esta gama sus componentes añaden nuevas prestaciones a las que poseían los de la gama baja, haciéndoles más adecuados en las aplicaciones complejas. Admiten interrupciones, poseen comparadores de magnitudes analógicas, convertidores A/D, puertos serie y diversos temporizadores. Algunos modelos disponen de una memoria de instrucciones del tipo OTP ("One Time Programable"), que sólo la puede grabar una vez el usuario y que resulta mucho más económica en la implementación de prototipos y pequeñas series. Hay modelos de esta gama que disponen de una memoria de instrucciones tipo EEPROM, que, al ser borrables eléctricamente, son mucho más fáciles de reprogramar que las EPROM, que tienen que ser sometidas a rayos ultravioleta durante un tiempo determinado para realizar dicha operación. Comercialmente el fabricante ofrece cuatro versiones de microcontroladores en prácticamente todas las gamas. 1ª. Versión EPROM borrable con rayos ultravioleta. La cápsula dispone de una ventana de cristal en su superficie para permitir el borrado de la memoria de programa al someterla durante unos minutos a rayos ultravioleta procedentes de lámparas fluorescentes especiales. 2ª. Versión OTP. "Programable una sola vez". Son similares a la versión anterior, pero sin ventana y sin la posibilidad de borrar lo que se graba. 3ª. Versión QTP. Es el propio fabricante el que se encarga de grabar el código en todos los chips que configuran pedidos medianos y grandes. 4ª. Versión SQTP. El fabricante solo graba unas pocas posiciones de código para labores de identificación, número de serie, palabra clave, checksum, etc. El temporizador TMR1 que hay en esta gama tiene un circuito oscilador que puede trabajar asíncronamente y que puede incrementarse aunque el microcontrolador se halle en el modo de reposo ("sleep"), posibilitando la implementación de un reloj en tiempo real. Las líneas de E/S del puerto B presentan una carga "pull-up" activada por software.
La gama alta: Los dispositivos PIC18FXXXX responden a microcontroladores de arquitectura abierta pudiéndose expansionar en el exterior al poder sacar los buses de datos, direcciones y control. Así se pueden configurar sistemas similares a los que utilizan los microprocesadores convencionales, siendo capaces de ampliar la configuración interna del PIC añadiendo nuevos
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dispositivos de memoria y de E/S externas. Esta facultad obliga a estos componentes a tener un elevado número de patitas comprendido entre 40 y 44. Admiten interrupciones, poseen puerto serie, varios temporizadores y mayores capacidades de memoria, que alcanza los 8k palabras en la memoria de instrucciones y 454 bytes en la memoria de datos.
9.2.5 Microsoft Access.
Es un sistema de gestión de bases de datos incluido en el paquete de programas de Microsoft Office. Es igualmente un gestor de datos que recopila información relativa a un asunto o propósito particular, como el seguimiento de pedidos de clientes o el mantenimiento de una colección de música. Access es un completo y demandado programa informático en entornos de empresa, que permite la creación y gestión de bases de datos, así como su modificación, control y mantenimiento.
9.2.5.1 Características.
Es una solución para manejar grandes volúmenes de datos usando el motor Microsoft Jet Database Engine, y luego filtrar esos datos con las herramientas consultas e informes. Una base de datos puede ser exportada como una app semi-independiente con extensión .mde1 para ver y filtrar los datos, pero dejando los datos de sólo lectura evitando modificación accidental.
9.2.5.2 Clases de Objetos.
Tablas: Es el componente más básico de la base de datos, las tablas proveen información que puede ser de diversas fuentes, como Excel y archivos de texto, y crear relaciones entre sí.
Consultas: Las consultas son preguntas que un usuario hace a la base de datos. Con ellas puede obtener información de varias tablas y con la estructura que más le interese. Además, las consultas pueden archivarse de forma que la próxima vez que se quiera hacer la misma pregunta no tendrá que volver a plantearla, será suficiente con llamar a la consulta previamente creada. La importancia de las consultas es enorme, de hecho casi toda la potencia de Access es para las consultas3 . Las consultas se puede realizar usando comandos SQL, algunas consultas sólo se puede hacer por este método (cómo consultas UNION).
Formularios: Los formularios son un mecanismo que facilita enormemente manejo con tablas, principalmente a la hora de mostrar, introducir y modificar datos. Un uso adecuado de éstos redunda bastante en el nivel de manejabilidad de una aplicación o de un sistema de información desarrollado con Access.
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Informes: Los informes presentan la información con aspecto profesional a la hora de imprimir datos.
Páginas: Una página de acceso a datos es una página Web que se puede utilizar para agregar, modificar, ver o manipular datos actuales en una base de datos de Microsoft Access o de SQL Server. Se pueden crear páginas que se utilizarán para consultar y modificar datos, igual que los formularios.
Macros: Las macros son un mecanismo de automatización de Microsoft Access. Utilizando éstas es posible automatizar tareas repetitivas eliminando la posibilidad de introducir errores de operación y liberando tiempo para emplearlo en otras actividades (Nivel Avanzado).
Módulos: Los módulos son objetos donde se almacena código escrito en lenguaje de programación (Nivel Avanzado).
9.2.6 Visual Basic.
Visual Basic es un lenguaje de programación dirigido por eventos, desarrollado por
Alan Cooper para Microsoft. Este lenguaje de programación es un dialecto de
BASIC, con importantes agregados. Su primera versión fue presentada en 1991,
con la intención de simplificar la programación utilizando un ambiente de
desarrollo completamente gráfico que facilitara la creación de interfaces gráficas y,
en cierta medida, también la programación misma.
9.2.6.1 Características.
Los compiladores de Visual Basic generan código que requiere una o más librerías de enlace dinámico para que funcione, conocidas comúnmente como DLL (sigla en inglés de dynamic-link library); en algunos casos reside en el archivo llamado MSVBVMxy.DLL (siglas de "MicroSoft Visual Basic Virtual Machine x.y", donde x.y es la versión) y en otros en VBRUNXXX.DLL ("Visual Basic Runtime X.XX"). Estas bibliotecas DLL proveen las funciones básicas implementadas en el lenguaje, conteniendo rutinas en código ejecutable que son cargadas bajo demanda en tiempo de ejecución. Además de las esenciales, existe un gran número de bibliotecas del tipo DLL con variedad de funciones, tales como las que facilitan el acceso a la mayoría de las funciones del sistema operativo o las que proveen medios para la integración con otras aplicaciones.
Dentro del mismo Entorno de desarrollo integrado (IDE) de Visual Basic se puede ejecutar el programa que esté desarrollándose, es decir en modo intérprete (en realidad pseudo-compila el programa muy rápidamente y luego lo ejecuta, simulando la función de un intérprete puro). Desde ese entorno también se puede generar el archivo en código ejecutable (exe); ese programa así generado en disco puede luego ser ejecutado sin requerir del ambiente de programación
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(incluso en modo stand alone), aunque sí será necesario que las librerías DLL requeridas por la aplicación desarrollada se encuentren también instaladas en el sistema para posibilitar su ejecución.
El propio Visual Basic provee soporte para empaquetado y distribución; es decir, permite generar un módulo instalador que contiene al programa ejecutable y las bibliotecas DLL necesarias para su ejecución. Con ese módulo la aplicación desarrollada se distribuye y puede ser instalada en cualquier equipo (que tenga un sistema operativo compatible).
Así como bibliotecas DLL, hay numerosas aplicaciones desarrolladas por terceros que permiten disponer de variadas y múltiples funciones, incluso mejoras para el propio Visual Basic; las hay también para el empaquetado y distribución, y hasta para otorgar mayor funcionalidad al entorno de programación (IDE).
9.2.7 Sensores y actuadores.
9.2.7.1 Sensores.
El sensor es un transductor de la información que le llega del exterior en un impulso eléctrico, normalmente digital (pasa o no pasa corriente), que puede ser analizado y procesado por la unidad de control del sistema.
Tipos de Sensores. Existen diferentes tipos de sensores, en función del tipo de variable que tengan que medir o detectar:
De contacto.
Ópticos.
Térmicos.
De humedad.
Magnéticos.
De infrarrojos.
Sensores de Humedad.
Se basan en que el agua no es un material aislante como el aire sino que tiene una conductividad eléctrica; por esa razón el Reglamento de Baja Tensión prohíbe la presencia de tomas de corrientes próximas a la bañera, como veíamos en el tema anterior.
Por lo tanto un par de cables eléctricos desnudos (sin cinta aislante recubriéndolos) van a conducir una pequeña cantidad de corriente si el ambiente es húmedo; si colocamos un transistor en zona activa que amplifique esta corriente tenemos un detector de humedad.
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Los sensores de humedad se aplican para detectar el nivel de líquido en un depósito, o en sistemas de riego de jardines para detectar cuándo las plantas necesitan riego y cuándo no.
9.2.7.2 Actuadores.
Los actuadores tienen como misión generar el movimiento de los elementos del robot según las órdenes dadas por la unidad de control. Se clasifican en tres grandes grupos, según la energía que utilizan:
Neumáticos. Hidráulicos. Eléctricos.
Actuadores eléctricos.
Las características de control, sencillez y precisión de los accionamientos eléctricos han hecho que sean los más usados en los robots industriales actuales.
Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes:
Motores de corriente continua (DC). Servomotores. Motores paso a paso. Motores de corriente alterna (AC).
Motores de corriente continua (DC). Servomotores. Son los más usados en la actualidad debido a su facilidad de control. En este caso, se utiliza en el propio motor un sensor de posición (Encoder) para poder realizar su control.
Los motores de DC están constituidos por dos devanados internos, inductor e inducido, que se alimentan con corriente continua:
El inducido, también denominado devanado de excitación, está situado en el estator y crea un campo magnético de dirección fija, denominado excitación.
El inducido, situado en el rotor, hace girar al mismo debido a la fuerza de Lorentz que aparece como combinación de la corriente circulante por él y del campo magnético de excitación. Recibe la corriente del exterior a través del colector de delgas, en el que se apoyan unas escobillas de grafito.
Motores paso a paso. Los motores paso a paso generalmente no han sido considerados dentro de los accionamientos industriales, debido principalmente a que los pares para los que estaban disponibles eran muy pequeños y los pasos entre posiciones consecutivas eran grandes. En los últimos años se han mejorado notablemente
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sus características técnicas, especialmente en lo relativo a su control, lo que ha permitido fabricar motores paso a paso capaces de desarrollar pares suficientes en pequeños pasos para su uso como accionamientos industriales. Existen tres tipos de motores paso a paso:
de imanes permanentes de reluctancia variable híbridos.
Motores de corriente alterna (AC). Este tipo de motores no ha tenido aplicación en robótica hasta hace unos años, debido fundamentalmente a la dificultad de su control. Sin embargo, las mejoras que se han introducido en las maquinas síncronas hacen que se presenten como un claro competidor de los motores de corriente continua. Esto se debe principalmente a tres factores:
la construcción de los motores síncronos sin escobillas. el uso de convertidores estáticos que permiten variar la frecuencia (y así la
velocidad de giro) con facilidad y precisión. el empleo de la microelectrónica, que permite una gran capacidad de
control.
Existen dos tipos fundamentales de motores de corriente alterna:
motores asíncronos motores síncronos
10. DISEÑO METODOLÓGICO.
Tabla Nº 5: Diseño metodológico.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
ACCIONES TEMA TEÓRICO INSTRUMENTO
Analizar el
procedimiento actual empleado, que
realiza el control de ingreso a los
almacenes, registro y preservación de activos en los
almacenes de la empresa AUDIO
VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS.
Realizar un estudio del actual
procedimiento, de control de ingreso a
los almacenes, registro y
preservación de activos de la
empresa AVMS.
La recopilación de datos.
Técnicas de
estudio y comprensión.
Entrevista.
Elaborar un diagrama de flujo del proceso actual empleado por la
empresa.
Uso de diagramas de flujo.
Diagramar.
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Identificar deficiencias del proceso actual
empleado por la empresa.
Análisis de la Información.
Resumen de lo más
sobresaliente.
Elaborar un
procedimiento alternativo, aplicando
tecnología RFID y microcontroladores, que realice el control
de ingreso a los almacenes, registro y
preservación de activos en los
almacenes de la empresa AUDIO
VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS.
Recolectar información de la tecnología RFID.
La recopilación de datos.
Búsqueda de información.
Recolectar información de la
tecnología microcontroladores.
La recopilación de datos.
Búsqueda de información.
Elaborar un diagrama
esquemático, que incluya tecnología
RFID y microcontroladores, el cual represente el
nuevo procedimiento
alternativo.
Diagrama representativo.
Diagramar.
Diseñar un módulo de control, para la
apertura de puertas de los almacenes de la empresa AUDIO
VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS, empleando
tecnología RFID y microcontroladores.
Seleccionar dispositivos RFID
que se van emplear en el módulo de
control.
Selección de materiales.
Comparar tipos de materiales.
Seleccionar microcontrolador
que se van emplear en el módulo de
control.
Selección de materiales.
Comparar tipos de materiales.
Elaborar un diagrama de
bloques para el diseño del módulo
de control.
Uso de diagramas de flujo.
Diagramar.
Elaborar un diagrama del
circuito de control.
Uso de diagramas de flujo.
Diagramar.
Programar aplicaciones de
escritorio.
Programar el microcontrolador.
Programación de microcontroladores.
Compiladores.
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Diseñar un módulo de sincronización
entre el lector RFID y el sistema.
Determinar el tipo de comunicación
para la sincronización.
Comunicación de datos
sincronizados.
Realizar pruebas de sincronización.
Prueba de laboratorio.
Equipos de medición.
Programar el enlace de sincronización.
Comunicación de datos
sincronizados.
Compiladores.
Establecer comunicación entre módulos externos y
la CPU.
Programación del puerto RS 232.
Prueba de laboratorio.
Diseñar una base de
datos capaz de almacenar el registro de todos los equipos
de la empresa AUDIO VISUAL MULTIMEDIA
SYSTEMS.
Identificar elementos del
diagrama de flujo propuesto, que
pueden constituirse en tuplas.
Seleccionar el sistema gestor de base de datos a
emplear.
Elaborar base de datos.
Programación en Visual Basic.
Compilador.
Diseñar un módulo de preservación, que genere un ambiente
adecuado para el almacenamiento de
equipos.
Seleccionar sensor de humedad.
Selección de materiales.
Comparar tipos de materiales.
Elaborar diagrama de circuito.
Diagrama en bloques.
Comparar tipos de materiales.
Programar microcontrolador.
Programación de microcontroladores.
Compiladores.
Fuente: Elaboración propia.
11. TEMARIO TENTATIVO.
1. GENERALIDADES.
1.1 INTRODUCCIÓN.
1.2 ANTECEDENTES.
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
1.4 OBJETIVOS Y ACCIONES.
1.5 JUSTIFICACIÓN.
1.6 ALCANCE.
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1.7 HIPÓTESIS.
1.8 MATRIZ DE CONSISTENCIA.
2. MARCO TEÓRICO.
2.1 MÉTODOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.
2.2 TECNOLOGIA RFID.
2.3 SISTEMA DE MICROCONTROLADORES.
2.4 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN.
2.5 SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASES DE DATOS.
2.6 SENSORES Y ACTUADORES.
3. MARCO PRÁCTICO.
3.1 DESARROLLO DE SISTEMA AUTÓMATA ALTERNATIVO, APLICANDO
TECNOLOGÍA RFID Y MICROCONTROLADORES, QUE REALICE EL
CONTROL DE INGRESO A LOS ALMACENES, REGISTRO Y
PRESERVACIÓN DE ACTIVOS EN LOS ALMACENES DE LA EMPRESA
AUDIO VISUAL MULTIMEDIA SYSTEMS.
3.2 DESARROLLO DE MÓDULO DE CONTROL, PARA LA APERTURA DE
PUERTAS DE LOS ALMACENES DE LA EMPRESA AUDIO VISUAL
MULTIMEDIA SYSTEMS, EMPLEANDO TECNOLOGÍA RFID Y
MICROCONTROLADORES.
3.3 DESARROLLO DE MÓDULO DE SINCRONIZACIÓN ENTRE EL LECTOR
RFID Y EL SISTEMA.
3.4 DESARROLLO DE UNA BASE DE DATOS CAPAZ DE ALMACENAR EL
REGISTRO DE TODOS LOS EQUIPOS DE LA EMPRESA AUDIO VISUAL
MULTIMEDIA SYSTEMS.
3.5 DESARROLLO DE MÓDULO DE PRESERVACIÓN, QUE GENERE UN
AMBIENTE ADECUADO PARA EL ALMACENAMIENTO TO DE EQUIPOS.
3.6 REALIZACIÓN DE PRUEBAS AL SISTEMA AUTÓMATA.
3.7 DEMOSTRACIÓN DE LA HIPÓTESIS.
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4. ANÁLISIS DE VIABILIDAD.
4.1 VIABILIDAD TÉCNICA.
4.2 VIABILIDAD ECONÓMICA.
4.3 VIABILIDAD OPERATIVA.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
5.1 CONCLUSIONES.
5.2 RECOMENDACIONES.
BIBLIOGRAFÍA.
GLOSARIO.
ANEXOS.
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13 BIBLIOGRAFÍA.
[1] JAVIER I. PORTILLO GARCIA, “Tecnología de identificación por radio
frecuencia (RFID)”, 2008.
[2] PETE SORRELLS, “Passive RFID Basics”, Microchip Technology Inc.
[3] TOMASI WAYNE, “Sistemas de Comunicaciones Electrónicas”, 4º Edición,
2003.
[4] C. J. DATE, “Introducción a los Sistemas de Base de Datos”, 7º Edición.
[5] PETER ROB Y CARLOS CORONEL, “Sistemas de Base de Datos”, 5º Edición,
2006.
[6] BEHROUZ A. FOROUZAN, “Transmisión de Datos y Redes de
comunicaciones”, 2º Edición, 2002.
[7] BARRA ZAPATA & OMAR ENRIQUE “MICROCONTROLADORES PIC CON
PROGRAMACION PBP”, RA-MA EDITORIAL, ESPAÑA 2011.
[8] CARLOS A REYES, “Microcontroladores PIC programación en Basic”, 3ra
edición, 2010.
FUENTES DIGITALES.
[1] http://www.motorolasolutions.com/XL/ES/Productos+y+Servicios+para+Empres
as/RFID.
[2] http://www.htk-rfid.com/
[3] http://es.kioskea.net/contents/619-identificacion-por-radiofrecuencia-rfid.