Cuerpo de Trabajo_final

8/18/2019 Cuerpo de Trabajo_final

1/23

PROYECTOCRIMASA

FASE DE INICIO

Recopilación deRequisitos

Formulación deobjetivos

Elaboración de propuesta de

solución

Estimación deCostos

Alcance,Limitaciones y

Metodología delroducto

!usti"icación y#ialidad

FASE DEPLANIFICACIÓN

Recopilación dein"ormación dedispositivos ytecnologías

Comparación detecnología y costosentre soluciones

candidatas

Mecanismos deRedundancia

Adquisición deelementos paraarmar prototipo

$e"inición deestrategias a seguir

$e"inición de tareasy responsables

FASE DEEJECUCIÓN

$ise%o de red delsistema

$ise%o y &imulacióndel so"t'are

$ise%o electrónicodel sistema

(mplementación de prototipo de prueba

ruebas de"uncionamiento

FASE DESEGUIMIENTO Y

CONTROL

&eguimiento delani"icación

ruebas

Corrección deErrores

Control de Calidad

Control de Riesgo

FASE DE CIERRE

reparación$ocumentación

reparaciónroducto

)eneración dedocumento de

manual de usuario

Entrega "inal delrototipo

Cobro deContrato*+-.

CUERPO DEL TRABAJO

EDT (Desglose de Trabao!

Figura 1: Desglose de Trabajo


2/23

C/$ (0EM 1nidad Cant2 33Costo

MaterialesCosto

EquipoCosto

transporte0/0AL*1&$.


3/23

FASE DE INICIO

+2+ Recopilación de Requisitos u 44 5 44 44 44 44

+26 Formulación de objetivos u 44 5 44 44 44 44

+25 Elaboración de propuesta de solución u 44 7 44 44 44 44

+28 Estimación de costos u 44 9 44 44 44 44

+29 Alcance, Limitaciones y Metodología del roducto u 44 5 44 44 44 44

+2: !usti"icación y #ialidad u 44 8 44 44 44 44

FASE DE PLANIFICACIÓN62+ Recopilación de in"ormación de dispositivos y tecnologías u 44 6 44 44 44 44

626Comparación de tecnologías y costos entre solucionescandidatas u 44 + 44 44 44 44

625 Mecanismos de Redundancia u 44 9 44 44 44 44

628 Adquisición de elementos para armar prototipo u 44 9 6;9 44 +6 57

629 $e"inición de estrategias a seguir u 44 < 44 44 44 4462: $e"inición de tareas y responsables u 44 5 44 44 44 44

FASE DE EJECUCIÓN52+ $ise%o de red del sistema u 44 +9 44 44 44 67

526 $ise%o y &imulación del so"t'are u 44 6< 44 44 44 98

525 $ise%o electrónico del sistema u 44 56 44 44 44 97:

528 (mplementación de prototipo de prueba u 44 +9 44 44 44 67

529 ruebas de "uncionamiento u 44 + 44 44 44 +


4/23

925 )eneración de documento de manual de usuario u 44 < 44 44 44 +88

928 Entrega "inal del prototipo u 44 5 44 44 44 98

+8929 Cobro del contrato u 44 + 44 44 44 44

0/0AL 57


5/23

Tabla 2: Cronograma de Actividades

A#l&s&s de Cos"os


6/23

$esglose costos de materiales de implementación=

Ele$e#"o Ca#"&dad Cos"o )#&"ar&o To"al&ensor de nivel < + ?+ 89 89

0arjeta Micro&$ < )> + + +

LC$ touc@screen

capacitivo 7 pulgadas+ 9 9

0otal 6;9Tabla 3: Tabla de Costos de Materiales

I#%l)*e+

• 0ransporte necesario para el traslado de los equipos2

E,%l)*e+

• 3erramientas necesarias para la instalación y coneión de los equipos2

S)-)es"o+

•

Los valores de los instrumentos de medición necesarios para realiBar las pruebas no "ueron tomados en cuenta, se supuso que ya se cuentacon estos instrumentos en los inventarios de la empresa2 Adems que la empresa posee un plan de internet bsico2

0eniendo en cuenta estas consideraciones se puede obtener el siguiente cuadro de resumen=

RE&1MED

Costo total del proyecto 57


7/23

El monto de contingencia se desarrolla en base a posibles cambios al momento de la compra de ciertos componentes, y a la necesidad de

@erramientas necesarias para la correcta implementación del proyecto2

Pla#"ea$&e#"o del Proble$a

La camaronera Crimasa, ubicada en la provincia del guayas, posee 8 piscinas destinadas a la producción camaronera2 &e requiere por parte del

contratista, dar solución al problema en el control y monitoreo del nivel de agua de las mismas2

Co#s&dera%&o#es a%")ales+

Cada piscina tiene un sensor de nivel *analógico. y un actuador *digital. que permitir la liberación de agua ecedente en caso deque lo requiera2

&e requiere tener la actualiBación de los sensores de las 8 piscinas cada 5seg2

&e requiere que el proyecto propuesto cumpla con consideraciones como son= escalabilidad, disponibilidad y seguridad

&e requiere la solución ms económica y que cubra todas las necesidades planteadas

Los puntos de concentración de datos de cada piscina tienen una separación de 9mts aproimadamente entre cada uno2

De$os"ra%&.#+

El cliente requiere que se e"ectGe una demostración *prototipo. de la propuesta para que esta pueda determinar la "actibilidad de la

misma2


8/23

Recoleccionde datos

Transmisionde datos

Monitoreo yprocesamie

nto

Desarrollo de la sol)%&.# -ro-)es"a

ara la resolución del problema se dividió la solución propuesta en tres etapas=

Figura 1: tapas de la !oluci"n propuesta

Etapa de recolección de datos

ara la etapa de recolección de datos se consideró la utiliBación de sensores de nivel de líquido tipo "lotador *"igura 6., que proporcionaran un

nivel lógico o + segGn sea la lectura del nivel2

Figura 2: !ensores de nivel de l#$uido tipo %lotador

La propuesta incluye la utiliBación de dos sensores por piscina que proporcionara la veri"icación del dato de nivel2


9/23

Figura 3: Disposici"n de sensores &acia los puerto del Microcontrolador

Los dos sensores por piscina, oc@o en total, estarn conectados a distintos puertos de entrada de un Gnico microcontrolador (C +


10/23

Figura 4: Recolección de Datos

Etapa de transmisión de datos:

$ebido a la naturaleBa @Gmeda del terreno que podría comprometer la integridad "ísica del cableado que transmitiría los datos desde las piscinas

@asta la estación de control, se @a optado por una transmisión inalmbrica utiliBando un módulo transceptor serial2 El modulo escogido es el

AC66, el cual segGn su datas@eet es óptimo para aplicaciones industriales tales como automatiBación, monitoreo remoto, control de se%al de

tr"ico, entre otras2


11/23

Figura 5: Circuitos de Radiofrecuencia APC220

Entre sus principales características estn su gran distancia de comunicación de alrededor de + m en línea de vista, su alta tasa de transmisión

en aire de @asta +;6 bps y la posibilidad de escoger entre + canales de comunicación para evitar cualquier posible inter"erencia2

El modulo incluye un so"t'are llamado R"4Magic que permite realiBar la con"iguración deseada de manera sumamente sencilla2


12/23

Figura 6: Ventana de conguración RF!"agic

Como se indica en la "igura, el so"t'are RF4Magic permite seleccionar los distintos parmetros de "uncionamiento del módulo RF, como son

"recuencia, tasa de transmisión en el aire, tasa de transmisión entre el modulo y el microcontrolador mediante 1AR0, la paridad y el nivel de

potencia de transmisión lo cual permitiría a@orrar energía dependiendo de la distancia de transmisión2 Las di"erentes opciones a escoger se

detallan en la siguiente tabla=

A)s"e O-%&o#es De/a)l"

0asa 1AR0+6,68,8


13/23


14/23

permite utiliBar un mismo dispositivo para enviar y recibir las se%ales de monitoreo y de control, el poder trabajar en un rango de "recuencias que

imposibilita la inter"erencia con redes inalmbricas convencionales de 628 )3B, el poseer una inter"aB de comunicación relativamente sencilla de

implementar y sumado a todo esto el tener un precio bastante accesible2

Etapa de monitoreo y procesamiento.

ara esta etapa se @a considerado la utiliBación de un computador de placa Gnica o &>C, lo cual reduciría enormemente los costos de

implementación del proyecto al evitar la necesidad de tener un computador de escritorio operando en la sala de control2

La &>C escogida es Raspberry i debido a su económico precio y su alto rendimiento, esta recibir los datos a travHs del módulo RF conectado al

puerto )(/ y procesara la in"ormación mediante un script programado en yt@on2

Figura ): )aspberry Pi

La "unción del script ser primero la de monitorear el puerto serial en espera de la trama de datos proveniente del microcontrolador que opera los

sensores, al recibirla la separa en los cuatro caracteres de interHs correspondientes al estado de las cuatro piscinas, y almacenar la in"ormación

correspondiente al estado del sensor y la @ora del sistema en una base de datos, con esta in"ormación se podr llevar un registro del estado del

nivel de las piscinas en una determinada @ora del día2


15/23

El script tambiHn subir esta in"ormación a una aplicación en la nube llamada >eebotte para la cual debemos disponer de una coneión a internet y

una cuenta de usuario en la aplicación2 >eebotte es una aplicación gratuita desarrollada para "acilitar la implementación del (nternet de las Cosas

*(o0., mediante una inter"aB amigable permite visualiBar remotamente desde cualquier lugar del mundo el comportamiento de sensores conectados

a dispositivos asociados a una cuenta2

Figura *: A&licación *eebotte

Como se puede ver en la imagen, >eebotte permite visualiBar el estado actual del nivel de agua en cada piscina *+ cuando el sensor @a sido

activado y el nivel de agua es correcto, y cuando el sensor esta desactivo y el nivel de agua est por debajo del necesario. y el comportamiento

de cada una de ellas en determinado intervalo de tiempo que va desde la ultima @ora @asta el Gltimo a%o2


16/23

or Gltimo el script procesar la in"ormación proveniente de los sensores de las piscinas y retornar las instrucciones correspondientes mediante el

modulo RF al mismo microcontrolador utiliBado para los sensores para que active los actuadores que evacuaran o llenaran de agua las piscinas2

Figura +: ,nfor'ación de control

A#l&s&s de D&s-o#&b&l&dad

El anlisis de disponibilidad se realiBar en tres partes, estas son=


17/23

• $isponibilidad de Red

• $isponibilidad de &ensores

• $isponibilidad de Control

D&s-o#&b&l&dad de RED

La red implementada tendr dos coneiones una coneión inalmbrica y otra coneión cableada2 La red principal "uncionar con la coneión

inalmbrica, dentro de esta red se realiBara la lectura de los datos cada treinta segundos, en el caso de no recibir o tener una se%al en este lapso,

entrar en "uncionamiento la red cableada, y se enviar un mensaje de error de red al control principal del sistema, de esta manera la red seguir

"uncionando mientras se realiBa la respectiva revisión del sistema2 En el caso de eistir una "alla dentro de ambas coneiones se proceder a enviar

un mensaje de error con alta prioridad, en este caso se realiBar una revisión en un plaBo de tiempo inmediato con la "inalidad de reiniciar el

"uncionamiento del sistema en el menor tiempo posible2

D&s-o#&b&l&dad de Se#sores

Respecto a los sensores se realiBara la instalación de dos sensores por piscina, con la "inalidad de realiBar un seguimiento a la lectura de ambossensores, en el caso de eistir una di"erencia de lecturas entre ambos, se envía un mensaje de alerta indicando que los sensores de la piscina

necesitan ser revisados debido a que eiste un problema en dic@a piscina, en el caso de que uno de los sensores se da%e el sistema deber detenerse

@asta realiBar la respectiva revisión, esto debido a que el sistema no cuenta con la capacidad su"iciente de determinar automticamente cul de los

dos sensores dejo de "uncionar, por este motivo se debe realiBar revisiones periódicas del "uncionamiento del sistema con la "inalidad de prevenir

posibles errores a "uturo2

D&s-o#&b&l&dad de Co#"rol

El sistema de control estar comandado principalmente por el raspberry pi, este dispositivo tiene la capacidad de corregir error de manera remota

usando el protocolo &&3, este protocolo, da la capacidad de manejar un computador remotamente usando un intHrprete de comandos, de estamanera se puede realiBar la revisión de cualquier "allo dentro del sistema sin la necesidad de una presencia "ísica en las instalaciones del mismo2

A#l&s&s de Es%alab&l&dad


18/23

ara la implementación del proyecto, un punto de suma importancia a tener en cuenta es la escalabilidad del sistema2 La escalabilidad @ace

re"erencia a la @abilidad que tiene un sistema para cambiar y adaptarse a "uturos crecimientos de la red2 Es decir, un sistema con buena

escalabilidad debe ser capaB de cambiar su tama%o y con"iguraciones para adaptarse a escenarios ms amplios, sin que esto a"ecte su calidad y

rendimiento de los servicios que o"rece2

En este caso, la escalabilidad @ace re"erencia a la capacidad que debe tener el sistema para poder gestionar nuevas piscinas en un "uturo, sin tener

que @acer mayores cambios en su estructura2

(nicialmente la empresa cuenta con 8 piscinas camaroneras, las cuales se encuentran distribuidas como se muestra en la "igura +2


19/23

Figura 10: Cro-uis de la Ca'aronera Cri'asol

Como se puede observar, las dimensiones con las que cuenta el terreno de la camaronera, brinda la posibilidad de implementar +6 piscinas en caso

de requerirlo2 El anc@o total del terreno disponible es de 69 metros, sabiendo que= las piscinas miden 6 metros de anc@o, la separación entre

piscinas es de 9 metros y se debe dejar 9 metros entre cada límite del terreno y una piscinaN se puede calcular cuantas piscinas nuevas como

mimo se pueden construir en el terreno2


20/23

rimeramente se calcularn las piscinas que pueden a%adirse en la misma "ila que las primeras 8 ya establecidas2

&uponiendo que el nGmero de piscinas total *en esta "ila. en el terreno sern


21/23

Figura 11: Cro-uis de la Ca'aronera Cri'asol ante una &osi$le incre'ento de &iscinas

El (C +


22/23

Cada (C y su respectivo transmisor con"orman un nodo de la red que se comunica con la sala de control2

Figura 12: Co'unicación entre .ala de Control / odos

A#l&s&s de seg)r&dad

La transmisión de datos inalmbrica entre el microcontrolador y la Raspberry i operada por el módulo transceptor de radio "recuencia AC66

utiliBa modulación )F&K *modulación por desplaBamiento de "recuencia gausiana. y paridad par o impar *si se activa mediante el so"t'are de

con"iguración. para detectar y corregir errores en la transmisión de bits2 Adems de esto su capacidad de cambiar de canal entre + posibles

opciones y su tecnología de codi"icación de intercalación de bits @acen prcticamente imposible la inter"erencia con otras "uentes y la

interceptación de la comunicación por algGn elemento ajeno al sistema propuesto2

or otro lado, para la seguridad de la aplicación 'eb utiliBada llamada >eebotte, la cuenta dispone de un nombre de usuario y una contrase%a para

poder acceder a los datos que @emos subido a la nube, adems de esto, para realiBar la asociación de la Rapberry i con la cuenta, es necesario

incluir en el script la llave de acceso y llave de seguridad que proporciona >eebotte cuando se procede a crear la cuenta, estas llaves o códigos de

acceso segGn la pgina o"icial son Gnicos e irrepetibles y proporcionan la seguridad necesaria para que ningGn usuario pueda subir datos a nuestra

cuenta2


23/23

Es:)e$a de %o$)#&%a%&.# -ro-)es"o

Figura 13: s$uema de comunicaci"n Propuesto

+2 Se#sor+ Mide el nivel de agua de la piscina, su lectura se envía @acia el (C262 PIC+ Rutinas de control producidas por el nivel de agua medido para abrir yJo cerrar las bombas2 Envió y recepción de datos desde

Raspberry2

52 A%")ador+ Acorde a las órdenes desde el (C se activa o desactiva282 RF+ Envió y recepción de datos *(C.292 RF+ Envió y recepción de datos *RA&>ERRO.2:2 Ras-berr*+ Almacenamiento de datos local y en la nube, envió de órdenes27. I#"er#e"+ Acceso Remoto desde cualquier parte Bona2

Cuerpo de Trabajo_final

Documents

Transcript of Cuerpo de Trabajo_final